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GB／T 17005-2019 滨海设施外加电流阴极保护系统通用要求

本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T17005一1997《滨海设施外加电流阴极保护系统》。本标准与GB/T17005 97相比，主要技术变化如下： 标准适用范围增加了核电站用鼓形旋转滤网（见第1章）。 修改了碳钢的保护电位范围（见3.1，1997年版的3.1）；增加了不锈钢、铜及铜合金的保护电位 范围（见3.23.4）。 修改了阴极保护系统的组成表述（见4.1，1997年版的第4章）；补充了电源设备的供电方式 （见4.2）；增加了钛基金属氧化物阳极及其性能参数，将阳极类型与性能有关内容移入第4章 （见4.3.1中表1，1997年版的5.2.1中表2）；修改了不同参比电极的设计参数，将参比电极类 型及主要性能有关内容移人第4章（见4.4.1中表2，1997年版5.4中的表4)；增加了轴接地装 置与被保护体之间的电位差（见4.7.3）。 增加了阴极保护系统设计的一般规定（见5.1）；增加了鼓形旋转滤网的保护电流密度（见5.4 中表3）；增加了电源设备输出电流的设计裕量（见5.5.1）；增加了鼓形旋转滤网的辅助阳极数 量（见5.6.2.6）；增加了参比电极的选型、数量及安装位置的设计要求（见5.7.2、5.7.3）；增加了 阳极屏蔽层的厚度（见5.8）。 修改了第6章标题（见第6章，1997年版的第6章）；增加了电源设备安装要求（见6.1）；将辅 助阳极、参比电极、阳极屏蔽层、轴接地装置安装的有关内容移人第6章（见6.2、6.3、6.4、6.5， 1997年版的4.3、4.4、4.5、4.6）；增加了鼓形旋转滤网辅助阳极的布置及安装结构（见6.2.8）；增 加了鼓形旋转滤网参比电极的安装结构（见6.3.6）；增加了轴接地装置的安装结构图（见附录 D)；删除了验收规则中对生产厂商的要求（见1997年版的6.1）。 合并了原标准第7章和第8章（见第7章，1997年版的第7章、第8章）；修改了电位应满足的 技术要求（见7.3.1.1、7.3.1.2，1997年版的8.1.1、8.1.2）；增加了阴极保护电位测量的要求（见 7.3.1.3）；修改了腐蚀失重检测（见7.3.2，1997年版的8.2）；修改了试片的称量精度和保护度计 算公式（见7.3.2，1997年版的8.2）。 本标准由全国海洋船标准化技术委员会（SAC/TC12）提出并归口。 本标准起草单位：中国船舶重工集团公司第七二五研究所、青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 国电力工程顾集团华东电力设计院有限公司、中国核电工程有限公司、江苏核电有限公司、中国电 工程顾问集团华北电力设计院有限公司、中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司、中国能源 设集团沈阳电力机械总厂有限公司、中国能源建设集团广东电力设计研究院有限公司、中国电力工程 问集团西南电力设计院有限公司。 本标准主要起草人：王廷勇、王辉、赵超、汪相辰、许立坤、王明韧、白玮、张云乾、曾小超、王伟民 滨、毛卫兵、廖内平。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/1170051997

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滨海设施外加电流阴极 保护系统通用要求

本标准规定了滨海设施外加电流阴极保护系统的保护电位准则，系统的技术要求，系统设计，安装 与检验，运行、维护与检测的要求。 本标准适用于海水管道、海水水泵、鼓形旋转滤网、凝汽器、浮船坞等滨海设施在海水中的外加电流 阴极保护。对海水中其他装置及输送海淡水、高含盐水的循环水系统和水中设施的外加电流阴极保护 亦可参照使用

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件TD／T 1046-2016 土地整治权属调整规范，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T3108 船体外加电流阴极保护系统 GB/T7387 船用参比电极技术条件 GB/T7388 船用辅助阳极技术条件 GB/T7788 船舶及海洋工程阳极屏涂料通用技术条件 CB*3220 船用恒电位仪技术条件

