ICS77.060GB/T39154—2020/ISO12696:2016金屬和合金的腐蝕混凝土用鋼筋的陰極保護(ISO12696:2016,Cathodicprotectionofsteelinconcrete,IDT)國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T39154—2020/ISO12696:2016 Ⅲ 1 13術語和定義 2 24.1質量管理 24.2人員 34.3設計 35建構筑物狀態評估與維修 35.1一般規定 3 3 35.4氯化物分析 35.5碳化深度測量 45.6混凝土保護層厚度和鋼筋位置 45.7鋼筋的電連續性 45.8鋼筋/混凝土電位 45.9混凝土電阻率 45.10混凝土的修復 55.11水泥保護層 55.12新建構筑物 6 66.1一般規定 6 66.3監測傳感器 6.4監測設備 6.5數據管理系統 6.6直流電纜 6.7接線盒 6.8供電電源 6.9變壓整流器 7.1電連續性 7.2性能監測系統 7.3混凝土中鋼筋的連接 7.4與陰極保護部件有關的混凝土修復 ⅡGB/T39154—2020/ISO12696:20167.5用于陽極安裝的表面處理 7.6陽極安裝 7.7陽極系統連接 7.8陽極保護層、表面密封劑或裝飾涂料的應用 7.9電器安裝 7.10安裝過程的測試 8.1目測檢查 8.2通電前的測量 8.3外加電流系統的初始通電 8.4外加電流系統的初始調試 8.5初始性能評估 208.7外加電流系統的保護電流調整 219系統記錄和文件 9.1質量和測試記錄 219.2安裝和調試報告 219.3運行和維護手冊 22 22 2210.2系統審查 2310.3系統審查報告 23附錄A(資料性附錄)陰極保護原理及其在混凝土用鋼筋中的應用 24A.1一般規定 A.2保護準則 24 26A.4埋地或水下的/式混凝土構筑物中鋼的陰極保護 26A.5預應力鋼和氫脆的風險 27A.6堿性二氧化硅反應 27A.7參比電極 27附錄B(資料性附錄)設計過程 28 28B.2陽極系統類型和等級 28B.3陰極保護區域 B.4電流供給 29B.5埋入式或浸入式混凝土建構筑物的設計問題 B.6鋼筋連接 B.7電纜 30B.8外加電流系統的變壓整流器/直流電源裝置 B.9監測 B.10文件 ⅢGB/T39154—2020/ISO12696:2016附錄C(資料性附錄)陽極系統說明 C.1大氣中混凝土用導電涂層 C.3用于大氣環境混凝土中的其他陽極系統 C.4犧牲陽極 C.5淹沒式混凝土建構筑物的陽極 C.6埋地式混凝土構筑物的陽極 參考文獻 GB/T39154—2020/ISO12696:2016本標準按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。本標準使用翻譯法等同采用ISO12696:2016《混凝土用鋼筋的陰極保護》。與本標準中規范性引用文件的國際文件有一致性對應關系的我國文件如下：---GB/T4208—2017外殼防護等級(IP代碼)(IEC60529:2013,IDT);——GB/T17045—2020電擊防護裝置和設備的通用部分(IEC61140:2001,IDT);——GB/T19212.3—2012電力變壓器、電源、電抗器和類似產品的安全第3部分：控制變壓器和內裝控制變壓器的電源的特殊要求和試驗(IEC61558-2-2:2007,IDT);——GB/T19212.5—2011電源電壓為1100V及以下的變壓器、電抗器、電源裝置和類似產品的安全第5部分：隔離變壓器和內裝隔離變壓器的電源裝置的特殊要求和試驗(IEC61558-2-4:2009,IDT);—GB/T19212.14—2012電源電壓為1100V及以下的變壓器、電抗器、電源裝置和類似產品的安全第14部分：自耦變壓器和內裝自耦變壓器的電源裝置的特殊要求和試驗(IEC61558-2-13:2009,IDT); —GB/T19212.17—2019電源電壓為1100V及以下的變壓器、電抗器、電源裝置和類似產品的安全第17部分：開關型電源裝置和開關型電源裝置用變壓器的特殊要求和試驗(IEC61558-2-16:2013,MOD);—--GB/T20138—2006電器設備外殼對外界機械碰撞的防護等級(IK代碼)(IEC62262:2002,本標準由中國鋼鐵工業協會提出。本標準由全國鋼標準化技術委員會(SAC/TC183)歸口。郝挺宇。V1GB/T39154—2020/ISO12696:2016金屬和合金的腐蝕混凝土用鋼筋的陰極保護注1:附錄A介紹了陰極保護的原理及其在混凝土用鋼筋中的應用。期的鋼框架砌體、磚和陶土復合結構，本標準適用于此類結構，但需要特別考慮陰極保護的設計、材料和IEC60502-1額定電壓1kV(Um=1.2kV)到30kV(Um=36kV)擠包絕緣電力電纜及附件第1部分：額定電壓1kV(Um=1.2kV)到3kV(Um=3.6kV)(Powercableswithextrudedinsulationandtheiraccessoriesforratedvoltagesfrom1kV(Um=1.2kV)to30kV(Um=36kV)—Part1:Ca-blesforratedvoltagesof1kV(Um=1.2kV)and3kV(Um=3.6kV)IEC60529外殼防護等級(IP代碼)[Degreesofprotectionprovidedbyenclosures(IPCode)]IEC61140電擊防護裝置和設備的通用部分(Protectionagainstelectricshock—Commonas-pectsforinstallationandequipment)f和內裝分離變壓器的電源的特殊要求和試驗(Safetyofpowertransformers,powersupplies,reactorsandsimilarproducts—Part2-1:Particularrequirementsandtestsforseparatingtransformersandpowersuppliesincorporatingseparatingtransformersforgeneralapplications)制變壓器的電源的特殊要求和試驗(Safetyofpowertransformers,powersupplies,reactorsandsimilarproducts—Part2-2:Particularrequirementsandtestsforcontroltransformersandpowersup-pliesincorporatingcontroltransformers)4部分：隔離變壓器和內裝隔離變壓器的電源裝置的特殊要求和試驗(Safetyoftransformers,reactors,powersupplyunitsandsimilarproductsforsupplyvoltagesupto1100V—Part2-4:Parti-cularrequirementsandtestsforisolatingtransformersandpowersupplyunitsincorporatingisolatingtransformers)2GB/T39154—2020/ISO12696:2016tors,powersupplyunitsandsimilarproductsforsupplyvoltagesupto1100V—Part2-13:Particularrequirementsandtestsforautotransformersandpowersupplyunitsincorporatingautotransformers)第2-16部分：開關型電源裝置和開關型電源裝置用變壓器的特殊要求和試驗(Safetyoftransformers,reactors,powersupplyunitsandsimilarproductsforvoltagesupto1100V—Part2-16:Particularrequirementsandtestsforswitchmodepowersupplyunitsandtransformersforswitchmodepowersupplyunits)IEC62262電器設備外殼對外界機械碰撞的防護等級(IK代碼)[Degreesofprotectionprovidedbyenclosuresforelectricalequipmentagainstexternalmechanicalimpacts(IKcode)](Productsandsystemsfortheprotectionandrepairofconcretestructures—Definitions,requirements,qualitycontrolandevaluationofconformity)EN14629混凝土結構保護和修理用產品和系統試驗方法硬化混凝土中氯化物含量測定(Productsandsystemsfortheprotectionandrepairofconcretestructures—Testmethods—Determi-nationofchloridecontentinhardenedconcrete)EN14630混凝土結構保護和修整用產品和設備試驗方法用酚酞方法對硬化混凝土中碳化作用深度的測定(Productsandsystemsfortheprotectionandrepairofconcretestructures—Testmethods—Determinationofcarbonationdepthinhardenedconcretebythephenolphthaleinmethod)3.1離區供電。區域可包括鋼筋區或裸露的獨立陽極區。由于每個區域的電流都可單獨測量，因此所有這些區域3.23GB/T39154—2020/ISO12696:2016質量管理文件應作為永久保存記錄的一部分?？煽繉I知識和經驗的人員的監督下進行。能力水平。EN15257中規定了可用于評估陰極保護人員的能力的方法。陰極保護人員的資質宜通過EN15257的認證證明或通過另一個同等的資格預審程序來證明。本標準不是設計規范而是技術標準?；炷林袖摻畹年帢O保護系統應進行詳細的設計。系統設計至少應包括以下內容：a)設計計算；c)材料和設備清單；e)預應力結構應評估氫脆敏感性和雜散電流的風險。詳細設計宜參見附錄B。5建構筑物狀態評估與維修對于新建構筑物，按照5.12進行陰極保護(或陰極防護)。在決定使用陰極保護作為建構筑物或其中某一構件的保護方法或修復方法后，應按下列要求進行a)是否適合采取陰極保護措施；b)提供系統設計所需要的信息(參見附錄B)。調查應包括但不限于5.2～5.10中內容的要求。4GB/T39154—2020/ISO12696:2016對建構筑物擬采用陰極保護區域內的混凝土保護層進行剝離檢查。如有要求，應按照EN14629的規定測定混凝土中氯化物的含量和分布。如有要求，應按照EN14630的規定測定混凝土碳化深度的分布。應測量混凝土保護層厚度和鋼筋的尺寸、位置，用以評估陽極/陰極間距是否滿足特定陽極系統的料板等導電材料和非導電材料對被保護鋼筋陰極保護效果的影響。這些材料可能導致被保護鋼筋發生短路或被屏蔽。應評估鋼筋與外加電流輔助陽極之間是否存在短路的可能性。對于埋地或水下的建構筑物或區域，如果陽極系統的陽極埋地或在水下且距建構筑物有一定距離應檢查施工圖中鋼筋和構件的電連續性，然后通過現場測量建構筑物中兩個相距較遠的鋼筋間的電阻和/或電位差進行驗證。