19、38本翻译附件210-nf en中文版

1、FA044036I0335-3931NF EN 124952000 年 05 月法国标准 索引号：A 05-670欧洲标准ICS : 77.060近海工程固定钢结构的阴极保护法国标准的批准此法国标准由法国标准化会长于 2000 年 5 月 5 日批准生效。相关内容 欧洲标准 EN 12495: 2000 也是法国标准的条例。欧洲标准EN 124952000 年 1 月ICS : 47.020.01 ; 77.060法文版近海工程固定钢结构的阴极保护本项欧洲标准由 CEN 于 1999 年 12 月 3 日批准。CEN 成员必须遵循 CEN/CENELEC 的家标准地位，并不加任何改变。规则，它

2、规定赋予欧洲标准以国有关此类的更新列表和参考书目等，可以向管理中心或者任何CEN 成员申请得到。欧洲标准使用三种语言（英语、法语和德语）。其他语种的版本，如果是由某一 CEN 成员负责翻译成本国语言，并通知管理中心，则享有与版本相同地位。语言CEN 的成员为以下国家的机构：奥地利、比利时、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、马耳他、荷兰、挪威、葡萄牙、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、和英国。欧洲标准管理中心：rue de Stassart 36, B-1050_ 2000. CEN CEN 国家成员保留在世界范围内以和方法对本标准进行使用的权利。参考号： EN 1249

3、5：2000F目录前言5简介6适用范围6结构部分6材料6过度极化和高强度钢6电耦合7环境7标准参考7术语和定义7大气区7掩埋区7导管7覆板加强板7扩大潮间带83.6 H.A.T.8浸入区8J 型套管83.9 L.A.T.83.10 海积物83.11 M.T.L.83.12 桩8竖管8含盐度8飞溅区8沉水带9潮间带9过渡区9井管9设计基础104.1 目标10阴极防护系统标准10电流需求量114.4 涂层124.5 阴极防护系统 阳极尺寸12电蚀阳极系统设计135.1 概述13设计依据13电蚀阳极材料14铝合金阳极14镁合金阳极14锌合金阳极145.3.4 确定阳极电流输出和使用系数142阳极位置

4、15防腐考虑15结构的完整性考虑15阳极的嵌件和辅件的设计15一般规定15带有支座的细长电蚀阳极16金属板电蚀阳极16结构考虑16外加电流系统设计166.1 概述16设计依据17设备注意事项17直流电源176.3.2 阳极18电介质防护层18参照电极19电缆和焊端196.4 定位考虑19系统设计1977.1 目标197.2 说明20电位测定20电位测定方法20参照电极的位置21参照电极的类型21参照电极的校准21外加电流阳极输出电流的测量21外加电流系统21电蚀阳极系统21数据的传输22外加电流的控制与监测22阴极防护和监测系统的安装22阴极防护系统的试运行和测量229.1 目标22电蚀阳极系

5、统22外加电流系统23文件材料2310.1 概述23电蚀阳极系统23外加电流系统2411 安全性和阴极防护2411.1 目标2411.2 物理阻碍物2411.3 触电253气体逸出25氢的逸出25氯的逸出25附录 A（资料性）固定钢结构海港设备阴极防护的电流要求指南26浸入区内的露钢防护设计电流密度26潮间带中露钢的防护设计电流密度26用于海洋沉积物（周围温度）中露钢防护的设计电流密度26井区的电流损耗：每个井区 5A 至 6A26关于阴极防护系统设计的普通喷漆系统的涂层破坏系数值27附录 B（资料性）阳极电阻以及使用公式28B.1 阳极电阻公式28B.2 电蚀阳极的使用. 28附录 C（资料

6、性）用于阳极安装的建议值30砰击力30阳极支承的疲劳失效30附录 D（资料性）用于外加电流系统的安全预防措施31附录 E（资料性）通常使用的外加电流阳极典型电化学特征32参考文献334前言CEN/TC 219，阴极防护编制，其该欧洲标准由技术处由英国标准担任。不管是通过同一文本，还是通过支持认可，该欧洲标准至少应在2000年7月之前，确定的地位，并至少在2000年7月之前，撤销与有的地方。根据 CEN/CENELEC章程，以下国家的组织必须实施该欧洲标准：奥地利、比利时、丹麦、捷克班牙、瑞典、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、和英国。、荷兰、挪威、葡萄牙、西本欧洲标准的附录 A、附

7、录 B、附录 C、附录D、和附录 E 为参考性资料。5简介阴极防护通常与保护层或油漆一起使用，以保护近海工程固定钢结构及其辅件外表不会因为海水或含盐的泥浆而腐蚀。阴极防护的基本原理在欧洲标准12473：1999中有详细描述。阴极反应确保了对结构水下部分，以及在海洋环境下的相关联辅件的防腐蚀保护。阴极防护包括，给结构的外表提供足够的直流电流，以使钢的电解质电位值减少到与腐蚀不明显的地方相等的电位值。1 适用范围本欧洲标准定义了对近海工程固定钢结构及其辅件水下部分进行阴极防护的方法。1.1 结构部分本欧洲标准对固定结构阴极防护的要求进行了定义，包括海底产品以及相关的保护性结构是否通过管道线和/或通