a）当奥氏体不锈钢耐点蚀当量不小于40时，保护电位应达到一0.30V～一1.05V； b 当奥氏体不锈钢耐点蚀当量小于40时，保护电位应达到一0.50V～一1.05V； 对于双相不锈钢或马氏体不锈钢等耐蚀合金钢，保护电位的上限为一0.50V。如果材料强度 冶金条件及受力状态等因素有导致被保护体发生氢脆及氢致应力开裂的风险，则保护电位下 限不应负于一0.80V。 注：耐点蚀当量PREN是以金属中某些元素的质量分数为基础计算的一个数值，通常PREN值越高，耐点蚀性能越 好,PREN= Cr %+3.3×(Mo+0.5W) %+16×N %。 3由铜及铜合金制成的设备、部件和管道，保护电位范围应达到一0.45V～一0.60V。 4由钛与钢、铸铁、铜合金等多种材料构成的设备，钛表面电位不应负于一0.75V

a）当奥氏体不锈钢耐点蚀当量不小于40时，保护电位应达到一0.30V～一1.05V； b 当奥氏体不锈钢耐点蚀当量小于40时，保护电位应达到一0.50V～一1.05V： C 对于双相不锈钢或马氏体不锈钢等耐蚀合金钢，保护电位的上限为一0.50V。如果材料强度 治金条件及受力状态等因素有导致被保护体发生氢脆及氢致应力开裂的风险，则保护电位下 限不应负于一0.80V。 注：耐点蚀当量PREN是以金属中某些元素的质量分数为基础计算的一个数值，通常PREN值越高，耐点蚀性能越 好,PREN= Cr %+3.3X(Mo+0,5W) %+16XN %。 3.3由铜及铜合金制成的设备、部件和管道，保护电位范围应达到一0.45V～一0.60V。 3.4由钛与钢、铸铁、铜合金等多种材料构成的设备，钛表面电位不应负于一0.75V。

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外加电流阴极保护系统主要由电源设备、辅助阳极、参比电极、阳极屏蔽层、电缆等组成。在对 水泵及鼓形旋转滤网进行阴极保护时，应安装 轴接地装置

4.2.1一般情况下宜采用整流器或恒电位仪，特殊情况下也可采用太阳能电池、风力发电机、海洋能发 电机等其他供电方式。 4.2.2介质为纯海水或介质的导电性和腐蚀性较稳定，并且被保护设施运行工况稳定时，可选用通用 型整流器

电机等其他供电方式。 4.2.2介质为纯海水或介质的导电性和腐蚀性较稳定，并且被保护设施运行工况稳定时，可选用通用 型整流器。 4.2.3下列情况之一时应选用恒电位仪，恒电位仪的性能应符合CB＇3220的有关要求： a）介质为海淡水，且受潮汐、季节影响较大； b）设施运行工况较复杂、介质流速变化较大； C）对于需要严格控制保护电位的设施

4.2.3下列情况之一时应选用恒电位仪，恒电位仪的性能应符合CB＇3220的有关要求：

a）介质为海淡水，且受潮汐、季节影响较大； b）设施运行工况较复杂、介质流速变化较大 c）对于需要严格控制保护电位的设施。

辅助阳极应导电性好，输出电流大，寿命长。目前适用于海水的辅助阳极主要有铅银微铂阳机 合金阳极、铂复合阳极和钛基金属氧化物阳极等。应根据具体的环境条件，选用适合的辅助阳极 常用辅助阳极材料的种类及主要性能见表1。

表1常用阳极类型及其在海水中的主要性能

4.3.2辅助阳极的其他性能应符合GB/T7388的要求

参比电极应极化小，稳定性好，寿命长。常用参比电极的类型及主要性能指标见表2。钢结构 不同参比电极的保护电位对应关系见附录A中的图A1。

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表2常用参比电极类型及主要性能

注：锌电极包括锌铝硅合金及高纯锌参比电极

4.4.2参比电极的其他性能应符合GB/T7387的要求

阳极采用嵌镶结构时，阳极周围应 阳极屏蔽层，阳极屏蔽层设计寿命一般为6a～10a，阳极屏 蔽层涂料的技术要求应符合GB/T7788的规定

4.6.1阴极电缆和阳极电缆应有足够的截面，通常IR降应不超过2V。 4.6.2参比电极电缆应采用屏蔽电缆。 4.6.3阴极接地电缆的IR降应小于0.1V。

4.7.1轴接地装置主要由导电环、电刷、刷握及其支撑架组成。 4.7.2轴接地装置应符合GB/T3108的要求。 4.7.3轴接地装置与泵体或鼓形旋转滤网的电位差应小于0.06V