為了確認陰極保護的可行性并提供設計信息，應按7.1要求進行測試。每個區域的評估應至少包括以下內容：a)陰極保護系統每一區域內建構筑物各構件間的電連續性；c)鋼筋與其他金屬構件間的電連續性。在隨后的修復和安裝階段，應按照7.1的方法對鋼筋的電連續性進一步核查。使用符合6.3.2規定的便攜式參比電極，檢查具有代表性的損壞和未損壞區域混凝土中鋼筋的腐注1:不需要測量整個建構筑物的鋼筋/混凝土電位，但需要更詳細地調查計劃安裝固定式參比電極的區域，以便在檢查鋼筋/混凝土電位前，應按7.1的方法對鋼筋的電連續性進行檢查，在5.3規定的調查中，對確定為剝離的區域進行的測量分析宜謹慎，因為剝離會導致鋼筋或其他預埋鋼的測量值與腐蝕程度不一致。注2:ASTMC876,RILEMTC154Report(2003)和ConcreteSocietyTechnicalReport60為鋼筋/混凝土電位的測應考慮混凝土電阻率變化對陰極保護系統的影響。沒有指南明確規定陰極保護系統電阻率的限5GB/T39154—2020/ISO12696:2016注：RILEMTC154Report(2000)和ConcreteSocietyTechnicalReport60為混凝土電阻率測量和分析提供指導。已安裝的與既有混凝土電阻率顯著不同的修復材料應鑿除。于基體材料電阻率的一半或大于2倍時，宜鑿除。例如，環氧基修復材料的電阻率高，可應去除裸露的鋼筋表面疏松的腐蝕產物，以確保鋼筋和修復材料間接觸良好。埋地混凝土中的鋼筋不需要打磨光亮。應使用水泥基材料修復混凝土。特別是對于外加電流系統，修復材料不應含有金屬(纖維或粉末),且修復材料的電阻率特性和機械性能應與原混凝土匹配。安裝陽極前，不應在修復區域表面使用專用養護膜。可采用替代的養護方法。修復材料的電阻率與原混凝土材料的電阻率近似。裝后，應在安裝的陽極表面敷設一層水泥保護層。保護層的材料和敷設方法應符合EN1504(所有部分)的規定?；炷粱w和保護層間的平均粘結強度應大于1.5MPa,最小值應大于1.0MPa。水泥保護層可與混凝土修補結合使用。的電阻率可能超過既有混凝土的兩倍。6GB/T39154—2020/ISO12696:2016應監測陽極與鋼筋/鋼材(陰極)之間的電位以防止短路。原混凝土/基體的養護膜應能清除或充分a)按7.1進行鋼筋的電連續性檢查；6陰極保護系統組件6.1一般規定陰極保護系統應包括陽極系統，用于將陰極保護電流分配到埋入的被保護鋼筋表面。外加電流陰極保護系統包括陽極和鋼材之間的正負直流電纜和直流電源，直流電源是陰極保護電流的來源。對于犧牲陽極系統，陽極和鋼筋之間應有直接的永久金屬連接，除非安裝了需要中斷電流的監測裝置。參比電極、其他電極和傳感器是陰極保護系統的關鍵組成要素，構成陰極保護系統的性能監測系統。電極和傳感器的數據可通過手動或自動式便攜設備或固定設備查詢和顯示。陽極系統說明參見附錄C。陽極系統應能提供陰極保護設計所要求的性能(見4.3)。陽極系統的計算壽命或預期使用壽命應性能的下降：a)陽極/混凝土界面的混凝土；b)陽極設計壽命范圍內的陽極。陽極材料的設計和/或選擇應考慮陰極電流密度要求不限于)用于大氣環境下混凝土中鋼筋的陰極保護。對于在混凝土中使用的陰極保護，陽極的要求是唯一陽極與高堿性混凝土孔隙水緊密接觸。在系統運行時，陽極/混凝土界面處的陽極電化學反應是氧化反應，7GB/T39154—2020/ISO12696:2016行擴展和/或加速現場試驗。注3:已有一種用于混凝土中嵌入式陽極的加速壽命試驗方法，即NACE/TM0294及有機導電涂層陽極的試驗方法。凝土中鋼筋的陽極系統。有機涂層可用作外加電流輔助陽極。陽極系統應包括有機導電涂層(溶劑型或水溶性的，含碳導體)和一系列固定在混凝土表面或整合到涂層中的導體(一次陽極),以便導體在涂層內分配電流。導體應為不發生陽極反應的材料，例如，可應通過試驗或實踐驗證導電涂層和一次陽極的組合，以實現陽極設計性能。導電涂層內一次陽極的間距應能計算或測量，確保在壓降士10%時，測得的涂層內一次陽極間電阻引起的陽極輸出電流變化不超過平均輸出電流的±10%。所選的特殊應用技術應通過試驗或實踐證明能實現陽極性能。通過適當的表面處理和上述應用技術，涂層對混凝土的附著力應能實現陽極系統的完整設計壽命。更多信息參見附錄C。Zn涂層可用作外加電流輔助陽極和犧牲陽極；Al-Zn和Al-Zn-In合金陽極可用作犧牲陽極；Ti用所選的特殊應用技術應通過試驗或實踐證明能實現陽極性能。通過適當的表面處理和上述應用技術，涂層對混凝土的附著力應能實現陽極系統的完整設計壽命。更多信息參見附錄C?；钚遭侁枠O可用作外加電流輔助陽極。注1:這類陽極通常稱為MMO/Ti陽極(混合金屬氧化物涂層鈦)或尺寸穩定陽極(DSA)。8GB/T39154—2020/ISO12696:2016活性鈦陽極應按照陰極保護系統設計以網格狀分布在混凝土表面。鈦接頭應點焊到網格上，以將電流分配到陽極的所有部件上，并便于與陽極電連接。如果陽極/電纜接點要覆蓋水泥保護層，應通過更多信息參見附錄C。鈦片或鈦格的陽極的尺寸和分布應滿足陰極保護系統設計和最大陽極電流密度要求。更多信息參見附錄C。活性鈦陽極應按下列方式之一嵌入建構筑物中：b)類似形式的鈦陽極或鉑涂層鈦棒應與石墨基導電回填料結合使用；c)類似形式的鈦陽極應鑄入新建構筑物中用于陰極防護，或鑄入混凝土修復部分用于陰極保護。如果回填料(如石墨)是陽極系統的一部分，其工作電流密度應根據混凝土中鉆孔的尺寸確定，回填料內的陽極電流密度應符合陰極保護系統設計要求(見4.3),且應限于試驗或實踐驗證的值，以實現陽極、回填料和陽極/電纜連接所需的性能。如果使用石墨回填，在計算最小陽極/鋼筋間距時，應將石墨更多信息參見附錄C。更多信息參見附錄C。更多信息參見附錄C。更多信息參見附錄C。