8、道相互连接。如果辅件是通过电力连接到结构上，本标准也涵盖这些辅件的水下部分。本标准不包含悬浮结构的阴极防护，例如船只、半潜水装置，或延长结构，如管道线或电缆。本欧洲标准只涉及与海水或海床接触的外部表面的阴极防护，涵盖了套管、导管、井管、桩、J型管、产品或通用竖管等浸入或埋入的外部表面。本欧洲标准不包括海水水位线以上（即飞溅区和大气区）部分的腐蚀防护。本欧洲标准不包括任何构件学药品进行保护。表面的保护，例如套管组件、木头支架、导管。这些构件通常使用化1.2 材料本欧洲标准包含了对露或涂层的钢的阴极防护，这些钢规定的最小屈服强度（S.M.Y.S）500N/m2。过1.2.1 过度极化和高强度钢如果

9、结构的电位变得过于负极化，结构将变得过度极化，而这能够诱发氢对钢墙的渗透，导致金属变脆，并且随后可能产生不利的影响，包括裂纹的扩展。作为一种普遍的迹象，同样也很重要。特性越高，氢诱发损坏的性就越大。然而，材料的硬度以及微观结构相对于Ag/AgCI/海水，在负电位大于-1.10V处，这些现象能够发生在用于离岸固定结构传统使用的钢上6（按照欧洲标准 10025，钢的等级为S355）。为了应用这些限制值之外的阴极防护，应进行相关测试。1.2.2 电耦合结构的某些部分可以由碳素锰钢之外的金属材料制成。要设计阴极防护系统，以确保能够完全控制因这种耦合引起的任何电化学腐蚀。1.3 环境本欧洲标准适用于任何

10、种类的海水或海床中的整个水下区域。对于交替着被浸入然后又到空气中的表面，阴极防护只有在浸入时间足够的长，以使钢变得极化时才有效。最低潮间带的第三部分就是这种情况。因此要使用一种不同的防腐蚀方法来保护置于此水位以上的潮湿表面，也就是使用具有保护性的涂层、电镀层、防护物，或增加结构性材料的厚度。2 标准参考此欧洲标准纳入了其他标准作为参考，这些参考标准是有注明日期或没有注明日期的参考、规定。这些参考标准被在以下列出文本和中的适当位置。对于注明日期的参考资料，只有当它修正或校订被纳入，才能把随后修正或校订的任一应用于本欧洲标准。对于没有注明日期的参考资料，使用最新版本的。pr欧洲标准 12473：1

11、999，海水中阴极保护的一般原理 pr欧洲标准 12496：1997，在海水中阴极保护的牺牲阳极欧洲标准10025，非合金结构钢的热轧制品- 技术交付条件3 术语和定义出于本欧洲标准的目的，pr欧洲标准12473：1999中的术语和定义以及以下描述适用：3.1 大气区位于飞溅区以上的区域，即正常膨胀达到的水平以上。3.2 掩埋区位于泥线以下的区域。3.3 导管最先安装的离岸井的井管。3.4 覆板加强板焊接到一个组件上，以在进一步的焊接工作中对组件进行局部加强或的板。73.5 扩大潮间带该区域包括潮间带，飞溅区以及过渡区。3.6 H.A.T.最高天文潮的水位。3.7 浸入区位于泥线以上以及扩大潮

12、间带以下的区域。3.8 J 型套管为结构设计的，并安装在结构上，以支撑和引导一个或多个管道线、竖管或电缆的弯曲的管状导管。3.9 L.A.T.最低天文潮的水位。3.10 海积物海床的顶层物质，由不同密度饱含水分的固体物质组成。3.11 M.T.L.平均潮位（也称为M.S.L.或M.W.L.）。3.12 桩支撑一个固定离岸结构的深基础成分。3.13 竖管管道以及海床或海床以下管道线之间离岸管道线的垂直或接近垂直的部分，包括越过底部弯头、弯道或配件至少五个管道直径的管道长度。3.14 含盐度溶解在海水中的无机盐的含量。标准的测量建立在确定了海水电导性的基础之上。含盐度用克/千克或ppt表示。3.1

13、5 飞溅区由于最高天文潮水位以上的浪潮的活动而引起的结构间歇性湿润以及干燥的高度。83.16 沉水带该地带包括掩埋区，浸入区以及过渡区。3.17 潮间带位于L.A.T.和H.A.T.之间的区域。3.18 过渡区位于最低天文潮水位以下的区域，且包括高的深度。非准确安装时的水位，以及因正常膨胀引起的含氧量较3.19 井管为了封闭水或为了防止松散土壤的塌陷，而降到石油，气体或水生产井中的绳。图1 海水环境中水位和区域图示9设计基础目标阴极防护系统的主要目标是传递足够的电流，以保护结构和辅件的每一部分并分配这些电流，这样，结构每一部分海水电位的钢都处在防护标准给出的限制范围之内（见4.2）。整个结构的

14、电位要尽可能的一致。该目标只能通过阳极在结构上充分的分布来达到。在某些区域，这个目标很难达到，例如复杂的节点处或导体辅助线的框架处，在这些地方，几乎无法分配位置来进行穿过大块将被保护的表面的阳极的安装。因此在结构设计阶段要进行下述方面的考虑：相比起 T 或 H 形断面设计，更宜采用复杂构型设计，如避开管状构件的设计；减少辅助面；限制密集区域内电解积中钢表面的比例。可以在电流输出的阳极附近和可能导致过度极化结构附近使用防护涂层（见1.2.1）。通常应为结构设计阴极保护系统。应该由阴极防护系统来设计，以达到最合适的阴极防护系统设计效果。4.2 阴极防护系统标准欧洲标准 12473：1999 就关于

