串状镁合金牺牲阳极的安装方法有哪些？

串状镁合金牺牲阳极的安装方法需结合被保护体类型（如埋地管道、海洋工程结构等）和环境条件（土壤、海水、湿度等），采用针对性工艺。以下是常见安装方法及技术要点：

一、埋地管道场景的安装方法

1. 预制串联式安装（常规土壤环境）

· 适用场景：陆地输油 / 输气管道、城市管网的阴极保护。

· 安装步骤：

i. 阳极串预制：将镁合金阳极块（常用规格：11kg / 块、14kg / 块）通过钢芯电缆（截面积≥16mm?）或扁钢串联，阳极块间距 0.5-2 米，两端焊接接线端子。

ii. 管道定位与沟槽开挖：沿管道轴向开挖深度≥1.5 米的沟槽，阳极串与管道水平距离保持 0.3-0.5 米（避免过度保护）。

iii. 填包料铺设：在阳极串周围铺设 10-15cm 厚的填包料（主要成分为石膏粉、膨润土、硫酸钠），降低土壤电阻率，均匀电流分布。

iv. 接线与回填：用铜芯电缆将阳极串端子与管道连接（焊点需做绝缘防腐），回填时分层夯实，避免积水。

· 案例：某长输管道采用 10 块 / 串的镁合金阳极，间距 1 米，填包料包裹后，管道保护电位稳定在 - 0.85V（CSE）以下。

2. 深井式安装（高电阻率土壤）

· 适用场景：沙漠、岩石地带等土壤电阻率＞50Ω?m 的区域。

· 技术要点：

· 钻孔直径 150-200mm，深度 10-30 米，将阳极串垂直放入井内，周围填充降阻剂（如膨润土基材料）。

· 阳极串顶部距地面≥1.5 米，井口密封防止雨水渗入。

· 优势：通过深井降低阳极与管道的垂直距离，减少土壤电阻影响，保护半径可达常规安装的 2-3 倍。

二、海洋工程场景的安装方法

1. 船体水下安装

· 适用场景：船舶、海洋平台水线以下结构。

· 安装流程：

i. 阳极串设计：根据船体线型定制串状阳极（如弧形支架固定阳极块），常用规格：每串 5-8 块，单块重量 5-10kg。

ii. 水下作业：通过潜水员或遥控水下机器人（ROV）将阳极串焊接或螺栓固定于船体龙骨、船艏等腐蚀严重区域。

iii. 绝缘处理：阳极与船体之间垫绝缘垫片（如橡胶板），避免短路影响电流输出。

· 关键参数：阳极串与船体的距离控制在 0.1-0.3 米，保护电流密度目标 20-30mA/m?。

2. 海底管道安装

· 安装方式：

· 预铺设串联：在陆地将阳极串（5-10 块 / 串）与管道焊接固定，随管道一同下海铺设，适用于浅海区域。

· 水下机械固定：深海环境中通过 ROV 操作液压夹具，将阳极串固定于管道两侧，间距 3-5 米。

· 防护措施：阳极串表面包裹玻璃纤维增强塑料（GRP）护套，防止海洋生物附着和渔网拖拽损伤。

三、特殊环境的安装优化

1. 潮湿土壤 / 沼泽地带

· 防潮措施：阳极串周围铺设碎石层排水，接线盒采用防水型（IP68），电缆穿镀锌钢管保护。

· 牺牲阳极布置：采用 “之字形” 串联布局，增加与土壤接触面积，提升保护均匀性。

2. 混凝土结构中的金属预埋件

· 嵌入式安装：在混凝土浇筑前，将阳极串固定于钢筋网外侧，阳极块与钢筋间距≥5cm，避免混凝土孔隙水导致阳极局部极化。

· 接线处理：引出电缆需穿过预埋 PVC 管，管口用环氧树脂密封，防止水汽渗入。

四、安装关键技术要点

环节	技术要求	目的
阳极串连接	焊点需用银焊或锡焊，确保导电率；电缆与阳极块的连接电阻＜0.01Ω	避免电流损耗，保证输出稳定性
填包料 / 降阻剂	埋地场景中填包料含水率≥15%，海水中阳极可不填包料但需定期清理表面腐蚀产物	降低界面电阻，维持阳极效率
电位监测	安装参比电极（如 Cu/CuSO?电极），监测被保护体电位，确保处于 - 0.85V~-1.2V 范围	验证保护效果，避免过保护或保护不足
防腐层配合	被保护金属表面需先涂覆环氧煤沥青等防腐涂层，阳极安装处涂层需局部加强	减少阳极电流需求，延长使用寿命

五、安装案例与效果对比

· 常规埋地安装：某油田管道采用 “串联 + 填包料” 安装，3 年后阳极消耗率 0.15kg/(A?年)，管道腐蚀速率 0.02mm / 年。

· 深海管道安装：南海某管道通过 ROV 安装串状镁合金阳极，保护电位达标率 98%，较单个阳极安装效率提升 60%。

六、安全与维护注意事项

· 静电防护：安装过程中禁止敲击阳极块，避免镁合金摩擦产生火花（镁的燃点约 500℃）。

· 定期巡检：埋地场景每半年检测一次阳极电位，海洋场景每年通过水下摄像机检查阳极损耗情况。

· 废弃处理：退役阳极可回收熔炼（镁合金回收率＞95%），避免土壤或海洋污染。