阴极保护基本原理(4)

来源：网络收集时间：2026-07-18

导读： (1)立式阳极由一根或多根垂直埋入地中的阳极排列构成，电极间用电缆联接。其优点有： a.全年接地电阻变化不大； b.当阳极尺寸相同时，立式地床的接地电阻较水平式� � (2)水平式阳极将阳极以水平方向埋入一定深度

(1)立式阳极

由一根或多根垂直埋入地中的阳极排列构成，电极间用电缆联接。其优点有： a.全年接地电阻变化不大；

b.当阳极尺寸相同时，立式地床的接地电阻较水平式小。 (2)水平式阳极

将阳极以水平方向埋入一定深度的地层中，其优点有： a.安装土石方量较小，易于施工； b.容易检查地床各部分的工作情况。 (3)联合式阳极

指采用钢铁材料制成地床，它由上端联接着水平干线的一排立式阳极所组成。 2.2 深埋式阳极(深井式)

当阳极地床周围存在干扰、屏蔽、地床位置受到限制，或者在地下管网密集区进行区域性阴极保护时，使用深埋式阳极，可获得浅埋式阳极所不能得到的保护效果。深埋式地床根据埋设深度不同可分为浅深井(20～40米)、中深井(50～100米)和深井(>100米)三种。

深埋式阳极地床的特点是接地电阻小，对周围干扰小，消耗功率低，电流分布比较理想。它的缺点是施工复杂技术要求高，单井造价贵。尤其是深度超过100米的深阳极，施工需要大钻机，这就限制了它的应用。

3、阳极地床填料的应用

石墨阳极无论采用浅埋或深埋都必须添加回填料。高硅铁阳极一般需要添加回填料，但在特殊地质可能不使用回填料，如沼泽、流砂层地区等。 (1)阳极地床填料的功能

1)增大阳极与土壤的接触，从而降低地床接地电阻； 2)将阳极电极反应转移到填料与土壤之间进行，延长阳极的使用寿命；

3)填料可以消除气体堵塞。 (2)对填料的要求

1)填料颗粒必须是导电体，以保证阳极与土壤之间良好的导电性。

2)填料应成本低，来源广，具有较连续的接触表面。常用的回填料是焦炭粒，也可采用石墨加上石灰充填，以保持阳极周围呈碱性。通常用的焦炭粒性能规格见下表。阳极地床回填用焦炭粒性能规格表1

种类粒径(mm) 比重kg/m3 电阻率Ω.cm 灰分％消耗率kg/A.a

煤焦油焦炭粒 6～15 641～301 10～50 <10 <0.9 锻烧石油焦炭粒 6～15 72～1121 10～50 <10 <0.9 确保阳极与回填料良好的电接触，填料必须在阳极周围夯实。否则会使一部分电流从阳极直接流向土壤而缩短阳极使

用寿命。

在粘土地区，若阳极地床通过电流太大，可采用电极带孔的硬塑料管，由填料层直接通地面，及时地将阳极周围产生的气体排出地面。对于较干燥地区可向地床注水降低接地电阻。

(3)回填料的重量

可用下述简单方法估计填料的容积：阳极地床孔径为阳极直径的三倍。且在电极上下各填300毫米填料。对粒径为15mm，比重为0.6吨/米3的焦炭粒来说，每支ф100×1500阳极的参考用量为200公斤。 4、阳极数量与接地电阻

阳极数量与接地电阻成反比关系。在一定范围内增加阳极支数会起到降低接地电阻的作用。但是由于阳极间的屏蔽效应，往往增加较多支的阳极，而降低电阻却很少。所以对于阳极数量的选择是一个经济效益问题。在确定阳极数量时需要考虑主要因素为：

1、要使阳极输出的电流在阳极材料允许的电流额度内，以保证阳极地床的使用寿命。

2、在经济合理的前提下，阳极接地电阻应尽量做到最小，以降低电能耗量。即对接地电阻规定一个合适的数值。目前接地电阻一般不大于1欧左右，在特殊地区可根据现场情况选定。

牺牲阳极阴极保护阳极材料

内容：

1、镁牺牲阳极根据形状以及电极电位的不同，镁阳极可用于电阻率在20欧姆.米到100欧姆.米的土壤或淡水环境。高电位镁阳极的电位为1.75VCSE，低电位镁阳极的电位为1.55VCSE。镁阳极阳极规格

型号重量Kg 牺牲阳极尺寸mm A B C 填包长度D 填包袋直径E 9D2 4.08 60.9 76.2 549.3 432 152 14D2 6.35 69.9 76.2 850.9 20D2 9.07 69.9 76.2 1213 9D3 4.08 88.9 95.3 352.4 432 152 17D3 7.71 88.9 95.3 641.4 483 165 32D5 14.51 139.7 146.1 504.8 762 203 48D5 21.77 139.7 146.1 765.2 450 254 镁阳极化学成分

元素高电位阳极 AZ63B AZ63C AZ63D AZ31 AL 0.01 5.30-6.70 5.30-6.70 5.0-7.0 2.5-3.3 Zn 2.50-3.50 2.50-3.50 2.0-4.0 0.6-1.4 Mn 0.5-1.3 0.15-0.70 0.15-0.70 0.15-0.70 0.20

Si 0.05 0.10 0.30 0.30 0.10 Cu 0.02 0.02 0.05 0.10 0.015 Ni 0.001 0.002 0.003 0.003 0.001 Fe 0.03 0.005 0.005 0.005 0.002 Other 0.05

Impurity 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 镁阳极电化学性能

阳极种类开路电位（-V）理论电容量（Ah/Kg）电流效率（%）

高电位镁阳极 1.70-1.75 2200 50 AZ63镁阳极 1.50-1.55 2210 50 AZ31镁阳极 1.57-1.67 2210 50 镁阳极消耗量计算 W=8760It/ZUQ

I=阳极电流输出(Amps) t=设计寿命(years) U=电流效率(0.5)

Z=理论电容量(2200Ah/kg) Q=阳极使用率85% W=阳极重量(Kg)

2、锌牺牲阳极锌牺牲阳极多用于土壤电阻率小于15欧姆.米的土壤环境或海水环境。电极电位为1.1VCSE。温度高于

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