TCSCP 0001-2024 海水和含鹽泥砂中陰極保護(hù)用犧牲陽極

T/CSCP0001--2024T/CSCP0001--2024CSCP中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)T/CSCP0001--2024海水和含鹽泥砂中陰極保護(hù)用犧牲陽極Sacrificialanodeforcathodicprotectioninseawaterandsalinemudandstone2024年1月30日布 2024年1月30日施中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì) 發(fā)布T/CSCP0001--2024T/CSCP0001--2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次目 次 II前 言 III海水和含鹽泥砂中陰極保護(hù)犧牲陽極 1范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 13.11犧牲陽極材料及其電化學(xué)能 3般要求 3極材料 3化學(xué)性能 3陽極試驗(yàn)檢驗(yàn) 4般要求 4學(xué)成分 4量、尺寸及質(zhì)量要求 5化學(xué)性能測試 5極鋼芯材料 5纜連接 6附錄A（規(guī)范性附錄）犧牲陽極的化學(xué)成分和電化學(xué)性能 7附錄B（規(guī)范性附錄）犧牲陽極重量、尺寸及質(zhì)量檢驗(yàn) 11前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A和附錄B為規(guī)范性附錄。本文件由中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。T/CSCP0001--2024T/CSCP0001--2024PAGEPAGE10海水和含鹽泥砂中陰極保護(hù)用犧牲陽極范圍本文件適用于梯形、D型或圓形截面的鑄造陽極和鐲式型陽極。其他形狀的陽極如半球形、紐扣形等可參照采用。規(guī)范性引用文件（適用于本文件。GB/T1391金屬覆蓋層鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術(shù)要求及試驗(yàn)方法GB/T4948鋁－鋅-銦合金犧牲陽極GB/T4949鋁-鋅-銦系合金犧牲陽極及化學(xué)分析方法GB/T4950鋅合金犧牲陽極GB/T7387船用參比電極技術(shù)條件GB8923 涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級GB/T13748 鎂及鎂合金化學(xué)分析方法GB/T17731 鎂合金犧牲陽極GB/T17848 犧牲陽極電化學(xué)性能試驗(yàn)方法GB/T24488 鎂合金犧牲陽極電化學(xué)性能測試方法T/CSCP0007-2022沉管隧道鋼殼外表面防腐蝕技術(shù)規(guī)范ASTMB418 鋅合金犧牲陽極（AnodeSacrificialzincalloy）BSEN12496 海水和含鹽泥砂中陰極保護(hù)的犧牲陽極（Galvanicanodecathodicprotectioninseawaterandsalinemud）DNV-RP-B401-2021 陰極保護(hù)設(shè)計(jì)（Cathodicprotectiondesign）Mil-A-18001k 鋅合金犧牲陽極（Anode，Sacrificialzinc術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。陽極消耗率anodeconsumptionrate一年中輸出一安培電流所消耗的陽極材料質(zhì)量，單位，kg/(A·y)。理論電容量anodecurrentcapacity根據(jù)法拉第定律計(jì)算消耗單位質(zhì)量的犧牲陽極所產(chǎn)生的的電量，單位A·h/kg。實(shí)際電容量 practicalcurrentcapacity實(shí)際測得的消耗單位質(zhì)量的犧牲陽極所產(chǎn)生的的電量，單位A·h/kg。電流效率 currentefficiency犧牲陽極實(shí)際電容量與理論電容量的比值。工作電位 workingpotential當(dāng)電流在陽極和被保護(hù)表面之間流動(dòng)時(shí)，在陽極上測量的電位。驅(qū)動(dòng)電壓 drivingvoltage犧牲陽極工作電位與被保護(hù)體的保護(hù)電位的差值。電化學(xué)性能 electrochemcialproperties電勢和電流容量的特性，作為陽極的特征，可以通過定量測試來評估。冷隔 coldshut由于不連續(xù)澆鑄使得后澆鑄液與已固化的陽極體產(chǎn)生的表面不一致。裂紋 cracking沿某一路徑斷裂的金屬，產(chǎn)生類似不規(guī)則邊緣的金屬不連續(xù)。氣孔gashole金屬液凝固過程中陷入起泡形成的孔洞。