美国腐蚀工程师协会美国腐蚀工程师协会标准RP0100-2000 国际腐蚀协会第21090 号条款标准推荐规范预应力混凝土圆筒管线的阴极保护本NACE国际标准代表了那些已经评阅过本文件及其范围和条款的个体会员的一致意见。

本标准的接受范围决不排斥那些与本标准不一致的加工制造、市场营销、采购或产品应用、工艺或流程，不论其采用本标准与否。

本标准没有任何内容可被解释为通过暗示或其它方式对于涉及由专利保护的方法、仪器或产品的加工制造、销售或使用进行授权，或对于任何侵犯专利特许权责任的行为进行赔偿和保护。

本标准陈述的是最低要求，但决不可以解释为限制使用更好的工艺和材料。

本标准也并非适用于与此类问题相关的所有情况。

在某些特殊实例不可预见的情况下，本标准可能是无效的。

国际NACE不对非本机构对本标准的解释说明及应用承担责任，仅对依据国际NACE管理程序和政策出版发行的国际NACE官方解释说明资料承担责任，且不包括个人诠释的出版发行物。

所有使用本标准的用户在应用本标准之前，必须对有关健康、安全、环境和规范性的文献进行认真阅读，从而确定本标准的可适用性。

NACE国际标准没有必要对涉及到关于应用本标准中推荐或提及的材料、设备和（或）操作中潜在的健康问题、安全问题和环境危害进行详述。

所以，使用NACE国际标准的用户，在应用本标准之前有责任采取适当的健康、安全和环境保护措施；在必要的情况下，可以向相关领域的权威专家进行咨询，以满足遵守已有的相关规范制度的要求。

注意事项：NACE国际标准属于定期更新性资料，有时会在没有事先通知的情况下可能对标准中的内容进行必要的修订或撤销。

NACE国际标准通常要求，自本标准最初出版发行日期起不超过五年，要对标准的有关内容进行重新审定、修订或撤销；因此，用户应当及时获取本标准的最新版本资料。

购买使用本标准的用户，可以通过与美国防腐工程师协会会员服务部联系来获取所有标准的最新信息和其它NACE国际出版发行资料。

联系方式：美国腐蚀工程师协会国际会员服务部，邮政信箱218340，休斯顿, 德克萨斯州77218-8340(电话+1〔281〕228-6200)。

批准2000-01-14NACE 国际邮政信箱218340休斯顿, 德克萨斯州72218-8340+1 281/228—6200ISBN 1-57590-096-32000, 国际NACE前言本标准给出了关于预应力混凝土圆筒管（PCCP）防腐控制的阴极保护技术的推荐规范，目的在于为从事该领域的工程设计技术人员提供指南。

本标准中推荐的规范适用于有或没有充分防护涂层的新建或已建埋地管线。

本标准中所推荐的规范应在有资格从事埋地或水下金属管线腐蚀控制的专业人员指导下应用。

这些人员可以是通过NACE注册的专业工程师，或被NACE确认的腐蚀专家或阴极保护专家，上述人员的专业活动应包括有足够预应力混凝土结构阴极保护工作的经验。

本标准由美国腐蚀工程师协会T-10A-28任务组编订完成，该组为T-10A专业委员会的一个专业从事阴极保护的部门。

为了提供本主题各个方面的专家意见和吸取所有对此感性趣的团体的建议，T-10A-28任务组由以下人员组成：防腐顾问、咨询工程师、建筑师、阴极保护工程师、研究员、管线业主以及来自工业和政府机构的代表。

