GB/T 33637-2017 阴极保护 MMO Ti柔性阳极

　　ICS 25 . 220 . 99 A 29

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 33637—2017

　　阴极保护 MMO/Ti柔性阳极

　　Cathodicprotection—MMO/Tiflexibleanode

　　2017-05-31 发布 2017-12-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 33637—20 17

　　GB/T 33637—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国石油和化学工业联合会提出。

　　本标准由全国防腐蚀标准化技术委员会(SAC/TC 381)归口 。

　　本标准起草单位：北京碧海舟腐蚀防护工业股份有限公司、中蚀国际防腐技术研究院(北京)有限公司、中国工业防腐蚀技术协会、西安泰金工业电化学技术有限公司、宁波钰烯阴极保护材料有限责任公司。

　　本标准主要起草人：邸建军、刘严强、李杰、李依璇、赖广森、张凯昌、鞠鹤、张玉萍、欧曙辉、梁云、单龙信。

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　　阴极保护 MMO/Ti柔性阳极

　　1 范围

　　本标准规定了用于阴极保护的 MMO/Ti柔性阳极( 以下简称产品)的术语、定义和缩略语、技术要求、检验方法与规则、使用规定及其他要求。

　　本标准适用于土壤环境条件下埋地钢质设施的阴极保护，其他埋地金属设施的阴极保护也可以参照使用。

　　2 规范性引用文件

　　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，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 2001 焦炭工业分析测定方法

　　GB/T 3623 钛及钛合金丝

　　GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)

　　GB/T 12706.1 额定电压 1 kV(um = 1.2 kV)到 35 kV(um = 40.5 kV)挤包绝缘电力电缆及附件

　　第 1 部分：额定电压 1 kV(um = 1.2 kV) 和 3 kV(um =3.6 kV) 电缆

　　GB/T 15078—2008 贵金属电触点材料接触电阻的测量方法

　　GB/T 19976 纺织品 顶破强力的测定 钢球法

　　GB/T 21196 . 2 纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定 第 2 部分：试样破损的测定

　　GB/T 24521 焦炭电阻率测定方法

　　FZ/T 54064 涤纶单丝

　　YS/T 587 . 12 炭阳极用煅后石油焦检测方法 第 12 部分：粒度分布的测定

　　YS/T 828 土壤及淡水环境阴极保护用钛阳极

　　ASTM D6241 土工 织 物 及 其 有 关 制 品 的 静 态 抗 刺 穿 指 标 的 50 mm 探 针 法 标 准 试 验 方 法

　　(Standard test method for static puncture strength of geotextiles and geotextile-related products using a 50-mm probe)

　　3 术语、定义和缩略语

　　3 . 1 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3 . 1 . 1

　　柔性阳极 flexibleanode

　　以长线型阳极芯材为主体的阳极材料，其周围充满焦炭填料并被包装在包裹织物层及耐磨编织网中构成的阳极。

　　3.1.2

　　混合金属氧化物 mixedmetaloxide

　　一种铂族金属(Pt、Ir、Ru)氧化物和阀金属(Ti、Ta、Nb、Zr)氧化物的混合物。

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　　3.1.3

　　节点 joint

　　柔性阳极内部 MMO/Ti丝与内部导电电缆的导电连接点。

　　3.1.4

　　阳极输出电流 outputcurrentofanode

　　阳极提供给保护体的电流。

　　3.1.5

　　最小弯曲半径 minimum bendingradius

　　柔性阳极在储存，工作状态弯曲时，不至于产生破坏与折断的最小极限值，包括最小存储弯曲半径和最小工作状态弯曲半径。

　　3 . 2 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　MMO：混合金属氧化物(Mixed Metal Oxide)

　　MMO/Ti：表面涂覆混合金属氧化物涂层的钛阳极(Mixed MetalOxide Activated Ti Anodes)

　　4 产品结构、型号

　　4 . 1 结构

　　产品结构示意图见图 1、图 2 。

　　说明：

　　1 — 耐磨编织网;

　　2 — 包裹织物层;

　　3 — 焦炭填料;

　　4 — MMO/Ti 丝;

　　5 — 内部导电电缆。

　　图 1 柔性阳极横截面结构示意图

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　　说明：

　　1 — MMO/Ti 丝;

　　2 — 包裹织物层;

　　3 — 节点(按一定间隔);

　　4 — 耐磨编织网;

　　5 — 内部导电电缆;

