管道牺牲阳极阴极保护就是在管道上焊接镁合金或者锌合金阳极以达到延缓其腐蚀的目的。

    设计管道牺牲阳极阴极保护需要以下参数：管道长度、直径、沿线土壤电阻率、外覆盖层情况（外防腐覆盖层的绝缘电阻率）、沿线钢质构筑物的情况。根据以上参数可以计算所需牺牲阳极的数量，所需单支阳极的质量，阳极的布置间距、阳极距离管道的距离等。

    管道牺牲阳极阴极保护具有维护简单，对附近构筑物没有杂散电流干扰等有优点，但是单位长度相对投资较高，施工工作量较大，保护年限较短。所以主要在城市燃气管网、其他钢质构筑物密集管段、需要保护年限较短、要求防爆等场合应用。

一、牺牲阳极法的控制要点。

    为了有效防止埋地钢管的电化学腐蚀，充分发挥牺牲阳极法阴极保护的作用，提高保护的有效性，必须正确把握牺牲阳极保护从设计、安装到最后的使用管理工作过程的各个环节。

（一）、牺牲阳极保护的设计控制

    设计上的控制主要是在选择合适的电流密度，测试施工区域的土壤特性后进行阳极种类的选择，工艺计算（阳极接地电阻、输出电流、阳极数量、工作寿命）和安装方式的确定。

1、 阳极种原选择

    通常的做法是根据环境土壤的电阻率大小选择牺牲阳极的种类，再根据保护电流的大小选取阳极规格，可参照表三进行选择。

     一般而言，普通土壤环境下多使用棒形镁或锌阳极，高电阻率土壤环境下可使用带状镁阳极。

2、 工艺计算

    通过工艺计算可以求得需保护管道阳极接地电阻，阳极的输出电流，所需阳极的数量及阳极工作寿命，为阳极的安装施工及后期管理提供理论依据。

    上述参数的计算公式本文不作介绍，需要注意的是在接地电阻计算时，应考虑有无填料及安装方式；在阳极输出电源计算时，必须正确计算出阳极总电阻；阳极数量的计算应注意要选取合适的备用系数。

（二）、阳极安装方式的选择

    钢质管道阳极安装应考虑确保阳极在土壤中的性能稳定，需要在阳极四周辅以化学填料包，它能改善阳极的工作环境，降低接地电阻，增加阳极电流输出，减小不必要的阳极极化及维持阳极地床长期湿润；填料包应在各个方面均保持5-10CM为宜；化学填料包应选用电阻率低，渗透性保湿性好，不易流失的材料配方。

    阳极分布可采用单支式或集中式，其埋设可采用立式、水平式，埋设方向有轴向式和径向式，选用何种方式应根据管道长度、土壤特性、空间位置等全面考虑。

    另外，为了确保阴极保护效果，阳极应埋在距墙壁3-5米处，最小不宜小于0.3米，其埋设深度以阳极顶部距管顶不小于1米为宜。成组埋设时，以2-3米间距为宜，牺牲阳极在管道长度方向上以200-300米一组为最好。

    总之，阳极地床的布置应根据管道长度、埋设深度、土壤特性、空间位置等全面考虑，选择最佳方式。

（三） 、牺牲阳极安装质量的控制

    正确合理的设计，只有良好的施工才能确保阴极保护的真正效果，笔者根据10多年来安装监督检验工作的实践总结了在施工中的控制要点及注意事项。

    1、根据CJJ95-2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》的规定，如要有良好的阴极保护效果，必须确保管道覆盖层的绝缘电阻值大于10000Ω•m2。因此在管道施工时应把握以下几个因素：第一对于现场作表面防腐的管道正式施工前应做机械性能检测，包括粘结力、抗土壤应力等，符合后再应用于现场防腐，在防腐处理过程中应彻底清除钢管表面的铁锈、氧化皮及浮灰，选用防腐性能、电绝缘性能好的材料（同时考虑使用寿命、各项费用、敷管速度、对外部影响等因素），对焊口的补口应采用与钢管相同的防腐材料，钢管防腐层及补口处应作100%电火花测试合格，管沟底部和管顶上部的土质应满足运行中不会损坏防腐层为基本原则。第二对于在专业防腐企业进行防腐处理的钢管，应注意在运输过程中的不被损伤，在管道安装时应逐根检查，并进行电火花测试，发现伤口及时修补，并进行绝缘电阻测试直至达到要求。