15、阴极防护系统的标准，有详细的说明。为了达到足够的阴极防护水平，钢结构要有如下表所示的防护电位。表 1用于海水中钢材料阴极防护的电位与银/氯化银/海水参照电极总结10材料最低负电位伏最大负电位伏碳/低合金钢有氧环境 厌氧环境-0.8-0.9-1.10-1.10不锈钢 奥氏体钢(耐点蚀当量 40)(耐点蚀当量 40)双相钢（Duplex）-0.30-0.60（见注释 1）-0.60（见注释 1）（见注释 2）注释 1 虽然可以考虑使用更高的电位，但是这些电位对于大多数裂缝防护的应用已足够。注释 2 由于冶金结构，这些合金容易破裂，因此必须要避开高负电位（见 EN12473：1999）。4.3 电流

16、需求量为了达到整个结构上阴极防护标准效果，必需要考虑每部分结构的电流需求量。结构每部分的电流需求量等于钢产品表面积乘以要求的电流密度的乘积。因为环境条件的多样化，导致每部分结构需要的电流密度也不一样。因此，可以考虑下列区域和部分，参考第三条中规定的区域：位于潮湿和过渡区域中的区域（通常带有涂层或外覆金属）；位于浸入区中的区域；位于埋入区中的区域；需要钻的井；应根据井工程的规模，设计深度以及水泥灌浆，考虑每个井的现有中的 A.4）。与固定的近海工程建筑物联系的邻近结构和导管。，（见附录 A设计电流密度的选择应建立在来自相似环境下，相似结构中，或是特定测试和测量中的经验。（附录 A 给出的特定值）

17、。阴极防护系统需要的电流密度取决于电化学反应的动力学，并且随着钢的电极电位，海水的溶解氧含量，水的流量率，温度，以及水深度的变化而变化。并且，钙质沉淀的加强以及海生物对阴极反应表面的条件变化也会使电流密度发生改变。对下列每种特别的环境条件和表面条件以及钢（如生锈的，喷砂清洁过的，带有有机和金属涂层的）的表面条件，评估电流密度：要达到结构初始极化所需的初始电流密度，如达到降低钢电位到表 1 建议的范围内电位值；维持结构极化水平所需的电流密度；几次猛烈风暴或操作后，结构可能的重新极化（如重新建立适合初次极化水平的电位）最终所需的电流密度。由于与设计使用期限相比，恒定状态之前的初始极化通常要短些，结

18、构整个使用期限间的平均电流密度通常非常接近于电流密度。应合理的评估需要的电流密度以完善阴极防护系统。相互作用一个结构可以的或暂时的连接到另一个邻近的结构上。每个结构都备有自己的阴极防护系统，应先检查这些保护系统后，再将它们连接到考虑的结构上。如果临时结构未配有阴极防护系统或阴极防护系统无效，则应该检查受保护的结构以确保其在连接过有效并且确保事先检查外部结构。114.4 涂层阴极防护系统可以与合适的涂层系统结合。由于绝缘的特性，涂层会减少电流密度并促进表面的电流分布。电流密度的折减可能是 100：1 的比率或。然而，电流密度会因为涂层的损坏而随着时间增大。应考虑初始涂层破坏系数，该破坏系数主要与

19、结构制作过出现的机械性损伤相关。应考虑到将涂层老化和结构使用期间或相应维修期间，发生在涂层上的可能的机械性损伤。这些值主要取决于实际构造以及操作条件。附录 A 中给出了关于涂层破坏系数。镀层钢板防护所需的电流密度等于露钢材的电流密度与涂层破坏系数的乘积。由于阴极防护系统和涂层之间可能的相互作用，应事先测试所有与阴极防护系定这些涂层对阴极剥离有足够的抵抗力。起使用的涂层以确4.5 阴极防护系统 阳极尺寸下述内容可以用做阴极防护系统：阳极电流系统外加电流,两种阴极防护系统的混合（混合系统）。当使用混合系统时，在浮动，初次安装过和外加电流系统关闭过应提供阴极防护。由于作用，阳极电流应安装在难以通过外

20、加电流系统达到足够极化水平的区域。当电流需求量不随时间而恒定时，阴极防护系统应能够在短时期内，在结构的整个极化电流密度。中传递需要的结构中任何特殊区域需要的阳极数都由该区域的阴极防护电流需求量以及单独的阳极电流输出量决定。I：= V/R式中：V 是以伏特为，钢的阳极电位和防护电位之间的驱动电压；R 是的电路电阻，通常被认为是以欧姆为的阳极电阻。阳极电阻是由阳极环境的电阻率和阳极几何（形状和尺寸）函数决定的。可以通过附录 B 给出的经验公式来计算阳极电阻。如果阳极以数组的方式分组并且他们彼此靠近，那么当计算阳极电阻时应考虑到阳极之间共同的干扰。12设计的阴极防护系统应该能最小化连接管道或任何其他

21、周围结构产生的影响。应该将阴极保护系统的所有组件安装在干扰和损坏最小的位置处。电蚀阳极系统设计概述通过将电蚀阳极系统连接到带负电的合金上，为钢结构提供防护作用。应确定阳极的尺寸，防护电位。（见 4.1）和位置以便在阴极保护系统预计使用年限过，结构整个表面都可以获得5.2 中描述的方法也考虑到了设计电流密度，使用这个方法也可以达到同样的效果。当适用时，也可以考虑计算机数值方法，因为此方法考虑到极化曲线。5.2 设计依据应考虑 4.3 中规定的三个设计电流密度:-应使用维持电流密度来确定阳极的重量。要求这个电流密度在设计使用够极化水平；过能保持结构的足-应使用起始电流密度来证明新的阳极输出电流能力