　　6 — 焦炭填料。

　　图 2 柔性阳极纵截面结构示意图

　　4 . 2 型号

　　产品型号参见表 1 。

　　表 1 产品的型号

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　　5 技术要求

　　5 . 1 产品__般要求

　　5 . 1 . 1 外观质量

　　表面应均匀、完整，无断丝、跳丝、漏粉。

　　5 . 1 . 2 公称尺寸

　　外径尺寸为(40±2)mm。

　　5 . 1 . 3 耐磨编织网覆盖密度

　　覆盖密度 ≥60%。

　　5 . 2 材料

　　5.2. 1 MMO/Ti丝

　　5.2. 1 . 1 MMO/Ti丝，应符合 YS/T 828 的规定。

　　5.2. 1 .2 钛丝的直径 ≥0.8 mm,应符合 GB/T 3623 的规定。

　　5 . 2 . 1 . 3 在规定的电流密度下，MMO/Ti丝的寿命宜 ≥25 年，检测方法应符合 YS/T 828 的规定。

　　5 . 2 . 2 内部导电电缆

　　柔性阳极内部导电电缆宜采用 YJV 电缆(或耐温、绝缘、耐腐蚀性能更优的绝缘电缆)，铜芯标称截

　　面积应 ≥10 mm2 ,应符合 GB/T 12706.1 的要求。

　　5 . 2 . 3 焦炭填料

　　焦炭填料应采用煅后石油焦，性能指标应符合表 2 的要求。

　　表 2 焦炭填料性能指标

　　5 . 2 . 4 包裹织物层

　　应采用包裹织物将焦炭填料包裹在 MMO/ Ti 丝和内部导电电缆周围，包裹织物层的性能指标应符合表 3 的要求。

　　表 3 包裹织层物性能指标

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　　5 . 2 . 5 耐磨编织网

　　5 . 2 . 5 . 1 包裹织物层外应包裹耐磨编织网，以提供足够的机械保护，耐磨编织网单丝宜采用涤纶单丝或比涤纶单丝性能更好的同类产品，涤纶单丝应符合 FZ/T 54064 的要求。

　　5.2.5.2 单丝直径宜 ≥0.8 mm。

　　5 . 3 产品性能

　　5 . 3 . 1 弯曲半径

　　产品允许的最小弯曲半径 ≤150 mm。

　　5 . 3 . 2 接触电阻

　　节点处 MMO/ Ti 丝与内部导电电缆铜芯之间的接触电阻应 ≤0.01 Ω。

　　5 . 3 . 3 绝缘密封特性

　　节点处绝缘密封的防水性能应达到 GB 4208 中 IPX8 等级。

　　5 . 3 . 4 阳极工作性能

　　把产品置于质量分数为 3%的 NaCl水溶液中，施加 2 倍的额定输出电流密度(单位长度产品电流输出值)，连续工作 30 天后，产品应符合以下要求：

　　a) 在施加 2 倍额定输出电流密度的情况下，产品仍能以最初的电流输出下运行;检测期内输出电流偏离量小于 ±10% ;

　　b) 节点连接牢固、密封良好，无水汽渗入现象。

　　6 检验方法

　　产品性能检验见表 4 。

　　表 4 产品外观、性能检验

　　7 检验规则

　　7 . 1 型式检验

　　7 . 1 . 1 有下列情况之一时，应进行型式检验：

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　　a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定;

　　b) 正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时;

　　c) 正常生产中，每年进行一次;

　　d) 产品停产超过一年后，恢复生产时;

　　e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;

　　f) 国家质量监督机构提出型式检验要求时。

　　7 . 1 . 2 型式检验的样品应从出厂检验已合格的产品中随机抽取，型式检验项 目为 5 . 1 和 5 . 3 中要求的项目 。

　　7 . 2 出厂检验

　　7 . 2 . 1 产品应符合 5 . 1 . 1 、5 . 1 . 2、5 . 3 . 1 的要求，合格后方可出厂，并附有产品合格证和质量证明书。

　　7 . 2 . 2 批量生产的产品应符合 7 . 2 . 3 的要求。

　　7 . 2 . 3 组批与抽样检验。

　　7 . 2 . 3 . 1 正常生产的产品，以同材料、同生产线、同规格生产的 5 000 m 为一批;若不足 5 000 m,也视为一批。

　　7 . 2 . 3 . 2 在检验结果符合 5 . 1 . 1 、5 . 1 . 2、5 . 3 . 1 要求的产品中，随机选取 3 个包装单位(一般为线盘)作为样品，在每个样品端部截取 10 m 长进行检验，应全部符合 5 . 1 . 3、5 . 3 . 2、5 . 3 . 3、5 . 3 . 4 的要求。 若有一个样品检验不合格，则须进行加倍抽样重新检验;若再有不合格的，应视为该批次产品为不合格产品。