這類陽極適用于飛濺和潮汐區域，是將展開的鋅板或鋅網機械固定或灌漿到已制備好的混凝土表9GB/T39154—2020/ISO12696:2016鑄鋅陽極可貼裝在低潮線以下區域。更多信息參見附錄C。裝在鋼筋上。更多信息參見附錄C。12474中所述的陰極保護方案。在這些案例中，陽極位于遠離建構筑物的位置，但埋地或水下的電解質與混凝土結構中鋼筋埋地或水下的電解質相同。信息參見附錄C。注：參考文獻提供了有關埋地或水下的陽極設計和應用的額外數據來源，這些陽極可用于向埋入式或浸入式混凝土結構中的鋼筋提供陰極保護(或陰極防護)電流。鋁基合金僅適用于鹽水條件。在非常低的電阻率環境或使用鎂合金時，應特別考慮可接受的負電位限值(見8.6)。陽極和混凝土中鋼筋間的電連接可通過將陽極支架直接焊接到鋼筋上(在建構筑物施工期間或在開挖之后，裸露的鋼材焊接后，進行適當的混凝土修復)或將整體陽極通過電纜固定到恰當的鋼筋節點處形成。如EN12495所述，對于具有長期跟蹤記錄的埋地或水下的外加電流輔助陽極，包括高硅鑄鐵型(氯化物環境中含鉻),混合金屬氧化物涂層鈦、鍍鈦或鍍鈮型。此類陽極安裝在混凝距離建構筑物(作為遠端陽極)有一定距離的位置上。土中引發局部過極化。GB/T39154—2020/ISO12696:2016對于埋地(包括地基、儲罐和地下管廊)的混凝土建構筑物，可使用EN12954中的具有長期跟蹤記錄的埋地的鋅或鎂合金犧牲陽極。物)。連接電纜從建構筑物中的鋼筋連接至接線盒或測試盒。陽極材料(鋅或鎂合金)的選擇，取決于土壤電阻率和陽極電流輸出。土壤電阻率較低或使用鎂合如EN12954所述，對于具有長期跟蹤記錄的埋地或水下的外加電流輔助陽極，包括高硅鑄鐵型(氯化物環境中含鉻),混合金屬氧化物涂層鈦、鍍鈦或鍍鈮型。此類陽極安裝在混凝距離構筑物(作為遠端陽極)有一定距離的位置上。這類陽極通常安裝在導電回填料中(通常是煅燒石外加電流輔助陽極和地床的數量、尺寸、容量和位置取決于建構筑物的電流需求，尺寸、幾何形狀以及土壤電阻率。設計時應確保建構筑物電流分布和極化要求，并確保大型地床與混凝土建構筑物間有有效的通行空間/權。對于縱向建構筑物(例如管廊),在確定地床之間以及建構筑物與地床之間的間距6.3監測傳感器為了確定陰極保護的性能，應采用監測系統。監控系統應在整個待保護建構筑物/陽極區域的典型位置安裝傳感器。可使用參比電極測量鋼筋/混凝土電位來確定陰極保護系統的性能。參比電極的電極電位應在其理論值的±10mV范圍內，任何一批參比電極的電極電位都應在校準參比電極應根據一對清潔和維護完好的實驗室或繪圖電極進行校準，以便在安裝前驗證上述電極電位的精度。通過將電極預埋在收縮補償水泥砂漿中改善電極安裝時，應確保砂漿和電極多孔插塞之安裝。在安裝時和長期暴露在高堿性環境下，所有傳感器應足夠堅固。GB/T39154—2020/ISO12696:2016便攜式參比電極應設計為直接在混凝土表面或與魯金探頭結合使用的參比電極。注1:合適的便攜式參比電極包括凝膠填充的雙頭Ag/AgCl/0.5MKCI和飽和甘汞電極(在非玻璃外殼中)電位衰減探頭不應用于測量絕對鋼筋/混凝土電位(如8.6a)]所規定或超過24h的長期電位衰減。試片探頭和宏電池探頭是可選的附加監測傳感器。久嵌入混凝土中。也可通過截取或檢測已到位的現有鋼筋來制作。宏電池探頭應封裝在高氯化物的砂漿筒中。筒中的氯化物含量(相對于水泥的質量)應至少是建構筑物混凝土平均氯化物含量(相對于水泥的質量)的5倍，并超過深處鋼筋的最大氯化物含量。應防止完全干燥。應使用監測設備訪問安裝的監測傳感器，確定陰極保護系統的性能和直流電源的工作狀態。所有設備應按照電子和測量設備的相關國家標準制造，并應具有有效的校準證書。所有設備應按GB/T39154—2020/ISO12696:2016測量傳感器和直流電源的電壓表最小分辨率應為1mV,精度為±1mV或更高，輸入阻抗不小于不得使用模擬儀表。測量試片探頭或宏電池探頭與鋼筋之間的電流應使用零電阻電流表或其他類似精度和分辨率的儀表，以保證測得的電流值精度高于被測量值的士1%。數據記錄儀應在實時更新的時鐘下運行，測量時間應包在含被測數據組中。數據記錄儀的最小輸入阻抗為10MΩ,測量范圍至少為2000mV時分辨率至少為1mV,精度為±5mV或更高。便攜式數據記錄儀應能適用于粗放的搬運和臨時現場環境下使用，應選用合適的接頭和電纜連接根據6.7和6.9,固定式數據記錄儀應放置在適用于現場環境和氣候條件的外殼內。應連接到相關傳感器、直流電源等。記錄儀的電纜連接應符合6.6的要求。注1:固定安裝的數據記錄器可以在網絡上或通過調制解調器電路獨立操作。電源可以是交流電源，也可以通過網絡連接應符合國家相關標準及網絡運營商的建議。每個固定式數據記錄儀都應具有唯一標識的參考編號。注2:固定式數據記錄儀能按主動系統運行或按被動系統運行。按被動系統運行時，只在系統控制器發出指示時建議限制直接或網絡訪問固定式數據記錄儀，至少應使用用戶定義的密碼防止未經授權的訪問。宜根據安裝網絡的位置考慮行業標準數據傳輸安全和通信協議。數據管理系統應至少包括以下數據：a)陽極區域布局；b)傳感器類型和位置；c)直流電源單位額定值；d)初始(預調前)傳感器讀數；GB/T39154—2020/ISO12696:2016f)調試后的傳感器數據(按照第10章的時間周期);g)調試后的直流電源輸出數據；測得和記錄的傳感器數據應充分符合按8.6評估選定的性能準則。系統應能以表格和圖表的形式呈現數據/信息。注2:也可以使用數據加模擬圖的形式(示意圖和剖面圖)。系統應能夠根據要求識別出超出預設限(用戶定義)的數據點。6.6直流電纜單芯電纜應根據其功能進行顏色編碼。a)棕色(或紅色):從正極電源到陽極/接線盒；b)黑色(或灰色):從負極電源到鋼筋/接線盒；c)灰色(或黑色):用于監測測試電纜(監測鋼筋連接)。