非金屬夾雜物 non-metallicinclusions熔化或澆鑄過程中，困在液態(tài)金屬中的氧化物和其他耐火材料顆粒。收縮凹陷 shrinkagedepressions當(dāng)澆鑄液在模具中凝固而沒有額外補(bǔ)償液-固轉(zhuǎn)變過程中體積的減少時(shí)，所產(chǎn)生的自然凹面。平貼陽極 flushanode陽極表面與被保護(hù)結(jié)構(gòu)表面接觸或非常接近的陽極。（所有術(shù)語結(jié)束，加句號）支架陽極stand-offanode陽極相對被保護(hù)結(jié)構(gòu)表面保持一定距離的陽極。鐲式陽極braceletanode由兩片半環(huán)形或多片陽極組成，安裝時(shí)形成圓環(huán)狀固定在管狀圓周上的陽極。鈍化 passivation腐蝕速度的降低。點(diǎn)蝕 pitting局部腐蝕導(dǎo)致的點(diǎn)狀蝕坑，如從金屬表面向內(nèi)部擴(kuò)展的空洞。犧牲陽極材料及其電化學(xué)性能一般要求和使用溫度。陽極材料A。電化學(xué)性能通則方法見5.4。工作電位陽極的工作電位應(yīng)負(fù)于陰極保護(hù)的保護(hù)電位。陽極的工作電位在服役期間應(yīng)趨于穩(wěn)定。電容量陽極材料在冷熱海水、海底泥漿等不同環(huán)境條件下的實(shí)際電容量不同。陽極合金的實(shí)際電容量應(yīng)根據(jù)具體使用環(huán)境做長期測試，并加以記錄。用于海水和含鹽泥砂環(huán)境中時(shí)，陽極實(shí)際電容量會(huì)隨溫度的升高而降低。犧牲陽極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮溫度升高對陽極電容量的影響。實(shí)際電容量隨陽極電流密度的增大而增加。在極低的電流密度下，陽極自腐蝕更明顯，實(shí)際電容量將顯著降低。陽極消耗率所有陽極材料的實(shí)際消耗率與理論消耗率都有差別。陽極消耗率與電容量的關(guān)系見公示（1）:8760E （1）Q式（1）中：E：陽極消耗率(kg/(A·y));Q：電容量(A·h/kg);8760：一年的小時(shí)數(shù).陽極試驗(yàn)檢驗(yàn)一般要求B化學(xué)成分化學(xué)分析試樣應(yīng)按照鑄件編號識別。所有的陽極應(yīng)采用鑄件編號進(jìn)行標(biāo)識。1000kg11差以及允許的質(zhì)量缺陷應(yīng)符合附錄B。陽極性能的重點(diǎn)不同。GB/T17848GB/T2448815t船級社標(biāo)準(zhǔn)DNVRP-B401-2021C立的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行或在其見證下進(jìn)行。勢。間腐蝕形貌的陽極不宜使用。CE的鋼結(jié)構(gòu)CECE2)計(jì)算:CE(3)。CE%C%Mn0.046陽極鋼芯CE值不應(yīng)超過0.45。100%的目視檢查。

（2）（3）GB/T13918923.1Sa2.5鋁陽極鑄造前，鋼芯應(yīng)噴砂清理，應(yīng)達(dá)到GB8923.1Sa2.5/電纜連接10mm2保障陽極承重。（螺栓0.01Ω。附錄A（規(guī)范性附錄）犧牲陽極的化學(xué)成分和電化學(xué)性能鋁陽極陽極材料GB/T4948-2002A.1?；瘜W(xué)成分的分析應(yīng)按GB/T4949表A.1 鋁陽極的化學(xué)成分，wt元素A1A2A3A4Zn2.0–6.02.5–5.754.75–5.754.0–6.0In0.010–0.0300.015-0.0400.016–0.0200.015–0.030Fe≤0.12≤0.09≤0.06≤0.07Si≤0.12≤0.120.08–0.120.05–0.40Cu≤0.006≤0.003≤0.003≤0.003Cd≤0.002≤0.002≤0.002-Ti0.001–0.03Sn0.001–0.02其他(每個(gè))≤0.02≤0.020.02≤0.02其他(總)≤0.1≤0.1≤0.05≤0.05Al余量余量余量余量1：鋁陽極A1可用于船舶領(lǐng)域；鋁陽極A2可用于海油工程；鋁陽極A3A4境。2：A1A3符合BSEN12496的A1和A3，A2符合DNV-RP-B401A40007-2022注3：鋁陽極宜用于鹽度大于5g/kg的介質(zhì)，即電阻率小于2Ω·m的海水或咸水。電化學(xué)性能鋁陽極的電化學(xué)性能可按GB/T17848A.2。12DNVRP-B401CA1A22500A·h/kg下降到80500A·h/kg(即：陽極消耗速率從在253.5kg/(A·a)80℃17.5kg/(A·a鹽水、不同鹽度的海水或海底沉積物環(huán)境，無論是否有硫化氫(H2S)，都會(huì)導(dǎo)致鋁陽極電化學(xué)性能變化。