22、，例如，它们的最初的尺寸，足够在几个内获得结构的完整起始极化；应使用复极化电流密度来证明阳极的输出电流能力，当他们被用作他们的使用系数，例如在风暴或海洋生长物清洁操作后，他们的最终使用尺寸（见附录 B 中的B.2），足够来极化结构。以-大量的各种各样的形状和尺寸设计可以用来输送防护电流到结构，以使电流分布完善（见附录 B 中的B.2）。电蚀阳极在海水中的性能在本质上取决于合金的组成，特别是在当使用铝合金或锌合金时（见EN12496：1997）。阳极材料的电化学特性应该备有证明文件或通过适当的测试来确定。需要的信息资料包括:-到极化钢的驱动电位，例如，闭合电路阳极电位和防护电位准则的正极限范围之

23、间的差异,实际的电流容量(A h/kg)或消耗率(kg/A a),钝化敏感度,粒间腐蚀敏感度。135.3 电蚀阳极材料电蚀阳极由铝合金，镁合金和锌合金制造而成。EN 12496：1997 对阳极材料有基本的规定要求。应考虑到电解液中的合金组件受到的。5.3.1 铝合金阳极在海水中或海洋沉积物中可以使用铝合金阳极。当被泥覆盖并且特别是在低电流输出的情况下，某些铝合金的性质可能会造成不利的影响。在高况下，合金会降低电化学效率，因此合金不适合在高况下的操作。即使在低况下，合金也可能会发生粒间腐蚀，某些含镁合金也会随着机械性能的损失而老化。5.3.2 镁合金阳极镁合金阳极拥有负电位并能提供高电流输出。

24、它们只需要提供一小部分阳极就可以达到阴极防护所需的足够水平。它们的高负电位会增加钢结构的氢脆性和阴极剥离的风险，应估计这些风险。5.3.3 锌合金阳极锌合金阳极可以使用在海水或海洋沉淀物中。某些合金会在低温的情况下发生粒间腐蚀。在高温下，锌合金的驱动电位和电流容量会减少，因此除非有合适的测试来证明，否则在超过 50 摄氏度的温度下不应使用锌合金。5.3.4 确定阳极电流输出和使用系数当在具体的环境中使用时，阳极材料会有不同的驱动电位。阳极电流输出取决于环境的抵抗力和阳极的形状和尺寸。（参考 4.5 和附录 B）。在不同环境中操作时，阳极材料展示出不同的特定消耗率。因此，对于给定的电流输出，阳极

25、将取决于阳极材料（消耗率）及其质量。14应优化阳极的尺寸和数量，以最大程度地减少电蚀阳极的总质量，并提供比在阳极使用保护要求的保护电流相同或更大的保护电流。期间结构欧姆定律给出了输出电流，如附录 B 中的注解。即便起始净驱动电压更高，由典型铝或锌合金制成的阳极和极化或涂层结构之间，通常使用的净驱动电压在 0.35V 至 0.5.V 的范围之间，其最低阴极保护水平(-0,8 V vs Ag/AgCla 海水)仅为 0，15 到 0，30V。可以通过附录 B 中所给的方程式来确定阳极。阳极位置防腐考虑根据局部电流需求应对电蚀阳极按比例进行分布以确保电流在钢表面上分布均匀。在某些情况下，使更宜使用计

26、算机模拟方法，此方法是建立在有限单元计算或边界单元计算的分析方法基础上的。应根据计算出的电流需求量分布电蚀阳极。特别应该考虑任何复杂几何图形设计处区域。可能还需要通过额外计算来获得电蚀阳极分布。节点焊接，的是结构的整体性。节点焊接处也同样是复杂几何结构处，此处钢表面积与电解质质量比易导致不良的电流分布（阴影区和效应）。因此，节点处的早极化。这点暗示出阳极应位于结构上，以便结构安装后阳极能尽快极化。电流分布的精确性可应用电流阳极的较大数值来改善，该电流阳极有较低的单独电流输出。5.4.2 结构的完整性考虑应在应力最小的焊接位置处，通过焊接电蚀阳极的嵌件将它们附着到结构上。关于阳极的位置和方向应考

27、虑到下列：-减少电波/电流影响；避免掉落物体造成损坏；减少制造，和下水引起。阳极的嵌件和辅件的设计一般规定将阳极附着在结构上的方法是由阳极的类型来决定的，在阳极的使用期限中应维持低电阻电气接触。应根据结构的设计规则来设计这些辅件。这些要求也会影响阳极嵌件的设计。支承可以是阳极嵌件的延伸或一个不可分割的部分，并且应是可焊接的结构钢。电蚀阳极可以按照下列要求焊接到结构上：阳极支承可以直接焊接在结构的厚壁组件上；垫板可以直接焊接到结构的组件上，可以通过三角形衬料来加固焊接在垫板上的阳极支承。15可以在高应力框架组件，或疲劳敏感组件上或区域内使用三角形衬料。应通过强度计算来设计垫板和三角形衬料。垫板要

28、带有圆角以防止应力的堆积。应根据结构的设计规则，将阳极焊接到结构上。承载组件的垫板和阳极支承应由有资格的焊接工，运用合格的焊接步骤来操作。这些焊接应通过非破坏性测试，磁粉检查或渗透。5.5.2 带有支座的细长电蚀阳极支座电蚀阳极的嵌件最好是圆柱形以避免合金铸造过的气体截留。但是，也应该考虑嵌件的形状。嵌件和支承的尺寸设计应考虑到阳极合金的质量以及 5.5.4 中详细列出的各种环境负载条件。5.5.3 金属板电蚀阳极金属板电蚀阳极的嵌件应由金属板或角钢组成，其大小应取决于阳极的重量和尺寸。这些嵌件应从阳极的侧面伸出以便于结构的焊接。电流阳极的此种类型用于有空间限制的地方或表面贴装集成电路处。5.

29、5.4 结构考虑阳极的嵌件和支承应具有足够的强度以维持下列条件：-运行前的条件包括结构制造，下水和打桩操作。船上结构的运动和加速可以通过运动模拟速；。可以通过模拟来确定计算出的电蚀阳极最大加-一些电蚀阳极可能在海运过悬挂在结构的外部上，浸入海水，因此易受砰击力；结构从船上的下水也包括当结构进入海水中对阳极造成的力。附录 C 对此力进行了叙述；由于打桩操作或波浪荷载，阳极辅件易受疲劳；使用条件包括由于波浪荷载和天气状况导致的疲劳。外加电流系统设计概述外加电流系统的使用，通过将钢结构连接到可调整的直流电源的负极接线柱以及将正极接线柱连接到阳极的直流电来提供保护。通过直流电源传输的输出电流，在阴极保

30、护系统的期望面获得和保持足够的防护电位水平。过受到控制，以便使结构的整个钢表16设计计算和说明应包括下列详细信息：-设计基础，计算和设备尺寸，设备的总体布置，设备详细说明书（例如，直流电源，阳极，连接电缆，终端和保护设备，测量电极）；安装规范和详细资料，监测规范说明书。6.2 设计依据用于固定的近海钢结构的外加电流系统通常包括一个可变的整流变压器，以及一个或几个阳极。因为电流需求量不会随着时间变化得很明显，所以一般选择手动调节整流器。可以在因环境条件和结构配置而引起大量频繁的电流需求量变化的地方，使用带有自动电位控制装置的整流器。呈现特别状况的具体区域可以考虑使用多区域控制系统，以便适应并完善

31、防护需求的电流分布，每个区域的防护应由单独的外加电流系统保护。应确定阳极的和位置，以达到实际足够的防护电位水平。单独的外加电流阳极通常可以比电蚀阳极传递更高的电流，因此，应使用外加电流阳极以防止局部极化，并完善阴极的电流分布。下列关系式给出了计算出的用于结构区域或结构部分防护的总电流需求量（ltc）：ltc = sd其中：S 是考虑区域或部分的总面积，为平方米；d 是在考虑的环境中，钢极化需要的足够防护电流密度，为每平方米毫安；用于设计的电流密度是初始状态、稳定状态以最终极化时的最高有效值。初始值用于 钢。对于镀层钢板，使用值应取决于涂层分解系数并要通过评估确定。为了补偿效率较低的电流分布（阳

32、极较少），设计的外加电流阴极防护系统必须能够提供计算电流 1.25至 1.6 倍的总电流需求量（It ）：It= (1,25 至 1,5) 设备注意事项直流电源Itc17变压整流器或可调整直流发电机应可以为需要防护的结构各部分传递等于或大于计算电流 1.25 至 1.6倍的总电流需求量。输出电压应考虑电路电阻（电缆，阳极）以及阳极和阴极之间的反电动势。反电动势是海水中阳极和阴极之间自然发生的开路电位差。变压整流器应能够传递足够的电流，以维持涉及范围内的钢/海水/参照电极电位。6.3.2 阳极用于外加电流系统的阳极通常有两种类型：半消耗阳极或惰性阳极。惰性阳极更适用于高输出电流。半消耗阳极由石墨

33、，硅，铁，磁铁矿等制成。惰性阳极由白金涂层或复合钛，铌或钽组成，带有一层应用于混合金属氧化物活性钛铂的薄层。白金应用于各种下层的薄层中。关于外加电流的性能特点，见附录 E。对于机械损坏，外加电流系统阳极的安装系统和辅件设备非常重要，因为少数阳极有相对较高的输出电流。一个阳极的损失可能会大幅度的降低阴极防护系统的性能。因此，设计的外加电流系统阳极的安装系统和辅件设备必须对机械损坏具有高度的抵抗力。设计应包括减少阳极和结构之间因直接接触（阴极防护系统的短路）而产生的措施。应确定阳极能够充分地分布直流电源提供的设计电流。6.3.3 电介质防护层选择的材料应该适合预期的用途。可以在靠近阳极或并入阳极装

34、置的结构上使用液体应用涂层、预制板或弹性材料板。发生在阳极和阴极表面的电化学反应会产生腐蚀物质和气体，这些物质和气体会降低电介质防护层的性能或引起电介质防护层的涂层剥落。阴极保护系统设计应考虑到材料可能出现的和老化特性。186.3.4 参照电极参照电极用来测定钢制品到电解质的电位，也可以用来控制阴极保护系统的输出电流，见第 7 条。当参照电极用来控制外加电流系统时，应将它们安装在通过计算或凭借以往经验确定的位置处，以确保结构的电位维持在设计限制范围内。应该采取预防措施以避免电极和钢结构之间任何直接的电气接触。6.3.5 电缆和焊端应充分保护所有的电缆以避免任何机械损坏。可以使用钢导管达到此目的

35、。阳极电缆和阳极之间的焊端应不会漏水，并进行机械固定。电缆和焊端的绝缘材料必须能抵抗环境条件、氯、碳氢化合物和任何其他有害化学物质。应根据机械要求、电流率以及为考虑的电缆长度而降低的电压确定电缆的横截面。6.4 定位考虑对于电极和阳极的定位应考虑到：-减少电波/电流对阳极固定设备的影响；避免掉落物体造成的损坏；减少因制造、和启动而引起；避免因拖动物体而造成的损坏；电缆应安装在导管中，其位置和安装应遵守上述规则。系统设计7固定的系统应和外加电流一起使用，也可以和电蚀阳极系起使用。应用于定期检查的便携设备不包括在系统内。7.1 目标阴极保护系统的系统用来测量阴极保护系统的操作参数和效率，也可以对其