5.1.1外加电流阴极保护工程应与主体工程同时勘察、设计、施工和投运，如果不能同时投运，应考虑 采取临时性阴极保护措施。 5.1.2通常采用外加电流阴极保护和涂层对滨海设施进行联合保护，当单独采用外加电流阴极保护 时，应考虑施工期的防腐措施， 5.1.3在对海水水泵、鼓形旋转滤网等滨海设施进行外加电流阴极保护设计时，可以根据其运行工况， 结合牺牲阳极进行联合保护。 5.1.4在外加电流阴极保护系统设计时，应充分考虑系统与毗邻非保护金属构筑物之问的干扰问题。 当存在干扰时，应采取相应的防护措施，警如在结合部位设计绝缘法兰或绝缘接头等，进行绝缘处理，以 避免交互干扰

被保护结构物所需的保护电流按式（1)计算

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式中： 被保护结构物所需要的保护电流，单位为毫安（mA）； I 被保护结构内各种材质在不同涂装条件下的保护电流密度，单位为毫安每平方米 (mA/m); S 被保护结构内各种材质在不同涂装条件下的浸水面积，单位为平方米（m"）

5.3.1结合实际工况，根据几何尺寸分 同表面涂装条件下的被保护结构物的授水 面积，计算时宜采用被保护结构的最大浸水面积 5.3.2凝汽器等管束式冷却设备管束保

式中： S 凝汽器等冷却设备中被保护管束的内表面积，单位为平方米（m"）； 11 每个水室中冷凝管的根数； d 冷凝管的内径，单位为米（m）。

5.4保护电流密度选取

由不同材质组成的各种结构物的保护电流密度按表3选取

5.5.1电源设备额定输出电流应至少为计算最大保护电流量的1.25倍。 5.5.2电源设备额定输出电压应为整个回路电阻与额定输出电流的乘积加上适当的裕量，并取整数 总的回路电阻包括： a） 总的阳极接水电阻，不同形状单支阳极接水电阻见附录B； b）阳极电阻，可按阳极接水电阻的5%计算；

5.5.1电源设备额定输出电流应至少为计算最大保护电流量的1.25倍。

5.5.3推荐使用的恒电位仪系列见表4

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表4常用恒电位仪系列

5.6.1辅助阳极计算

6.1.1对于水泵、凝汽器、鼓形旋转滤网、管道内壁的保护，应首先确定阳极的材质和结构，然后 极的尺寸。 6.1.2所需阳极总的有效表面积.按式(3)计算

S。 阳极总的有效表面积，单位为平方米（m"）； 所需的保护电流，单位为安培（A）； a 阳极的工作电流密度，单位为安培每平方米（A/m"），各种阳极的工作电流密度见表1。 6.1.3单个阳极的有效表面积按式（4）计算

S。一单个阳极的有效表面积，单位为平方米（m²）

5.6.2阳极的数量及布置

5.6.2.1阳极的数量及布置应以保护电流分布均匀为原则。 5.6.2.2 对于立式海水水泵，阳极数量宜选6只10只。 5.6.2.3 对于凝汽器的保护，通常每个水室安装2只阳极，阳极一般安装在水室盖板上。 5.6.2.4 对于管道内壁的保护，阳极间距范围内的管道应达到保护电位 5.6.2.5 对于浮船坞的保护，阳极间距可选30m～60m。 5.6.2.6对于鼓形旋转滤网，通常安装8只～10只阳极，阳极安装于鼓网四周

5.6.2.1阳极的数量及布置应以保护电流分布均匀为原则。 5.6.2.2 对于立式海水水泵，阳极数量宜选6只10只。 5.6.2.3 对于凝汽器的保护，通常每个水室安装2只阳极，阳极一般安装在水室盖板上 5.6.2.4 对于管道内壁的保护，阳极间距范围内的管道应达到保护电位 5.6.2.5 对于浮船坞的保护，阳极间距可选30m～60m。 5.6.2.6对于鼓形旋转滤网，通常安装8只10只阳极，阳极安装于鼓网四周

5.7.1在电阻率为252·cm～100Q·cm的海水和海淡水介质中宜采用银/氯化银或锌参比电极；水 介质电阻率大于100Q2·cm时，宜采用锌参比电极。 5.7.2根据系统的设计要求，参照GB/T7387选择参比电极的型号和数量。原则上一套外加电流阴极 保护系统安装的参比电极不应少于两只。 5.7.3参比电极应设计在腐蚀严重的位置或有代表性的位置，对于采用恒电位仪的外加电流阴极保护