　　8 标志、包装、运输及贮存

　　8 . 1 标志

　　8 . 1 . 1 产品标志

　　产品上应有明显的标志：商标和型号。

　　8 . 1 . 2 包装标志

　　产品包装上应标明下列内容：

　　a) 商标 ;

　　b) 产品的名称、型号;

　　c) 生产单位的地址及电话;

　　d) 批号、数量;

　　e) 生产日期;

　　f) 旋转方向。

　　8 . 2 包装

　　8 . 2 . 1 产品采用线盘包装，外覆泡沫膜和防水塑料膜。

　　8 . 2 . 2 随同产品包装的物品：产品合格证、质量证明书以及相应的产品附件、配件。

　　8 . 3 运输

　　产品在运输过程中应轻装轻卸，避免与有毒、有害、易腐蚀、易燃、易爆等危险物品接触。

　　8 . 4 贮存

　　产品线盘应单层、立式存放于通风、干燥、阴凉处，码放层数不得超过 3 层，避免与有毒、有害、易腐

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　　蚀、易燃、易爆等危险物品接触。

　　9 产品的使用

　　产品的施工图设计参见附录 B,产品的施工要求参见附录 C。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)条文说明

　　A.1 (B. 2 . 1)根据施工现场以同心圆环方式敷设的实测数据(见表 A. 1) ,柔性阳极环的间距为 6 m 时 ，虽然通电电位均达到要求，但是断电保护电位有 3 处不足，不符合阴极保护的标准;根据当前工程实践，推荐采用环间距 ≤5 m 时，可保证满足保护出罐底板外表面阴极保护电位的要求。

　　表 A.1 实测数据

　　A.2 (B. 2 . 2) 目前国际上常用的储罐阴极保护柔性阳极敷设方式有整体圆环方式、回形针方式和同心圆环方式，由于整体圆环的敷设方式即一根柔性阳极在罐底敷设成圆环形，造成柔性阳极长度过长，即使两端通电，由于沿柔性阳极轴向的电压衰减，会造成罐底阴极保护电流的不均匀，难以保证对罐底进行全面的保护;另外如果发生柔性阳极断裂的情况，会导致整个罐底阴极保护系统失效。 同心圆环方式采用多根独立的柔性阳极环敷设而成，且每环柔性阳极两端通电，可有效的解决上述问题。

　　A.3 (B. 2 . 3)根据实际工程经验，在土壤电阻率为 100 Ω · m 的土壤中，1 000 mMMO/ Ti 柔性阳极的接地电阻为 0 . 5 Ω,经计算 MMO/Ti柔性阳极的电阻系数可取 5 。

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　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　产品使用的施工图设计

　　B.1 区域性阴极保护

　　对于保护对象为密集埋地管道的，MMO/Ti柔性阳极应沿被保护对象管道平行敷设。

　　柔性阳极设计用量应大于根据电流需求计算所得的理论用量。

　　柔性阳极与被保护构筑物间距应 ≥300 mm。

　　当柔性阳极与管道、接地极或其他柔性阳极交叉时，应采用具备绝缘能力的隔离套管绝缘。

　　B.2 储罐罐底阴极保护

　　B.2 . 1 设计参数

　　进行 MMO/Ti柔性阳极阴极保护计算时(环形布置)，可按 GB 50393 规定的参数选取，且柔性阳极之间的间距应 ≤5 m(参见附录 A. 1) 。

　　B.2 . 2 敷设方式

　　MMO/Ti柔性阳极的敷设方式应考虑电流需求、电流分布均匀、施工效率及可靠性，一般按照回形针方式、同心圆方式或整体圆环方式设计(参见附录 A. 2),敷设方式示意图见图 B. 1 。

　　a)回形针方式 b)同心圆方式

　　图 B.1 柔性阳极敷设方式示意图

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　　c)整体圆环方式图 B.1(续)

　　B.2 . 3 阳极接地电阻的计算

　　MMO/Ti柔性阳极的接地电阻 犚a 可按式(B. 1)计算：

　　犚a =犙× …………………………( B.1 )

　　式中：

　　ρ —土壤电阻率的数值，单位为欧姆米(Ω· m ) ;

　　犔 —柔性阳极长度的数值，单位为米(m) ;