36、进行控制。阴极防护系统是一个有源系统，即，该系统只有在电蚀阳极或外加电流系统处于运行状态，并提供足够的钢极化来达到要求的防护标准时才有效。因此，应在结构的过测量钢电位以证明防护的充足性。19对阳极电流输出的测量提供了额外的信息，这些信息可以用来证明合理的安装操作，并且可以指示电蚀阳极可能的剩余。（见 5.3.4）7.2 说明系统应包括：参照电极。应将参照电极安装并固定在结构的每个浸入水平面上，靠近钢表面，如 7.3.2 提到的位置处。这些参照电极应与结构的电气绝缘并与数据传输系统相连；的电蚀阳极。-应从用来保护结构的那批电蚀阳极中选取的电蚀阳极，并按照下述内容进行装备：-在电蚀阳极的支承和结构

37、之间嵌入两个绝缘接头。因此，为了让绝缘接头嵌入，需要切割原来的支承，因为在有三角片的地方无法安装绝缘接头，并且在随后安装规定的测量设备时，结构上或倍压器上的直接焊接也可能会出现问题；-为了缩短上述绝缘接头之一，应使用校准过的分流器。分流器更宜安装在绝缘接头。此分流器应配有电缆并连接到数据传输系统上。分流器和绝缘接头装置更宜填满或被环氧树脂或相同的绝缘混合物包围；尽可能将参照电极安装在电蚀阳极表面附近，安装不影响阳极和电极之间的水循环。参照电极不能被阳极氧化物污染。应该从结构上电气绝缘参照电极电缆，并将其连接到数据传输系统上；-导管系统和电缆所有的电缆连接设备都应该是水下型并且应横穿导管。应按照

38、电缆的和尺寸，并根据导管可能遇到的装载来确定导管的尺寸并安装它们。应将它们拧在一起并使用钢支承固定（最好通过焊接的方法）在结构上。应根据被支承的- 接线盒。的特性以及 5.5.4 中详述的条件，确定支承的设计和连续的支承之间的间距；对于水下电缆的连接，应配备足够的接线盒。每个接线盒都应固定在结构和配件上，能够经受任何环境条件。应装配有电缆终端，以便于将上；阳极的电缆和参照电极电缆连接到数据传输系统- 在无电缆的情况下也可以传输信号的数据传输系统。数据传输系统应由系统设计所要求的多导体电缆或声换能器或任何其他有效系统组成。它的安装和位置应能够允许有效和稳定的数据传输。应该装配有足够的防护设备以保

39、证其整个防护不受水下环境的影响（如机械防护，防腐蚀，防护）。数据传输系统应与上述设备连接：的电蚀阳极，独立测定电极和接线盒，如果适用。电位测定电位测定方法应使用连接在钢和参照电极之间的高阻抗电压计测定钢电位。 参照电极应位于靠近需要测定的钢表面的位置上。20如果这个测试电路读数。7.3.2 参照电极的位置保持固定连接状态，应注意它不会输送导致参照电极极化的电流并给出错误的参照电极应以测定钢电位的方式分布。此外，参照电极应安装在合适的位置处，如下：-位于离阳极最远距离的点；结构节点；复杂几何形状区域出现的阴影区，或靠近附属物处；最高力学应力区域；可推测的过度极化效应区域。由于结构限制，不接受最佳

40、位置。7.3.3 参照电极的类型最普遍使用锌/海水电极和银/氯化银/海水参照电极，电解质被周围的海水包围。EN12473：1999 描述了参照电极。7.3.4 参照电极的校准应直接或间接的在定期间隔中，直接或间接测量它们的电位，以校准饱和的参照电极。对于不能从位置拆除的参照电极安装，应将用于校准的便携参照电极置于邻近地段。7.4 外加电流阳极输出电流的测量应使用带有很低内阻的电流表，测量被的阳极电流输出。7.4.1 外加电流系统如适用，应在变压整流器或可控直流发电机或配电箱相应的输出端处，测量传输到每个阳极的电流。7.4.2 电蚀阳极系统通过对电蚀阳极尺寸的测量来弥补目视检查的，以给出电流输出

41、指示。使用电流表出。监测电蚀阳极，临时将其放在电蚀阳极支承周围，这样将测量出更可靠的瞬时电流输制造的电蚀阳极应与安装在结构上的其他的电蚀阳极尺寸相同。将通过使用绝缘接头的方式，使它们的支承与结构电气绝缘，其中一个接头将通过校准的分流器进行缩短，以便在无任何大幅度驱动电压21降低的情况下，测定电流输出。7.5 数据的传输钢电位和分流器信号可以通过使用电缆，声传输系统（直接或延迟传输）或任何合适气压的方式传输。7.6 外加电流的控制与监测可控直流发电机给阳极传输外加电流，并应装配有下列控制设备：-用于测量直流电输出电压的电压表；用于测量每个输出电路直流电输出的电流表保护易受电压和短路影响的防护设备

42、测量电流输出周期的电平表，可以用来可控直流发电机的操作周期。8 阴极防护和监测系统的安装应安装阴极防护和监测系统以达到设计目标，并在阴极防护系统过保持设计目标。根据相关图纸、规范和程序，进行材料和设备的安装。应根据适用的规则、规章和标准，实施安装工程。在安装之前应检查所有的材料，以确保它们符合规范要求并且不易受到损坏或破损。应按照适用的规则，考虑到区域的分类，来设定变压整流器箱（如果有）的位置并将其连接。由于不同的系统类型，阳极可以安装在偏远地区的海地基和/或非金属浮箱支承，以避免被泥土覆盖。或结构上。安装在海的阳极应由混凝土阴极防护系统的试运行和测量目标阴极防护系统的试运行和测量目标是：根据