本标准是在T-10地下腐蚀控制委员会的赞助下，由美国腐蚀工程师协会出版发行。

在美国腐蚀工程师协会国际标准中，“务必”、“必须”、“应”和“可”的概念理解，可参照美国腐蚀工程师协会出版物命名手册，第三版，8.4.1.8段。

其中“务必”和“必须”是说明一种强制性要求；“应”则表示被认为合适而建议的，但不属于绝对强制性的要求；“可”则用以陈述具有可选择性的内容。

NACE国际标准推荐规范预应力混凝土圆筒管线（PCCP）的阴极保护目录1. 总则 (1)2. 定义 (2)3. 阴极保护要求的确定 (3)4. 阴极保护标准 (4)5. 阴极保护系统的设计 (5)6. 阴极保护系统的安装 (11)7. 阴极保护系统的启动与调节 (13)8. 阴极保护系统的运行与维护 (14)9. 阴极保护纪录 (15)参考文献 (17)引用文献 (17)图表目录图1：极化作用图 (1)图2：100毫伏极化衰减 (4)图3：典型接头跨接图3A：内部跨接电缆 (8)图3B：跨接夹 (8)图3C：用钢片在外部跨接电缆 (9)图3D：用改造后的锚块在外部跨接电缆 (9)图3E：跨接夹 (10)图3F：跨接条 (10)图3G：跨接电缆 (10)第一章 总则1.1引言 1.1.1由于混凝土和预应力钢丝具有相似的热力学膨胀系数，而且混凝土通常对钢材有良好的防腐保护功能，所以通常认为它们是可兼容的材料。

由于硅酸盐水泥的强碱性，使包裹在混凝土中的钢筋表面形成了一层稳定的、可减缓腐蚀的钝化氧化膜。

如果钢筋表面没有这层的钝化氧化膜、或者钝化氧化膜遭到削弱或破坏的话，钢筋则容易遭到腐蚀。

1.1.2 当存在如下情况时， 如钢筋没有完全被包裹在混凝土中、由于混凝土与侵蚀性气体（或液体）发生了化学反应而丧失强碱性、存在其他侵蚀性离子或过量的氯化物等，混凝土中钢筋表面的这种保护性的氧化膜将难以形成或会遭到破坏。

如果出现了上述一种或多种情况，钢筋将会由于与湿气和氧发生接触而发生腐蚀现象。

1.1.3 电化学腐蚀电池是造成金属构筑物腐蚀的基本原因。

一个电化学腐蚀电池包括四个组元,即: 阳极，发生氧化反应的电极；阴极，发生还原反应的电极；金属路径，由 电子流动所形成电流的通道；电解质（如混凝土空隙中的溶液），作为离子流动形成电流的水介质。

只要消除上述四个组元当中一个，就能够防止腐蚀现象的发生。

1.1.4 在电化学腐蚀电池反应中，可以通过测量电位（电压）方式来确定阴极区和阳极区的相对位置。

这可以通过测量浸入电解液中的金属和一个稳定的参比电极间的电位（电压）来实现。

这项技术也可以用于衡量阴极保护的效能。

1.2 阴极保护 1.2.1阴极保护理论可由腐蚀的电化学基本原理进行完整的解释。

阴极保护就是将被保护的金属表面作为电化学腐蚀电池的阴极来减缓金属表面腐蚀的一项技术（见图1）。

E 0a ： 阳极区域的平衡或开路电位 E 0c ： 阴极极区的平衡或开路电位Ea,p ：阳极区极化电位（实际结构中可观测到的电位） Ec,p ：阴极区极化电位（实际结构中可观测到的电位）图1 极化图摘自NACE 标准RP0290(最新版)“增强空气暴露钢筋混凝土结构的阴极保护”（休斯顿，德克萨斯州：美国腐蚀工程师协会）。

图1 ＋ 惰化 － 活跃 E 电 位1.2.2对于已经出现了腐蚀现象的预应力混凝土圆筒管线，可以采用阴极保护的方法来控制腐蚀的进一步加剧。

然而，阴极保护并不能代替已经损失的钢材或者将已腐蚀的钢材恢复到原横断面上。

1.2.3为达到充分阴极保护目的，要求单节PCCP内部和相邻PCCP之间的金属元件电连续。

注：有关详细信息可以查阅本书后所附的相关参考文献。

1.3本标准的目的是为建立阴极保护系统最低要求提供指南，可适用于如下情况：1.3.1 新管线：由于包裹在混凝土中钢筋的表面形成了一层惰性保护膜，通常不需要采取阴极保护措施。