　　犙 — 电阻系数，取 5(参见附录 A. 3) 。

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　　附 录 C

　　(资料性附录)产品的施工要求

　　C.1 总则

　　施工前应对柔性阳极产品进行外观、尺寸检查，不合格的柔性阳极不予安装。

　　柔性阳极安装时的环境温度不宜低于 0 ℃ 。

　　C.2 区域性阴极保护

　　柔性阳极敷设时应在开挖的阳极管沟内留有裕量，以防土壤下沉应力对阳极可能的破坏。

　　安装过程中应避免阳极与相邻或交叉的管道、接地网等金属构筑物搭接，如果不可避免，应采用具备绝缘性能的隔离套管予以绝缘保护。

　　C.3 储罐罐底阴极保护

　　应保证柔性阳极底部的砂垫层厚度 ≥50 mm。

　　对于同心圆方式敷设的柔性阳极，各柔性阳极环两端预制引线电缆应集中平行铺设引至储罐基础环墙外，各阳极环接引线端部间距 ≥300 mm。

　　安装过程中应避免出现用力拖拽柔性阳极现象。 如果遇到柔性阳极包裹织物层被尖锐物体划破导致填充焦炭粉泄漏的情况，可使用胶带缠绕密封漏点后再进行敷设。

　　柔性阳极环及引线电缆应保持自然松弛状态，避免因储罐底板的沉降而使电缆受到破坏。

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　　附 录 D

　　(规范性附录)

　　弯曲半径试验方法

　　D.1 试验器具

　　直径为 150 mm 的钢制圆柱体。

　　D.2 试样

　　截取一段长 1 m,直径为(40±2)mm 的产品作为试样，两端头进行密封处理。

　　D.3 试验步骤

　　在室温下，把试样缠绕在试验设备上一整圈，然后松开试样再在相反方向重复此过程，作为一次弯曲;此试样应弯曲三次。

　　D.4 结果判定

　　产品外观无变形，碳粉无泄漏，MMO 涂层无剥离。

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　　附 录 E

　　(规范性附录)

　　耐磨编织网覆盖密度测试方法

　　E.1 耐磨编织网覆盖密度

　　按照式(E. 1)、式(E. 2)计算：

　　P=(2p-p2 ) × 100 …………………………( E.1 )

　　式中：

　　P—耐磨编织网覆盖密度，% ;

　　p—单向覆盖系数。

　　p

　　式中：

　　D —耐磨编织网节圆直径的数值，单位为毫米(mm) ;

　　d —耐磨编织纤维单丝直径的数值，单位为毫米(mm) ;

　　m —编织机同一方向的锭数;

　　n —每锭的编织线根数;

　　L —编织节距的数值，单位为毫米(mm) 。

　　E.2 结果判定

　　计算的耐磨编织网覆盖密度 ≥60%。

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　　附 录 F

　　(规范性附录)

　　阳极工作性能检验方法

　　F.1 仪器设备

　　仪器设备包括以下几种：

　　a) 阴极：带绝缘支架的钢质容器，容器规格为 1 . 8 m × 0 . 6 m × 0 . 3 m, 绝缘支架高度不小于150 mm ;

　　b ) 可调直流稳压电源：0 V~6 V ;

　　c) 相应的连接电缆;

　　d) 直流电流表。

　　F.2 电解液

　　质量分数为 3%的 NaCl水溶液。

　　F.3 样品

　　截取一段长 1 m、含节点的产品作为样品，两端头进行密封处理。

　　F.4 试验步骤

　　试验分为下列几步：

　　a) 将样品放置在绝缘支架上;

　　b ) 将样品的两端连接至直流稳压电源的正极，将钢质容器连接至直流稳压电源的负极，阳极工作性能试验示意图，见图 F. 1 所示;

　　c) 向容器内注入 3%的 NaCl水溶液，使液面至少高出样品 50 mm;

　　d) 接通电源，使样品输出电流密度达到产品额定输出电流密度的 2 倍 ;

　　e) 试验时间为 30 d,每天观察液面高度，并及时补充蒸馏水或去离子水，保持液面高度和盐度;并记录电流、时间和温度。

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　　说明：

　　1 — 阳极连接电缆;

　　2 — 3%NaCl溶液液面;

　　3 — 钢质容器;

　　4 — 绝缘支架;

　　5 — 样品;

　　6 — 阴极连接电缆;

　　7 — 直流电流表;

　　8 — 可调电压直流稳压电源。

　　图 F.1 阳极工作性能试验示意图

　　F.5 结果判定

　　试验结果达到 5 . 3 . 4 的要求，判定合格。