43、结构安装设计的意图，确保阴极防护系统的功能；确定阴极防护系统是否继续依照设计方案运行，并且结构依然不受侵蚀。9.2 电蚀阳极系统对于电蚀阳极系统，应在 3 个月内对钢结构的整个阴极防护结构进量，或者一年内在结构安装的涂层结构上进量。测量应包括选择位置处的电位测量。22应证实并阳极的实际位置和状态。9.3 外加电流系统对于外加电流阴极防护系统的试运转，应按照指示的顺序，执行下列操作：-检查配线以确保正确的极性（负极至结构）打开变压整流器以给结构提供直接电流监测带有监测系统的结构电位，直到其达到要求的电位值为止。应在阴极防护系统试运转的一个月时间内，测量结构的阴极防护电位。测量应包括选择位置，结构

44、电位的测系统。应证实并阳极的实际位置和状态，以及电缆、导管和监文件材料概述应下所有与阴极保护系统有关的资料、数据和结果，一般来说使用手动。应包括所有设计电位的数据、制造、安装、试运行、操作使用和以及阴极保护系统的效能。该文件应反映出设计规范的所有修改，例如，设备位置，或可能改变保护区域的设定深度的偏差。试运转数据应包括给每个阴极保护系统供给能量后已执行的检测结果，以证实试运转数据满足设计准则并能有效的运行，包括结构电位的测量，以证明达到了全面的保护。10.2 电蚀阳极系统当适用时，应保留下列数据，用于存档备查和的更新:-设计准则包括设计、环境特征（如，海水的电阻率）、防护标准、电流密度要求（起

45、始，和最终或极化值）、不同时期的阳极输出假定值和工作条件、以及阳极理论效率和驱动电位；-阳极数、尺寸、质量、规格、化学组成、实际消耗率（制造商/供应商参考和文件；测试中测定的）和利用系数， 以及-在施工过或定位后，应核查每个电蚀阳极的位置，所有强调的设计位置（这些位置可以在具体的结构图纸上）的偏差，附着方法，安装日期；在结构的过应更新这些数据；-任何电流，或电位控制或监测设备的位置，详细说明和规范，包括参照电极的类型，测量仪器，和连接电缆；试运行结果，包括电位测量数据；-为了遵循结构的阴极防护电位状态的变化，定期养护检查护电位的测定，设备和测量技术。结果数据，包括参照电极的电流和防2310.3

46、 外加电流系统如果适用，应保留下列数据用作参考并定期更新数据:-设计准则包括设计，环境特征（矿化度范围，电阻率），防护标准，电流密度要求（起始，和最终值或极化值）和阳极输出电流的设计值；-阳极数，尺寸，规格，阳极设备产品说明和连接，有效输出电流密度和允许的电压，以及制造商/供应商资料和文件；阳极辅件的说明和规范，任何绝缘防护层的组成和位置（当适用时），规格，特性以及连接电缆，接线盒和中间盒（如果有）的附着方法；-在施工过或定位后，应核查每个电蚀阳极的位置，所有强调的设计位置（这些位置可以在具体的结构图纸上）的偏差，附着方法，安装日期（如果在施工过安装，近海结构设置的日期）；在结构的过应更新这些

47、数据；-每个可控直流电源（变压整流器）的位置，详细规格，图纸，和输出特性以及制造商的试验；任何防护电位控制或监测设备的说明和规格，包括测量电极的类型，测量仪器以及连接电缆的位置；试运行结果包括电位测量数据，每个直流电源电流和电压输出值以及做出的任何调整；定期检查中下的结果，包括防护电位值，直流电输出值，整流器的数据和停机时间，以便遵循防护电位的变化。安全性和阴极防护目标阴极防护系统应遵循与电气设备相关并应用于固定的近海钢结构安装的所有安全标准和规则。此条款涉及由于阴极防护系统引起的安全隐患，并涉及水下的操作的安全。操作的安全方面不在此文件范围内。请参考适当的法定规章（见附录 D）。应考虑到电蚀

48、阳极系统和外加电流系统，以及下列主要出。：物理阻碍物，触电，以及气体的逸11.2 物理阻碍物来自阳极的主要有阳极或阳极支承周围潜水员的系缆或救生索的缠绕，以及由于磨损引起的设备机械损坏。因此，使用下列特性的电蚀阳极和阳极装置：-带有从阳极末端伸出的 J 形圆柱支承的细长电蚀阳极；平板阳极电流；链式电蚀阳极。同样的，阳极电缆导管，接线盒等的设计应排除任何锐缘，边角或突出端。会引起事故（参考 11.4）。阳极安装区域可能会出现的特殊情况，气体2411.3 触电外加电流阴极防护系统设备有缺陷，或操作员在无意中直接接触活性阳极元素，就可能会触电。在不直接联系到阴极防护系统的潜水操作过，以及在任何靠近外

49、加电流阳极处的潜水检查过，应关闭阳极的直流电供应。在外加电流运行并且提供适用的所有相关安全规则和预防措施情况下，应执行潜水阴极防护系统的检查。（见附件 D）气体逸出氢的逸出结构极化到电位更负于-0.8V 的程度，Ag/AgCl/海水参照电极会导致钢表面氢气的逸出。如果气体在密闭的大气空间内，例如潜只有部分充满海水，就会有的。为了避免这种，应采取下列措施：- 所有的设计都应包括一个充分通风的系统以防止氢的；- 到电解质结构的电位值应比氢逸出的界限值更负。可以通过确保结构和外加电流阳极之间的最小间距达到此目的；- 镁合金阳极应安装在可能发生氢堆积的地方。11.4.2 氯的逸出海水中的外加电流阳极表