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系统，其控制用参比电极应远离辅助阳极

5.8.1阳极屏蔽层计算

通常阳极屏蔽层的形状应与辅助阳极的形状相对应，其尺寸应使被保护结构物的电位分布均匀， 边缘结构物的电位不应引起涂层的破坏。圆形阳极的屏蔽层尺寸按式（5)计算，长条形阳极的屏 寸按式（6）计算，

式中： D 阳极屏蔽层的直径，单位为米（m）； I， 阳极的额定输出电流，单位为安培（A）； Q 介质电阻率，单位为欧姆米（Q·m），海水通常取0.25Q·m； E。 结构物的保护电位，单位为伏特（V）； E 距阳极中心为D/2处的结构物的电位，单位为伏特（V），它取决于涂层的耐阴极电位值； D 阳极屏蔽层边缘距长度为L的阳极边缘的最短距离，单位为米（m）； L 阳极长度，单位为米（m）； E 距阳极边缘为D。处的结构物的电位，单位为伏特（V)，它取决于涂层的耐阴极电位值

5.8.2阳极屏蔽层厚度

电源设备应安放在使于操 阴极保护电缆的连接应符合设计 良好，电缆标识明确

安装在水泵、凝汽器、鼓形旋转滤网、管道等设施上的辅助阳极不应影响这些设施的正常运行。 2安装在水泵泵体上的阳极宜采用嵌镶式结构，见附录C中的图C.1。 3安装在凝汽器水室上的阳极宜采用支架式（见图C.2)或悬臂式（见图C.3)结构。阳极应合理 在水室的各个部分，使电流分布均勾

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5.2.4安装在管道上的阳极宜采用悬臂式结构。若采用嵌镶式结构，应按GB/T7788的规定在阳极周 围涂装阳极屏涂料。 6.2.5安装在浮船坞上的阳极应符合GB/T3108的有关要求，其典型的安装结构见图C.4。 6.2.6对于凸堤码头，阳极应分布于钢桩之间，而不应采用远离被保护结构物的地床。 6.2.7对于钢板桩，应在钢板桩的岸侧与海侧同时分别采用彼此独立的阳极系统和地床。 6.2.8对于鼓形旋转滤网，阳极分布于鼓网两侧，宜采用悬挂式结构，在海水最低潮位时，阳极仍位于 水位以下，其安装结构见图C.5

6.3.1安装在水泵、凝汽器、鼓形旋转滤网、管道等设施上的参比电极不应影响这些设施的正常运行。 6.3.2安装在水泵泵体上的参比电极宜采用嵌镶式结构（见图C.1）。 6.3.3安装在凝汽器水室的参比电极宜采用悬臂式结构，宜尽量靠近管板安装。 6.3.4 安装在管道上的参比电极宜采用嵌镶式或悬臂式结构，应安装在最低水位以下。 6.3.5安装在浮船坞上的参比电极应参照GB/T7387中的有关规定。 6.3.6鼓形旋转滤网的参比电极宜采用悬挂式结构，其安装结构按6.2.8。

6.3.1安装在水泵、凝汽器、鼓形旋转滤网、管道等设施上的参比电极不应影响这些设施的正常运行。 5.3.2安装在水泵泵体上的参比电极宜采用嵌镶式结构（见图C.1）。 6.3.3安装在凝汽器水室的参比电极宜采用悬臂式结构，宜尽量靠近管板安装。 .3.4 安装在管道上的参比电极宜采用嵌镶式或悬臂式结构，应安装在最低水位以下。 6.3.5安装在浮船坞上的参比电极应参照GB/T7387中的有关规定。 5.3.6鼓形旋转滤网的参比电极宜采用悬挂式结构，其安装结构按6.2.8

6.3.1安装在水泵、凝汽器、鼓形旋转滤网、管道等设施上的参比电极不应影响这些设施的正常运行。

轴接地装置应安装在干燥、无油污、便于观察及维护的位置，安装见附录D中的图D.1

6.5.1所用电缆应适合使用环境，宜检修可达，电缆应能够承受安装及使用中的外力，并采用护管等相 应的保护措施，满足长期使用的要求 6.5.2电缆与阳极和参比电极的接头应进行加固与密封处理，并用密封接线盒保护。 6.5.3电缆与阴极的接点应保持良好的电性连接，并采取防腐处理