    2、安装时应确保管道纵向的连续导电。确保阴极保护电流通畅，是实现阴极保护的必要条件，应对管道的非焊接部位如法兰、大小头承插头、丝扣连接等的电阻值进行100%测试，对于达不到标准要求的结构应采用电缆跨接方式确保管道的电连续性，特别应注意在电缆二个接头处要去锈、去漆，结合严密、牢固。

    3、严格控制牺牲阳极连接导线与钢管表面的连接方式。个别安装单位贪图省力，把导线直接焊在钢管上，而不是通过铜鼻子、加强板与钢管连接，降低了连接的可靠性，增大了阴极电流的流动阻力，不利于钢管的防腐。另外连接处应保证可靠的绝缘。

二、 牺牲阳极设计安装使用中几个问题的探讨

    （一） 、城镇管网的施工中，往往会产生管网施工的另碎性，产生了大规模的分期施工，而设置的绝缘装置，形成了相互独立、体系不统一的阴极保护系统。但是检查结果表明，管道在施工后短时间内很少发生腐蚀或速度很慢，因此在新旧管道施工时间间隔较短（不到一年）的情况下，可不做电绝缘处理而使之成为连续的阴极保护系统。

    （二） 、根据实践得出，当支管长度不超过50米时，主干管与支管间也可不设绝缘装置，而作为一个整体来加以保护，否则支管也应设阴极保护。

    （三） 、在有交直流电气化铁路、高压输电线、发电厂、变电所的地网及其它引起的杂散电流对被保护管道有影响的地方，应做非常良好可靠的电绝缘处理。

    设计及施工时，除整体设置牺牲阳极外，在局部特殊的管段，应加强保护，对于采用套管方式穿越公路、铁路和河流、湖泊时，在管道与套管结合部位的施工一定要确保电绝缘的效果，在套管两端的绝缘密封施工一定要严格把住质量与效果，严防地下水的渗入。当难以确保长期密封效果时，可考虑采用独立的阴极保护。管架上的钢管如采用在管道与支架之间的绝缘垫，则要注意材料在大气中的老化及管道热胀冷缩引起的机械移动，导致绝缘性的下降，导致阴极电流的流失，且应经常检查。在无套管穿越施工中，必须保证穿越层的土质松软无砖石，确保防腐层在穿越时不受损伤。在设计方面可以考虑增加阳极数量，确保保护效果。对穿越电气化铁路时，最好做接地电池防护。

    （四） 、资料显示和实践证明 ，牺牲阳极用于土壤电阻率≤100Ω•M场合效果较好，当土壤电阴率大于100Ω•M时，则不宜采用牺牲阳极法的阴极保护。由于土壤上电阻率是牺牲阳极设计中很关键重要的参数，因此必须确保管道敷设地带的土壤电阻率的测量、选取正确，符合实际，特别当管道较长时，不同的地域土壤电阻率可能会有很大差异，为此必须对土壤进行准确的分析测试，不得采用就近或平均等方法选取。

    （五） 、测试桩的设置不能拘泥于规范要求，而应根据埋设环境，地理情况合理设置，应遵循宁多不缺的原则。在埋设环境变换处如套管处、异种金属连接处、新旧管道连接处、干线与支线管道连接处、杂散电流存在交汇处、距离阴极保护较远处等部位都应增加测试点，从而能更加及时、准确地了解管道不同部位的保护效果。测试桩类型选择时，应根据位置、结构和需要而定，一般而言在距离牺牲阳极较远的地方，可设置电位测试桩，能方便地知道被保护管道的保护电位，并可以判断保护效果。而靠近阳极处，可设置综合测试桩，不但可以测量被保护管道的保护电位，还能通过测量牺牲阳极输出电流判断阳极消耗情况，使之能及时更换阳极来达到保护的期限和效果。

    （六） 、牺牲阳极在使用过程中应加强管理。使用单位应制定切实有效的管理制度并应贯彻落实，要做好燃气管道的日常巡检，对于埋地钢管的巡检重点应放在对牺牲阳极（如采用此法）测试桩技术数据的检查分析上，发现不正常时应立即采取有效措施，确保阴极保护的有效性。