第１２卷　２０１２住　第８期　８月　中　国水运　Ｃｈ　ｉ　ｎａ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｖｏ　Ｊ．１２　Ａｕｇｕｓｔ　Ｎｏ　８　２０１２　

牺牲阳极保护在某海港钢管桩防腐中的应用　

徐赢政　

（中交第二航务工程勘察设计院，湖北武汉４３００７１）　

摘要：文结合中海油惠州炼油项目码头工程（马鞭洲港区）　了简述，并着重介绍了牺牲阳极保护设计与计算。　

关键词：钢管桩；防腐；牺牲阳极保护　

中图分类号：ＴＵ７６１　文献标识码：Ａ　

一、工程概况　中海油惠州炼油项目码头工程（马鞭洲港区）是由中国　

海洋石油总公司投资建设，主要作为炼油项目的水上收发设　

施，负责原油的接卸作业，是原料进厂的咽喉。　

本码头包括１个６－１５万吨级原油泊位（远期为３０万　

吨级泊位）和１座引桥。码头部分包括ｌ座工作平台、２座　

靠船墩、６座系缆墩、连接墩台之间的６座钢联桥、位于系　

缆墩和靠船墩顶部和钢联桥底部之间的横梁、立柱和实心板、　

１座综合用房平台、１座海管登陆平台及部分附属设施。墩　

台均采用高桩墩式结构，基础均采用　１２００６２０ｍｍ嵌岩钢　

管桩。　

二、钢管桩防腐方案　

根据本工程的使用要求，确定其钢管桩防腐方案为涂层　保护和牺牲阳极保护联合防腐蚀方案：　

（１）保护措施及年限：采用涂层保护和牺牲阳极保护系　

统联合防腐蚀方案，加上钢管桩预留腐蚀厚度，联合保护年　

限为５０年。　（２）大气区、浪溅区段（标高１．２ｌｍ以上）采用涂层　

保护（涂层保护年限为２５年）。　

（３）水位变动区段（标高一０．７５ｍ一１．２ｌｍ）和水下区　

段（标高一０．７５ｍ一２３．６ｍ）采用涂层保护（涂层保护年限为　

２５年）加牺牲阳极保护系统联合防腐蚀方案（联合保护年限　

为５０年）。　（４）泥下区段（码头区标高一２３．６ｍ以下、引桥区、综　的钢管桩防腐设计，对该工程的钢管桩防腐方案进行　

文章编号：１００６－７９７３（２０１２）０８－０２４９－０２　

合用房平台区及登陆平台区以实际泥面线为准）不涂装防腐　

涂料，采用牺牲阳极保护系统和预留腐蚀裕量联合保护（联　

合保护年限为５０年）。　（５）在确定钢管桩涂层各区段长度时，须考虑到由于各　

种原因引起的桩不能打到设计标高的影响，各区段范围须加　

长涂装范围２ｍ。　

（６）大气区、浪溅区段以及水位变动区段的钢管桩在使　

用至２５年后须考虑重新维护涂装。重新维护涂装前应根据　

涂层实际的老化、损坏情况再确定是否在使用２５年后需即　

时维护涂装，以充分利用涂层的保护作用，使钢管桩的使用　

年限达到５０年。　

三、钢管桩防腐技术指标　

（１）浪溅区段，在涂层的设计使用年限内，其保护率应　

≥９Ｏ％；水位变动区段和水下区段，采用涂层保护和牺牲阳　

极保护系统联合保护，其保护率应１＞９０％；泥下区采用牺牲　

阳极保护系统保护，其保护率应≥９０％。　（２）有效保护期间内，钢管桩的保护电位应控制在　

一０．８５￣　１．０５Ｖ（相对铜／饱和硫酸铜参比电极）间，钢管桩　

各区段无明显锈蚀，不产生蚀坑。　

（３）有效保护期间内，涂层保护的浪溅区段、水位变动　

区段、水下区段涂层不老化、不失效、不产生剥离（机械作　

用造成的剥离除外），施工过程如局部损坏，应尽快修复。　

（４）有效保护期间内，牺牲阳极保护系统对周围环境无　

污染，维护方便。　

图１　码头结构平面布置图　

收稿日期：２０１２—０５—０６　

作者简介：徐赢政，中交第二航务工程勘察设计院。　，　”　…　１　ｒ　，　叫　ｍ　—　、　、　