色缘，在干燥状态下绝缘电阻应大于1M2，检查系统接线（严禁阴极、阳极接反）。 .6.2外加电流阴极保护系统采用恒电位仪时，安装完毕后应检查可靠性和跟踪性。如果恒电位仪不 辰荡、不漂移，能随给定电位或被保护结构物电位的变化灵敏地调节输出电流，使结构物电位处于保护 范围内，说明能正常工作，可交付使用

在外加电流阴极保护系统正常运行情况下，每星期至少记录一次被保护设施的电位，以及直流日 输出电压、输出电流，当采用恒电位仪时，还应记录其给定电位；当采用直流电源时，系统运行稳定 根据参比电极的反馈数值对输出电流进行调整，使整个系统达到最佳保护状态，

2.1当被保护设施停机大修时， 括： a）阳极及参比电极表面状况：

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b）阳极屏敲层表面状况； c 各密封处是否有泄露； 阳极、参比电极及阴极电缆的破损情况； e） 记录阳极及参比电极等更换维修情况； 清洗轴接地装置的导电滑环及碳刷的油污，必要时更换碳刷块。 7.2.2定期对恒电位仪等电气设备进行全面维修保养。 7.2.3在被保护设施大修期间，应有专人负责检查外加电流阴极保护系统，对于系统中各部件的拆或 装应严格按照设备维护手册及相关技术要求进行。设施大修完毕，外加电流阴极保护系统应及时投人 正常运行

在腐蚀严重的有代表性的部位安装与被保护体材质相同的检查试片，每处安装两组试片，每组不少 于3个试片，试片的尺寸和表面状态应一致，其中一组与被保护体电性连接，另一组与被保护体电性绝 象。待设施停机大修时，测量两组试样的腐蚀失重，称量精度为0.0001g。按式（7）计算保护度。在阴 极保护设计寿命周期内.保护度应不低于90%

7 保护度，%； Q。—绝缘试样的腐蚀失重，单位为克(g)； Q 电连接试样的腐蚀失重，单位为克（g）

现场详细检查被保护设施各部位的腐蚀程度，如果存在明显的腐蚀，应检查外加电流阴极保护系 效性。

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不同参比电极测定钢在海水中的保护电位及相互

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附录B （规范性附录） 单支阳极的接水电阻计算

圆盘状阳极接水电阻按式(B.1)计算： R,=p/(2d) ..(B.1 ) 式中： R. 单支阳极的接水电阻，单位为欧姆（Q)； P 介质的电阻率，单位为欧姆厘米（α·cm）； d 阳极直径，单位为厘米（cm）。

圆盘状阳极接水电阻按式（B.1)计算： R, =p/ (2d) 式中： R。 单支阳极的接水电阻，单位为欧姆（Q)； ? 介质的电阻率，单位为欧姆厘米（Q·cm）； 阳极直径，单位为厘米（cm）。 ?

B.2半球状阳极接水电阻

半球状阳极接水电阻按式（B.2)计算

B.3圆柱状阳极接水电阻

极长度，单位为厘米（cm

B.4长条状阳极接水电阻

长条状阳极接水电阻接水电阻按式(B.4)计算： R,=pln(4L/b)/(元l)(L>>b) ·(B.4) 式中： 6 阳极宽度，单位为厘米（cm）。

管道用嵌镶式阳极安装丝

水泵及管道用嵌键式阳极安装结构示意图见图C.1。

C.2支架式阳极安装结构示意图

支架式阳极安装结构示意图见图C.2

C.3悬臂式阳极安装结构示意图

悬臂式阳极安装结构示意图见图C.3

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附录C （规范性附录） 阳极安装结构示意图

图C.1水泵及管道用嵌镶式阳极安装结构示意图

图C.2支架式阳极安装结构示意图

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C.4浮船坞用嵌镶式阳极安装结构示意图

C.5鼓形旋转滤网用悬挂式阳极安装结构示意图

旋转滤网用悬挂式阳极安装结构示意图见图C.5

图C.3悬臂式阳极安装结构示意图

图C.4浮船坞用嵌镶式阳极安装结构示意图

DB11／T 1608-2018 预拌盾构注浆料应用技术规程GB/T170052019

C.5鼓形旋转滤网悬挂式阳极安装结构示意图

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附录D （规范性附录） 轴接地装置安装结构示意图

GB 51383-2019 钢铁企业冷轧厂废液处理及利用设施工程技术标准 附录D （规范性附录） 轴接地装置安装结构示意图

图D.1轴接地装置安装结构示意图