a)藍色(非紅色或黑色):參比電極電纜；多芯電纜應根據顏色或數字標識。所有電纜應在接線盒、監測設備的連接點和電源的連接點處進行標識。應使用電纜專用標記進行標識。每個接線盒、監測單元和電源單元中的標識應詳細(例如代碼介紹)。標識和電纜顏色應完整記錄在施工圖紙和手冊中(見9.2)。電纜應滿足以下要求：a)根據IEC60502-1的溫度升高范圍，在接近最大環境溫度時，應能承載設計電流的±25%;b)電流達到設計最大電流的125%時，電壓降應滿足電源裝置的電壓輸出和陽極/陰極電壓的要陽極區域電流密度，應設為低于區域內所有陽極標稱電流密度的10%并均勻分布；宜通過計算和——監測電纜為0.5mm2;——網絡電纜應滿足網絡標準要求。機械用，單芯電纜最小芯線截面尺寸為2.5mm2。所有電纜芯線應至少七股。慮安裝和功能要求。與陽極材料接觸的電纜應適和長期曝露在酸性環境(通常pH=2)中，安裝在混凝土中的電纜應適合長期暴露于堿性環境(通常pH=13)。注3:帶聚氯乙烯(PVC),乙丙橡膠(EPR)或氯硫化聚乙烯(CSP)或其他橡膠材料絕緣層或護套的電纜不適用于在用聚偏氟乙烯這類非常耐化學腐蝕的材料作為絕緣層，但這類材料的缺點是成本較高、低溫下容易發生裂6.7接線盒接線盒的額定值應符合IE60529和IE62262的要求，以提供適當的保護環境。同時應考慮接線盒GB/T39154—2020/ISO12696:2016風力發電機或渦輪可直接產生受控直流電，通過整流器向間歇性充電電池系統供電，而該電池用于為直流控所有電源應按照有關電子和測量設備的相關國家標準進行制造，并應具有有效的校準證書。所有電源可以集成在監測設備和通信設施(見6.4)上，以便對直流電源參數和陰極保護系統的性能進行遠程監控(見8.6)。該集成的監測和電源系統可對電源的直流輸出進行遠程控制。變壓整流單元應安置在堅固的外殼內，然后整體安裝在墻壁或地板上。外殼應符合IEC60529能提供最惡劣環境下的保護。流入的交流電供給應能根據電力供應商的要求和相關國家標準終止。注1:例如，通過適當的額定雙極中性聯動開關保險或斷路器和剩余電流裝置來關停。主變壓器應為符合IEC61558-1,IEC61558-2-1、IEC61558-2-2和IEC61558-2-4的隔離變壓器，連續額定且適合連接到低壓交流電源。變壓整流器輸出不應超過50VDC,紋波含量不應超過100mVRMS,最小頻率為100Hz。對于環境和服役要求在30℃以上的環境溫度下運行或使用油或強制空氣冷卻的設備，不符合IEC61558相關部分的要求，應在其他方面符合IEC61558-1,IEC61558-2-1、IEC61558-2-2和IEC61558-2-4。使用自耦變壓器的設備應符合IEC61558-2-13,使用開關型電源的設備應符合IEC61558-2-16。輸出端連續運行，峰值反向電壓至少為600V。變阻器應與整流器峰值反向電壓水平兼容。整流器的直流電路應與其他系統(如輸入交流電源)的直流電路分開。對于放置在人或動物可接近的位置的陰極DC,紋波含量不超過100mVRMS。這尤其適用于使用導電涂層陽極系統的鋼筋混凝土建構筑物的陰極保護。注2:可提供將該系統與數據記錄儀的控制信號連接的設施。應配備協助便攜式儀器測量以下內容的設施：b)輸出電流(通過精度為±0.5%或更高的并聯電阻的電壓降);c)相對于參比電極的鋼筋/混凝土電位。a)相對于電位衰減探頭的鋼筋/混凝土電位；b)探頭/鋼筋的電流。GB/T39154—2020/ISO12696:2016所有插座的功能和額定值以及所有分流器的放大倍率應標記清楚。所有保險絲應貼上電路名稱和保險絲特性標簽。應至少提供一個用于電纜連接的正極和負極端子。所有輸出端子應與接線盒內其他金屬完全絕緣。所有電氣測試應按國家標準相關規定進行。7安裝程序設計時沒有規定其他替代的測試程序和標準時，可使用直流變化極性電阻法測量混凝土中鋼筋之間或其他鋼構件之間的電連續性(或通過直流電阻儀器測量電阻，然后顛倒測試引線的極性進行測量；或通過直流電位差測量技術測量電阻)。此類試驗的驗收結果應為穩定值且電阻應小于1.0Ω?；炷列迯突蚱渌┕み^程中暴露的所有鋼筋應進行連續性試驗，試驗不合格的鋼筋或構件應進行連續的鋼/混凝土/電極電位。然后不移動參比電極，連接到另一根鋼筋或鋼件上進行測量。當連接到兩個鋼必要時應對混凝土修復過程中暴露的所有鋼筋進行連續性測試和連接。筋進行測試和連接。上述要求進行連續性測試，并在需要時按7.3進行粘結連接。在外加電流陰極保護系統中，應防止鋼筋或輔助鋼材與陽極間發生電連接。宜注意混凝土表面鋼的位置、移除或絕緣，特別是在使用導電涂層(包流)陽極的情況下。外加電流輔助陽極和鋼筋之間接觸會導致陽極和鋼筋之間短路，導致陰極保護失效或鋼材腐蝕。外加電流陰極保護系統的每個區域或犧牲陽極系統的典型區域都應使用至少兩個埋在有代表性位GB/T39154—2020/ISO12696:2016和/或電子數據傳輸。固定式性能監測系統的位置應能確保按第10章的規定，以典型的間隔進行評估代表性的數據。注2:本評估可能涉及手動數據收集、使用便攜式設備、通過本地局域網絡/調制解調器、固定式數據記錄系統收集a)腐蝕概率或欠保護概率高的區域；b)過保護概率高的區域；c)腐蝕風險或腐蝕活性高的區域。注3:固定安裝的參比電極、探頭或其他傳感器的數據或性能可能會受到不利影響，或因在混凝土修復時預埋或附近放置鋼筋而不具有代表性?；炷翍３衷瓲?。通常，如果可能的話，參比電極宜放置在距離包含鋼筋的混凝土修補區域至少500mm的位置。安裝前應校準可校準的固定式參比電極和其他傳感器。每個陰極保護區域應有多根(至少兩根)電纜連接到鋼筋，用于陰極保護電流和測試。至少有一個連接到鋼筋的測試是用固定或便攜式電極測量鋼筋電位。應測試每個獨立區域的所有負連接和測試連接之間的電連續性，電阻應小于1.0Ω。