．　．　■；　｛　一　’　、　２５０　中国水运　第１２卷　

四、牺牲阳极保护设计与计算　

１．保护面积计算　现以３样系缆墩的钢管桩为例，计算出各部位钢管桩海水　

区和海泥埋没区长度及保护面积　

２．铜桩所需保护电流　初始保护电流：Ｉ＝Ｓ水×ｉ水＋Ｓ泥×ｉ泥（ｉ水　４０　ｍＡ／ｍ。，　

ｉ混＝２０ｍＡ／ｍ　）　

维持保护电流：Ｉ维＝０．５ｘＩ　

保护面积：Ｓ＝兀×ＤＸＬ　钢管桩所需总初始保护电流为：５６Ａ，总维持保护电流　

为２８Ａ。　３．牺牲阳极规格尺寸选取　

牺牲阳极选取Ａ型阳极：　

Ａ：１，３００×（１４８＋１７８）ｘ　１７０ｍｍ，净重１０４ｋｇ，　

毛重１１６．５ｋｇ，　４．牺牲阳极发生电流量计算　

阳极发生电流量计算。　

，　：竺　（１）　Ｒ　

牺牲阳极的接水电阻按公式　

Ｒ：　×（Ｉｎ丝一１、　（２）　２，ｒｃＬ　

将有关数据代入公式（２）计算，得出阳极的发生电流量：　

Ａ型阳极为２．８２Ａ。　

５．牺牲阳极规格总重量的计算　

所需铝阳极重量Ｇ＝ＹＸＩ维×８７６０×Ｋ／Ｑ　

式中：Ｇ一所需阳极重量，ｋｇ；　

Ｙ一保护时间，ａ（年）；　

Ｉ雏一维持保护电流，Ａ；取总保护电流的０．５；　

１／Ｋ一阳极利用率，取０．８５；　

Ｑ一阳极实际电容量，２６００Ａ・ａ／ｋｇ。　

单桩所需铝阳极重量计算结果见表１，所需总重量为：　

２７７５ｋｇ。　

６．设计结果　

３＃系缆墩的每根钢桩需２支Ａ型牺牲阳极，规格尺寸为　

１３００ｘ（１４８＋１７８）×１７０ｒａｍ，重量为１１６．５ｋｇ，共２４　

支Ａ型牺牲阳极。　

７．牺牲阳极使用寿命核算　

牺牲阳极的使用寿命按公式　

ｆ：　（，一－１）　ｆ＝—　，　ＥＩｎ　

将有关数据代入公式（３），得出牺牲阳极的有效使用寿　

命为：　

ｆ：—ｗｆ—＞２５年（有效寿命数值计算详见表１）　ＥＩａ　

经计算，该规格牺牲阳极的使用寿命满足工程设计使用　

要求。　

计算的牺牲阳极数量见表１。　表１　３｛｝系缆墩钢管桩牺牲阳极保护计算表　

桩径　水中长　泥中长　水中面　泥中面　单桩所需所需阳选甩阳　预计阳极　桩编号（一）度（ｍ）度（ｍ）积（ｍ　）积（ｍ　）维持保护极重量极数量寿命（年、　电流（Ａ）（ｋｇｊ厦型号　

备注：钢管桩海泥区长度及面积以１０ｍ为限，深于１Ｏ　

米基本为无氧区，不考虑牺牲阳极保护。　

０　

（）　（）　（　

－、　０　已　二＞　一　，１　（）　

系缆墩桩位阳极分布　。　一Ａ＿　－　图２　３｝｝系缆墩牺牲阳极布置图　

一　一　一　一　一　一　。　ｌ　、　【　一　一　

——一　—　ｃ■　

…　：。　＃　：Ａ　Ｉ　Ｚ］］　Ｉ　ｎ￣　Ｒ　Ｆ　ｉ　，　。。：　图３牺牲阳极结构图　

五、结语　

海洋环境对钢结构具有很强的腐蚀性，海港中仅采用涂层　

保护已不满足防腐的要求，需要采用涂层保护和阴极保护联合　

防腐蚀。牺牲阳极法阴极保护是一种成熟的防腐蚀技术，在国　

内外有众多成功的工程先例。我们设计中需要注意的是，在实　际工程中，须考虑由于各种原因引起的桩不能打到设计标高的　

影响，根据实际打桩情况，调整牺牲阳极保护的数量和位置。　

参考文献　

【１】ＧＢ４９４８—２００２，铝一锌一铟系舍金牺牲阳极【ｓ１．　

［２】中海油惠州炼油项目码头工程马鞭洲原油码头工程地质　

报告【Ｒ］．（施工图设计阶段）２００７，０４．　

【３】ＧＪＢ１５６～８６，港工设施牺牲阳极保护设计和安装［ｓ１Ｉ　

【４】ＪＴＳ　１５３—３—２００７，海港工程钢结构防腐蚀技术规范【ｓ】．