表A.2鋁陽極電化學(xué)性能（5℃~25℃）合金類型環(huán)境工作電位（Ag/AgCl/海水參比電極）V實(shí)際電容量A·h/kg陽極消耗率kg/(A·a)A1海水≤-1.09≥2500≤3.5海底沉積物≤-1.05≥2000≤4.4A2海水≤-1.09≥2500≤3.5海底沉積物≤-1.05≥2000≤4.4A3海水≤-1.09≥2500≤3.5海底沉積物≤-1.05≥2000≤4.4A4海水≤-1.05≥2600≤3.470Ω·cm~80Ω·cm淡海水≤-1.05≥2600≤3.48mm~40mm砂石/40Ω·cm淡海水≤-0.95≥2000≤4.4鎂陽極陽極材料A.3GB/T13748規(guī)定的方法進(jìn)行。A.3wt元素M1M2Mn0.15-0.70.5–1.5Al5-7≤0.05Zn2-4≤0.03Fe≤0.005≤0.03Cu≤0.08≤0.02Si≤0.3≤0.05Pb≤0.03≤0.01Ni≤0.003≤0.002其他(總)≤0.300.05Mg余量余量注1：M1和M2符合BSEN12496的鎂陽極。電化學(xué)性能鎂陽極有更負(fù)的工作電位，但其自腐蝕較高而具有較低的電容量，應(yīng)符合表A.4。表A.4鎂陽極電化學(xué)性能(5-25℃)合金類型環(huán)境工作電位（Ag/AgCl/海水參比電極）V實(shí)際電容量A·h/kg陽極消耗率kg/(A·a)M1海水≤-1.50≥1200≤7.3M2海水≤-1.70≥1200≤7.350極的實(shí)際電容量可能相當(dāng)?shù)汀ｄ\陽極陽極材料于咸水和淡水。純鋅只有鐵雜質(zhì)含量小于0.00014%時(shí)才能用作犧牲陽極，添加鋁元素，鋅陽極中鐵雜質(zhì)允許值略有提高，進(jìn)一步添加鎘會(huì)促進(jìn)陽極上形成一種軟的、非附著性腐蝕產(chǎn)物。典型鋅陽極的化學(xué)成分應(yīng)符合表A.5GB/T4950表A.5鋅陽極化學(xué)成分，wt元素合金Z1合金Z2合金Z3合金Z4Al0.1-0.5≤0.0050.10–0.200.10–0.25Cd0.025–0.07≤0.0030.04–0.06≤0.001Fe≤0.005≤0.0014≤0.0014≤0.002Cu≤0.005≤0.002≤0.005≤0.001Pb≤0.006≤0.003≤0.006≤0.006Sn--≤0.01-Mg--≤0.50.05–0.15其他(總)≤0.10≤0.005≤0.1≤0.1Zn≥99.314≥99.99余量余量1Z1GB/T4950-2021IIMil-18001-k（前面標(biāo)準(zhǔn)引用列上）或ASTMB418（）I2Z2GB/T4950-2021IIASTMB418II型陽極。注3：Z4是高溫環(huán)境使用鋅陽極，符合BSEN12496的規(guī)定。電化學(xué)性能Z1、Z350℃。50℃以上，鋅合金Z1Z3Z1和Z350℃以上使用。70℃)、低氯化物環(huán)境中，Z1Z3鋅陽極的實(shí)際電容量按GB/T17848A.6。高溫鋅陽極Z4可在高達(dá)85℃的高溫下工作。高溫介質(zhì)中電化學(xué)性能應(yīng)符合表A.7。表A.6鋅陽極電化學(xué)性能（5℃~25℃）合金類型環(huán)境參比電極）V電容量A·h/kg陽極消耗率kg/(A·a)Z1海水≤-1.03≥780≤11.2海底沉積物≤-0.99≥750≤11.8Z2海水≤-1.00≥760≤11.5Z3海水≤-1.03≥780≤11.2Z4海水≤-1.03≥780≤11.2海底沉積物≤-0.98≥710≤12.3表A.7高溫鋅陽極電化學(xué)性能合金類型介質(zhì)溫度工作電位（Ag/AgCl/海水參比電極）V電容量A·h/kg陽極消耗率kg/(A·a)Z460℃海水≤-0.97≥690≤12.750℃海底沉積物≤-0.95≥710≤12.385℃海底沉積物≤-0.94≥430≤20.4陽極質(zhì)量質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)符合表B.1。

附錄B（規(guī)范性附錄）犧牲陽極重量、尺寸及質(zhì)量檢驗(yàn)表B.1檢驗(yàn)頻次要求單塊質(zhì)量偏差總重偏差≥140kg，100%；≤140kg,10%犧牲陽極≥50kg32.3kg)的最小值；犧牲陽極<50kg，±3%0%～+2%103毫米；10公斤以上陽極的尺寸應(yīng)符合表B.2。表B.2檢驗(yàn)頻次要求長度偏差寬度偏差厚度偏差直線度圓柱形陽極直徑偏差10%±3%和±25mm的最小值±5%±10%≤2%≤±2.5%公稱直徑b)鐲式陽極尺寸應(yīng)符合下列要求:陽極鑄造的平均長度應(yīng)為公稱長度的±3%或±25mm，兩者以較小時(shí)為準(zhǔn)。陽極內(nèi)徑應(yīng)符合以下尺寸偏差:①管道直徑≤300mm，陽極內(nèi)徑偏差為0mm~4mm；②300mm<管道直徑≤610mm，陽極內(nèi)徑偏差為0mm~6mm;③管道直徑>610mm，陽極內(nèi)徑偏差為0mm~1mm；陽極厚度的尺寸偏差為±3mm10%。陽極應(yīng)避免過度彎曲或扭曲。鐲式陽極應(yīng)進(jìn)行圓度校正，外徑不應(yīng)超過上述偏差。鐲式和平貼陽極鋼芯位置的偏差為±5mm，而對于支架陽極，至少有厚度的±10%的陽陽極表面陽極應(yīng)進(jìn)行目測檢查，以確認(rèn)符合下列要求：