如果沒有達到這一要求，則應按照7.1暴露出額外的鋼筋進行測試和連接。注：根據特殊設計，可能需要陰極保護系統的不同區域的負極連接間有連續性。性能監測系統電極、其他傳感器和與鋼筋的連接在混凝土中安裝時造成的混凝土破壞，應按照第5章和EN1504(所有部分)規定的方法和材料破壞進行修復。用于安裝陽極材料的混凝土表面，如導電涂層或有水泥保護層的活性鈦網，應處理成一個至少干宜符合涂層產品規范和陰極保護系統規范。對埋地或水下的混凝土中鋼筋的保護系統，陽極本身處于埋地或水下的遠離建構筑物的位置。在涂層或防水膜這類阻礙陰極保護電流流入混凝土中鋼筋的物質。陽極系統的安裝方法和安裝環境應通過試驗或實踐證明能夠實現陽極性能要求；還應符合設計說明或安裝規范。GB/T39154—2020/ISO12696:2016之間發生短路。在陽極系統表面實施保護層、表面密封劑或裝飾查和糾正。外加電流陰極保護系統的每個區域應有多個正極電纜/陽極連接，以便任何一個陽極/電纜連接的失效不會嚴重影響該區域陰極保護系統的性能。一個區域內任何一個陽極/電纜連接的失效不宜使該區域內局部區域陽極電流密度降低超過標稱陽極電流密度的10%。陽極/電纜連接的設計和布置、電纜和陽極電壓降的設計宜能確保這種均勻性。陽極/電纜(或犧牲陽極系統中的陽極/鋼筋)連接系統應為試驗或實踐驗證的類型和安裝標準，能實現所需的陽極和陽極/電纜連接性能。在每個獨立區域，應測試所有陽極/電纜連接的電阻，然后與特定的陽極類型和分布的計算值比較在應用涂層或保護層之前，應對陽極系統進行100%目測檢查，包括所有相關的電纜和連接。對于陽極系統的陰極保護系統，應按照5.10進行修適當類型的已安裝陽極上應使用水泥保護層。水泥保護層的材料和應用方法應符合EN1504(所有部分)要求。既有混凝土與保護層間的平均粘結強度應大于1.5MPa,最小值應大于1.0MPa,否則測試失敗將發生在既有混凝土內部。保護層應用可與混凝土修復結合(5.10)。所有電氣安裝工作應按照國際(或國家)電氣安全標準進行。注1:陰極保護系統的電源可由直流整流器(由主電壓分配系統供電)提供。a)電源電壓電纜應根據當地法規與低壓直流電纜電隔離并分開；e)接線盒內部的連接，其結構和/或安裝使其環境保護等級低于最壞情況下的外部環境暴露，包GB/T39154—2020/ISO12696:2016注3:防水或密封盒內的施工和安裝致使環境保護等級高于最惡劣情況下的外部暴露環境時，電纜接頭可使用銅或螺紋黃銅或專用連接組件。f)如果陽極/電纜的連接及電/機械/防潮密封方法可以通過實驗或實踐證明能實現必要的性能在24VDC,最大紋波量為100mVRMS;h)設備應按照國家和國際標準要求標出所有有關電氣注4:陰極保護系統低壓直流電路所需的電氣特性可能完全符合國家電氣安全標準，也可能不適用。電源電路和接地電路間一般要求電隔離，但因為陰極保護電路(鋼筋或嵌入式鋼件)的陰極通常電接地(連接到安全接地或避雷系統),這就妨礙了電源電路和接地之間的電隔離。按照質量計劃(見第4章),陰極保護系統的測試通常包括以下內容：a)所有回路的極性檢查(結果應明確);b)所有回路的電連續性檢查(單個電路的電阻值應在電纜和元件計算值的±10%以內);c)外加電流系統所有回路和犧牲陽極系統監測區域的絕緣檢查，連接到陽極或鋼筋/鋼材前，應進行監測區域所有回路的絕緣檢查。注：絕緣檢查可能會損壞參考電極和整流電路。連續性檢查可能會損壞參比電極。陽極和鋼筋之間、相鄰區域陽極和陰極電路之間的預期低電阻導致常規電路隔離和連續性測試不適用(見7.9注5)。要供電系統的電源電壓和為陰極保護系統提供低壓DC的變壓器整流系統應按照國際和國家電氣安全標準進行電氣安全測試并記錄。8調試應對陰極保護系統及其所有組件進行全面的目測檢查(對埋入或嵌入式組8.2通電前的測量陰極保護系統通電前，應根據質量計劃(見第4章)測量并記錄下列各項：a)鋼筋/混凝土相對于固定式參比電極或電位衰減探頭的電位。應分別在低(約10MQ~20MΩ)和高(約500MQ～1000MΩ)的輸入阻抗下進行測量，以確定參比電極或傳感器到混凝土的接觸電阻是否會對電極或傳感器性能產生不利影響。低阻抗和高阻抗時測得的電位差宜小于10mV。b)設計方法說明或規范中指定位置，測得的鋼筋/混凝土相c)鋼筋/混凝土相對于陽極系統的電位。d)性能監測系統用輔助傳感器的基線數據。e)性能監控系統中所有電子數據記錄儀和/或數據傳輸設施顯示的數據。GB/T39154—2020/ISO12696:2016的時間內鋼筋/混凝土電位受環境變化影響的數據(通常為24h內)。如果測量到明顯的電位變化，在在新結構的混凝土和所有水泥保護層充分固化或導電涂層達到足夠的溶劑釋放/固化時前，系統不應通電。陰極保護系統的初始通電應在低電流(約為設計電流的10%～20%)下進行。根據質量計劃(見第a)在設計方法說明或規范中規定的任何位置，鋼筋/混凝土對所有固定參比電極和便攜式參比電b)為陰極保護系統提供電流的直流電源的輸出電壓和輸出電流值；c)確認所有值的極性符合質量計劃和設計，確定鋼筋/混凝土電位相對于的固定式參比電極、電位衰減探頭和便攜式參比電極位置測得值，通電后電位從8.2a)和b)向負方向移動。如果任何鋼筋/混凝土/電極電位值通電后向正極方向偏移，則應進行調查確定是否需要額外的測試和/或補救工作。系統應通電至少一個預估的電流水平，使陰極保護系統達到其性能目標。見注1和注2。系統應維持在初始電流設置下運行足夠長的時間，以實現充分極化，再進行初始性能評估。注3:通常初始通電時間為7天～28天，但如果采取慢極化通電方法(低初始電流),則完全極化可能需要超過28天。8.5初始性能評估a)測量陰極保護系統各個區域的輸出電壓和輸出電流，并由此計算回路電阻。b)在將直流電源電路切換至陰極保護系統后短時間內，測量所有固定式參比電極和質量計劃中電容或電阻效應引起的任何瞬態電壓影響測量值。