但是，应对管线进行定期监测以确定是否有腐蚀现象的发生。

1.3.2 已有管线：应该对其进行详细研究，以确定已有管线遭受剧烈腐蚀的范围。

当这些研究表明，腐蚀将影响管线的安全运行或经济运行时，应采取适当的腐蚀控制措施，其中也可包括阴极保护措施。

1.3.3 阴极保护措施的实施和维护只有在调查表明正在发生腐蚀，且能够确定足够的电连续已经存在或可被建立的状况时进行。

1.4有时存在阴极保护无效或部分有效的特殊条件，比如在受到临近结构的屏蔽作用的情况下。

只要负责腐蚀控制的人员能够充分证明本标准中强调的目标已经达到，在一些待殊情况下与本标准有所不符是允许的。

1.5只有保持本标准内容的完整性，才能精确而又正确的应用本标准。

如果仅使用或参考本标准中特定的段落或章节，将会导致对本标准中的建议和规范的曲解和误用。

由于埋地或水下管线暴露后的情况复杂，本标准不能为每种情况都规定出专门的规程。

第二部分定义阳极：电化学电池的电极，在此电极上发生氧化反应。

在外电路中电子从阳极流出，通常在此电极发生腐蚀并有金属离子进人溶液。

衰减：电流在导体中流动引起的电量损失。

阴极：电化学电池的电极，在该极上以发生还原反应为主，在外电路中电子流向阴极。

阴极保护：是一项通过将金属表面作为电化学电池中的阴极来减小金属表面腐蚀的技术。

连续性跨接：是指提供可导电结构（构筑物）间电连续性的金属连接。

去极化：在电化学电池中，电流阻力因素的去除。

电连续：与其他金属元件或结构电连接状况。

电绝缘：与其他金属构筑物或环境呈电气隔离的状态。

电调查：为得到用来推断与腐蚀或腐蚀控制相关的特定电化学条件的基础信息所采用的电测量措施。

电解质：含有在电场中可迁移离子的化学物质。

启动（开）：是指阴极保护系统的开始通电运行的初始过程。

外部构筑物：除被指定为目标系统一部分以外的任何金属结构。

牺牲阳极：一种金属，由于其在电偶序中的相对位置，当其在电解质中与比其在电偶序中更惰性的金属或金属组偶接时能提供保护。

这种阳极是阴极保护中电子来源。

氢脆：金属由于吸收氢而导致的韧性损失。

强制电流：由供电设备强加于阴极保护装置电极系统的电流（如阴极保护中使用的直流电（DC））。

瞬断电位：当外加电流停止后电极的瞬间极化电位；非常接近于当电流存在时的理想电位降值。

干扰：电流流经非预期的结构时产生的作用。

IR降：依据欧姆法则，电流通过电阻时的电压降。

极化：因电流流过电极与电解质界面而导致的电极电位与开路电位的偏差。

极化衰减：由于施加电流的中断而引起的电极电位随时间的下降。

极化电位：通过构筑物电解质界面的电位，等于腐蚀电位与阴极极化电位之和。

预应力混凝土：内部具有一定大小和分布的应力的混凝土，该应力产生于设备加载到预期度；在PCCP中，预应力是通过张拉以螺旋形式缠绕在混凝土芯或钢筒上的预应力钢丝产生的。

整流器：将交流电流转换成直流电流的电气装置。

参比电极：在相似的测量条件下开路电位是可认为是恒定不变的电极，常用来测量其它电极的相对电位。

反向电流开关：防止金属导体中直流电流发生反向的装置。

跨步和可触电位：存在于电介质表面距离为一步或一米的两点间的电位坡降，或接地金属物体与距人通常可触及距离（一米）的电介质表面一点间的电位梯度降。

杂散电流：在非预期回路中通过的电流。

杂散电流腐蚀：由非指定回路电流而引起的腐蚀。

比如外来土壤电流引起的腐蚀。

第三章阴极保护需求的确定3.1 本章推荐了确定埋地或水下预应力混凝土圆筒管线的阴极保护法腐蚀控制必要性的判断准则。

3.2确定阴极保护措施实施的必要性，可由下列的一组或多组基础数据来决定：腐蚀检测、运行和维护纪录、目视检查、类似管线类似环境条件下的测试结果、紧密时间间隔的电位测量、在线检测、工程和设计规范、以及运行、安全和经济上的要求。