50、面的电化学反应总是会导致氯气的逸出，气体具有剧毒和腐蚀性。如果氯气在密闭的大气空间内，就会有和破坏材料的。为了避免此，所有的设计都应考虑到防止气体堆积。25附录 A（资料性）固定钢结构海港设备阴极防护的电流要求指南在缺乏任何其他备有文件的经验情况下，可以考虑下述值：A.1 浸入区内的露钢防护设计电流密度表 A.1 - 浸入区内的设计电流密度A.2 潮间带中露钢的防护设计电流密度表 1 给出的电流密度应增加 20%。A.3 用于海洋沉积物（周围温度）中露钢防护的设计电流密度表 A.2 海洋沉积物中设计电流密度A.4 井区的电流损耗：每个井区 5A 至 6A如果沿着套管的电位降足够小以至获得的井底

51、电位值比阴极防护系统标准值更负，那么套管的外表面则可以获得完整的防护。套管底部阴极防护系统水平取决于套管水泥灌浆的质量；高质量的水泥灌浆可以降低井区的电流损耗并完善套管的阴极防护系统。26电流密度（m A/m2）初始值值重新极化值252020电流密度（m A/m2）地理区域初始值值重新极化值62oN 以上北海（北部地区）55oN 至 6262oN220100北海（南部地区）低于 55oN英国西部 西爱尔兰 荷兰15090100海湾地区，澳大利亚，巴西，西非1307090地中海，墨西哥湾，印度尼西亚1106080A.5 关于阴极防护系统设计的普通喷漆系统的涂层破坏系数值浸入区，1%到 2%扩展的

52、潮间带，2%到 5%每年 1%到 1.5%的油漆（煤焦油环氧基树脂，环氧基树脂），带有厚初始涂层破坏系数：年耗损率： 注释 普通喷漆系统包括至少两层环境温度下度范围为 250m 到 500m 的干膜。27附录 B（资料性）阳极电阻以及使用公式B.1 阳极电阻公式镶嵌在偏离结构钢表面至少0.3米的细长电蚀阳极平板电蚀阳极：其他形状和镯式阳极：其中： 是环境的电阻率，ohms，米，米，L是阳极长度，RS A是阳极半径（对于圆柱以外的其他类型，其中 C 是横截面周长），米，是阳极长度和宽度的等差中项，米，是阳极的表面积，平方米。无任何关于环境电阻率的信息情况下，可以使用下面图 B.1 中的值：对于海

53、床来说，环境电阻率从适用于软粘土的 0.7 m 到适用电蚀阳极的使用的 1.70 m 范围之间变化。B.2可以使用下述公式确定阳极的使用（L）：28其中：L是阳极的有效使用W 是阳极的净质量，：年，：千克，U 是阳极停止提供需要的电流输出之前，通过损耗的阳极材料部分确定的使用系数。阳极的形状将影响使用系数，使其值在 0.7 到 0.95 范围之间变化，E是在考虑到的环境下，阳极材料的损耗比率，：千克每。每年，Lm是使用期间的(平均)电流输出，：注释：xy温度 电阻率海水密度：摄氏度：欧姆每厘米：克每平方厘米图B.1 海水的电阻率与温度与密度（克每升）29附录 C（资料性）用于阳极安装的建议值C

54、.1 砰击力可以通过公式评估每长度的静态砰击力 FS：其中：CS砰击系数；水的体积质量，：千克每平方米；D阳极支承/嵌件的直径，：米；U阳极支承/嵌件表面正常状态下，运动分析的速度分量，用于下水，米每秒注释 对于圆柱阳极，砰击系数 CS 的理论值是 。对于梯形截面的阳极这个值会更高并且是由横截面形状来确定的。一般来说，制造和过承受的力要小于这个由下水引起的砰击力。C.2 阳极支承的疲劳失效在打桩操作过，可以使用下列步骤获得阳极支承的疲劳失效概率：-每次锤击时，桩套的最大加速度；阳极的有效质量（阳极材料质量加嵌件以及支承增加的质量）；计算阳极嵌件和支承的最大弯曲应力；计算阳极的自然频率；通过假设

55、正弦波输入和一个合适的水平的阻尼来获得阳极的应激反应；获得疲劳等级（S-N 曲线）；通过一次锤击引起的应力范围变化，计算疲劳损失；乘以预期打桩需要的锤击次数，这个次数是通过对桩的性能研究得来的。30附录 D（资料性）用于外加电流系统的安全预防措施应该使用任何适用的。应考虑到下述一般信息。除非降压器是双绝缘类型的变压器，否则降压器应装配有防护设备，以便在变压器的交流输入和整流器的直流输出之间发生错误时防护设备依然能运行。附录 E 提供了外加电流阳极的典型电气特性。IEC/TR2 60479-1，IEC/TR 60479-2， IEC/TR 60479-3（见参考文献）曲线给出了点击持续时间和允许穿过的电流之间的关系。考虑可以接受的的情况是 40 mA 的安全电流，在无直流脱扣装置的情况下，最大安全电压梯度为与 24V 额定电压相应的 30V 最大电压。此值适用于接近外加电流阳极的潜水者，这些潜水者通常应穿着带有橡胶手套的完整橡胶外衣。在这种情况下，如果电压一直低于 50V（500用于更高的电压），电阻被认为