測量時間應盡量短以避免去極化嚴重。內完成，但隨著系統的變化，極化程度/周期續的校準和其他儀器的計算周期可能比測量時間要長。c)將陰極保護直流電源切換至常開電路后測量電位衰減。電位衰減周期和鋼筋/混凝土/電極電位的測量間隔應如質量計劃所示。注1:典型的衰減周期為4h～25h,20GB/T39154—2020/ISO12696:2016行測量(視情況而定),以確定電位衰減程度和所選周期結束時的持續衰減的速率。注2:對于埋入式(特別是那些埋在潮濕條件或不透水粘土中)建構筑物、浸入式建構筑物以及暴露在大氣環境中(含有限制混凝土內氧利用的表面涂層)的建構筑物，電位衰減可能非常緩慢并持續數周。在極端情況下，鋼筋的氧氣不足以維持鋼筋/混凝土界面的被動，電位可能“靜止”在一個相對負值。在這種情況下，電位衰減可不作為實際保護準則。受雜散電流的影響時，電位偏移(見8.4注1)可等同于電位衰減。宜謹慎采用電位偏移測量值作為埋氣的耗盡而發生非常顯著的負向偏移。在未使用陰極保護時，由于氧氣耗盡而導致的負向電位偏移可達200mV～300mV。d)從其他所有傳感器測量參數是性能監視系統的一部分。注4:手工采集數據的典型時間為切斷3s“關”,12s“開”。采用電子數據采集，可以將數據記錄系統連接到開關系統，以便精確控制測量等待時間、測量周期和關斷的瞬間。較長的切換周期會降低數據收集速度，在關閉期間可能存在去極化風險。根據8.5收集的數據應按照下述準則或結構、環境的特殊性或混凝土中鋼筋保護方面的專業知識進行審查和分析。對于普通鋼筋，不允許出現大于-1100mV(相對于Ag/AgCl/0.5MKCl)的瞬時關斷鋼筋/混凝注1:預應力鋼筋可能對氫脆敏感，且拉力載荷高，因此失效是災難性的。預應力構件在陰極保護中應用時應小心謹慎。對于使用鋅陽極的犧牲陽極系統，過度極化的程度會受到限制，宜使鋼筋/混凝土電位低于-900mV(相對于Ag/AgCl/0.5MKCl電極)的電位極限。a)“瞬時關斷”電位負于一720mV(相對于Ag/AgCl/0.5MKCl電極);極(非電位衰減探頭)連續測量超過24h。注2:不需要同時滿足a)、b)和c)中超過1項。注3:在使用活性鈦陽極的系統中，上述鋼筋/混凝土電位極限(-1100mV或-900mV),可以通過測量陽極/混凝土電位和變壓整流器輸出電壓進行驗證，但要考慮電纜的壓降。持或重建。注5:作為一項調查標準，陰極保護系統關閉一段時間(通常為7天或更長時間)后，可考慮在完全去極化的建構筑物中測量鋼筋/混凝土電位，此時電位相對于Ag/AgCl/0.5MKCl不負于一150mV。注6:測量點小于0.5m內的混凝土修補區中包含鋼筋或其他鋼材會擾亂如a)、b)和c)所述準則中電位的測量。宜盡可能將參考電極和其他傳感器放在遠離混凝土維修的地方，以避免出現這種情況。注7:b)和c)項中給出的法則可能因溫度和濕度的變化而失效。這些變化本身是導致鋼筋/混凝土電位的重大變化的原因。GB/T39154—2020/ISO12696:2016準則b和c)給出的條件不適用，如8.5注2所述。同樣，如8.5注2下一項內容所述，電位偏移的測量可能不如果根據8.6對性能評估的數據進行分析表明實現了保護準則，則不需要進一步的措施。如果由于犧牲陽極系統不能增加鋼筋的電流而導致無法實現保護準則，則應進行進一步評估腐蝕風險。當確注9:在暴露于大氣的混凝土中(腐蝕過程不受空氣中氧氣到達鋼的速率限制時),可通過引入巴特勒-伏爾默公式，增加外加電流密度和鋼筋電位，來估算鋼筋的腐蝕速率?？赏ㄟ^陽極系統中一個小塊上的電流得出電流密注10:鈍化鋼的腐蝕速率小于2mA/m2或1mA/m2。腐蝕速率的下降結合腐蝕電位的上升說明實現了陰極注11:如果確定存在腐蝕風險，應采取的措施包括將犧牲陽極系統轉變為外加電流系統(如可能)、安裝更多的犧8.7外加電流系統的保護電流調整如果根據8.6對性能評估的數據進行分析表明實現了保護準則，則根據第10章規定，不需要采取進一步的措施。如果未達到保護準則或判斷未來可能無法達到保護準則要求，則此后至少28天，應按照8.5和8.6的規定，通過重復的性能評估，對電流輸出進行進一步的調整。質量計劃、質量文件、目測檢查和測試結果都應作為系統安裝的永久記錄的一部分。9.2安裝和調試報告的副本(見4.3a)](如有);f)系統的運行記錄；g)永久記錄的副本(9.1);h)陰極保護系統的修改建議。GB/T39154—2020/ISO12696:20169.3運行和維護手冊a)系統的詳細描述和竣工圖紙；b)建議日常維護、檢查周期以及程序的細節(見第10章);d)建議日常維護、檢查和性能評估活動的文件格式或計算機數據格式；e)陰極保護電源(交流電和直流電)及系統短路和開路的錯誤發現程序；f)電源設備、數據記錄/控制設備和有保護層/密封劑/裝飾涂層g)陰極保護系統的主要部件清單，包括數據表和備件來源，以及這些部件和整個系統的維護操作、維護檢查以及測試的周期和程序應符合運行和維護手冊(見9.3)中的建議，或隨后根據系統性能進行修改?？山档同F場檢查的頻率。注2:系統長期運行良好則混凝土中的鋼筋會發生顯著極化和鈍化。1)確認所有系統運行良好；2)外加電流系統每個區域輸出電壓和電流的測量；3)數據評估。2)測量電位衰減；3)測量作為性能監測系統的一部分安裝的所有其他傳感器的參數；4)對陰極保護系統進行全面的目測檢查；6)外加電流系統的輸出電壓和電流的調整。所有檢驗和測試應按照第8章的要求進行。通常，系統的功能檢查應為運行的第1年每月1次，性能滿意則調整為每3個月1次。系統的評估應為運行的第1年每3個月1次，性能滿意則6個月～12個月后審查。