辅助阳极地床是外加电流阴极保护系统的"心脏"，其设计与安装质量直接决定了保护效果持久性与系统运行经济性。本文将深入解析核心要点。

一、 科学选型：匹配场景的地床结构

  • 浅埋式地床：水平敷设于1-3米沟槽（冻土层以下），焦炭回填料包裹。优势：造价低、施工便捷。适用：土壤电阻率低（<50 Ω·m）、空间充足的郊野长输管道。注意：存在杂散电流干扰邻近金属风险。
  • 深井式地床：阳极垂直安装于>15米深井，焦炭填充。优势：显著降低地表电位梯度，干扰风险小。适用：高土壤电阻率区、空间受限城区/站场、干扰敏感区。实证：某滨海储罐区（土壤电阻率>100 Ω·m）采用深60米阳极井，接地电阻<1.5Ω，保护电位均匀达标。
  • 分布式地床：多个浅埋阳极组分散布置。优势：优化大型/复杂结构（如密集管网、船坞）的电流分布，避免屏蔽效应导致欠保护。

二、 核心设计要点：精度决定效能

1.接地电阻：设计基石。使用Dwight公式等计算，目标值通常<1Ω。需重点考量土壤电阻率（关键变量）、阳极数量/尺寸、地床构型。电阻过高将导致整流器过载或保护不足。

2.阳极布局：

  • 浅埋式：阳极间距≥3米（防互扰），埋深≥1米（减少季节波动）。
  • 深井式：确保井垂直度及填料密实接触井壁。

3.焦炭回填料：

  • 核心作用：降低接地电阻（增大有效尺寸）、延长阳极寿命（均匀消耗电流）、机械保护。
  • 关键选择：冶金焦或石墨化石油焦，粒径12-20mm，含碳量>85%，电阻率<0.1Ω·m。警示案例：某项目因使用含杂质高、电阻率大的劣质焦炭，导致阳极过早失效，保护失败。

4.电缆系统：

  • 选型：VV/VV22铜芯电缆，截面积≥16mm²，耐压高于系统电压，绝缘层耐阴极环境。
  • 连接：阳极棒与电缆必须采用放热焊接。接头采用多重热缩套管+环氧树脂严格密封，确保永久电连续，杜绝水分渗入腐蚀断路。

5.电位均匀性：通过地床类型/位置优选、阳极数量/分布优化，结合模拟软件，确保被保护体电位处于-0.85V ~ -1.2V (CSE) 且分布合理。

三、 规范安装：质量保障的关键步骤

1.安全前置：作业许可，地下管线探测，围挡警示。人员穿戴绝缘防护装备，严防触电与塌方。

2.精准开挖：按图施工。沟槽底平整；深井保障垂直度与孔径。

3.阳极与填料：

  • 检查阳极完好。
  • 浅埋：阳极居中，四周填充≥15cm厚焦炭，边填边浇水捣实确保密实包裹。
  • 深井：下放阳极串（带中心管），通过中心管注入焦炭浆料，严防空洞

4.电缆处理：

  • 放热焊接后，多重密封防水绝缘
  • 电缆穿HDPE等耐腐套管敷设，沟槽内留“S”弯余量，套管端口密封，全程避免机械损伤

5.回填：回填细土（去石），分层夯实。深井规范封井。

6.测试桩：阳极电缆引至专用桩，清晰标记，与阴极/参比电缆分开接入，便于检测。

四、 安全环保：不可逾越的红线

  • 施工安全：严守开挖规程防塌方；操作整流器先断电、再验电防触电；焊接遵守动火规范。
  • 环保责任：控制焦炭运输填充扬尘；合规处置土方与废弃物；保护周边水土。