第一年后，性能評估時可不做23GB/T39154—2020/ISO12696:2016混凝土溫度低于0℃時，可能無法進行電位監測檢測和測試工作應包括以下各項，最長間隔為12個月：a)對前一次審查之后的所有的測試數據和檢查記錄進行審查；b)按照10.1b)進行性能評估；c)對陰極保護系統進行目測檢查；d)按第8章的要求對數據進行審查和分析整理；e)如有必要，按照第8章的要求調整電流輸出；f)按照10.3的要求準備系統審查報告。a)所做的工作；d)對改變陰極保護系統的建議。24GB/T39154—2020/ISO12696:2016(資料性附錄)陰極保護原理及其在混凝土用鋼筋中的應用A.1一般規定現混凝土中鋼筋的防腐蝕。如果由于氯化物進入鋼/混凝土界面或混凝土碳化導致鋼/混凝土界面處孔筋/混凝土電位(點蝕電位Ep)會引發脫鈍腐蝕。如果電位比Ep更正，會使鐵溶解速率急劇增加從而加劇鋼筋表面局部區域加速腐蝕。但是，當電位低于(即更負極于)E,腐蝕速率將會降低。陰極保護的目標是將鋼筋/混凝土電位轉移到：a)腐蝕開始的范圍；b)如果腐蝕已經開始，則腐蝕擴展應被遏制在建構筑物在服役期間不發生腐蝕失效的范圍。缺失就會引發包括混凝土保護層開裂和剝離在內的腐蝕失效。通過嵌入混凝土或放置在混凝土表面的電極來表示。電極連接到適當的儀器，再與鋼筋連接來測量鋼筋/混凝土/電極電位。A.2保護準則如果在建構筑物的使用壽命期間或服役期間發生出現有利于鋼筋發生腐蝕的環境條件，陰極保護是防止混凝土中鋼材腐蝕的一種方法。當建構筑物的特征滿足特定的保護準則，而準則文件是基于腐在實踐中，有兩種情況是可以區分的。如果陰極保護的目的是提高可能會受到氯化物污染的混凝土中的鋼筋和預應力混凝土結構在服役期間的耐蝕性，宜提前在鋼/混凝土界面上化。這個極化宜保持鋼筋/混凝土電位低于E,防止腐蝕開始。負極化也會限制或防止氯離子向鋼筋極保護措施有時被稱為“陰極防護”,適用于新建構筑物或氯離子未到達鋼筋且鋼筋尚未脫鈍的建構筑物。速率從顯著降到可忽略的值。因此，宜將鋼筋/混凝土電位降到(使其更負)保護電位Eprot的范圍內。度)?；谶@些因素的復雜相互作用和實踐經驗，一個精確的保護電位的定義是不可能實現的，對于混GB/T39154—2020/ISO12696:2016凝土中的鋼筋的陰極保護來說也是不必要的。也正是這些因素的復雜相互作用，說明對于混凝土中鋼筋的陰極保護需要的是一系列準則，如8.6所示。說明：X軸—--logi(i是電流);圖A.1有氯化物存在下鋼筋的陽極行為示意圖說明：Y軸——EAG/AgCl,0.5MKCl,單位為毫伏(mV);圖A.2參照Pedeferri法，測量埋入沙子和浸入20℃飽和Ca(OH)?溶液(pH=12.6)中的26GB/T39154—2020/ISO12696:2016X軸——Wc(水泥),單位為百分比(%);——區域A:點蝕萌生和擴展； 區域E:鋼/混凝土粘合力下降 圖A.3參照Pedeferri法，水泥中的點蝕電位與氯化物含量的質量百分比A.3“陰極保護”和“陰極防護”所需的電流密度“陰極防護”的電流密度大約比陰極保護的電流密度要低一典型的陰極防護電流密度范圍是0.2mA/m2~2mA/m2,無涂層鋼筋的已腐蝕建構筑物，陰極保護電流密度范圍為2mA/m2~20mA/m2。對于有涂層鋼筋，電流密度會進一步降低，取決于涂層的電導率和損傷程度，損傷的涂層可能會繼續劣化。A.4埋地或水下的/式混凝土構筑物中鋼的陰極保護埋地或水下的混凝土中的鋼筋的陰極保護與A.3中描述的暴露在大氣環境中混凝土的基本準則氣暴露的混凝土中鋼筋所需的密度。在水飽和條件下，新建構筑物(腐蝕開始前)的典型電流密度范圍為0.2mA/m2~2mA/m2。對于不完全水飽和且在陰極保護應用前已腐蝕的建構筑物，所需的電流密電流密度還取決于混凝土是否完全浸沒還是一面暴露于空氣中(例如，對于隧道、地下連GB/T39154—2020/ISO12696:2016分、地下儲罐以及混凝土結構厚度小于0.5m～1m的部位)。如果是這種情況，則完全浸沒的表面和暴露在空氣中的表面之間會形成一個氧濃差電池。在這種情況下，浸沒部分需要較高的電流密度。A.5預應力鋼和氫脆的風險由于可能發生氫脆，淬火和回火型高強鋼不宜暴露在比一900mV(相對于Ag/AgCl,0.5MKCl)更負的電位下。預應力鋼可能對氫脆敏感，且預應力構件的拉力載荷高，所以失效可能是災難性的。因此，對預應力構件的所有陰極保護應用都要小心謹慎。對于外加電流系統，如果系統設計和/或操作不當，可能會提供高電流密度，宜采取措施盡量減少鋼材過度極化的風險。對于使用Zn或Al-Zn-In陽極的犧牲陽極系統，極化程度自然受限，通常宜足以使鋼/混凝土電位保持在負于一900mV(相對于Ag/AgCl,0.5MKCl)的電位限值。在可能涉及或已知應用的未腐蝕的預應力構件在陰極保護的應用中，預應力構件的安全電位極限可能負于一900mV。使用外加電流或犧牲陽極系統時，安全電位限制宜由實驗室測試確定或其他方式確定。A.6堿性二氧化硅反應已證明按照本標準應用的陰極保護對堿-硅反應/堿集料反應(ASR/AAR)沒有影響。A.7參比電極MnO?參比電極是一個半電池，包括與周圍混凝土緩沖平衡的壓實質量的MnO?。MnO?電極是電池中的一部分，電位是堿性范圍內pH的線性函數，是由MnO?/MnO?平衡確定的，不涉及金屬錳。MnO?作為一種天然存在的礦物質，是高度穩定的，這能通過堿性電池的長保質期證明。MnO?參比電極的擴散屏障是水泥漿塞，這就確保了電池與周圍混凝土的良好結合，也消除了可能產生的接頭電位。見表A.1。表A.1AgCl(s)+e-=>Ag(s)+Cl-電極25℃時的電位液體接界Vvs,NHEVvs.SCEAg/AgCl,KCl(0.1M)0.28810.047Ag/AgCl,KCI(3M)0.210—0.032Ag/AgCl,KCl(3.5M)0.205—0.039Ag/AgCl,KCI(飽和)0.197—0.0450.199—0.0450.1988—0.042Ag/AgCl,NaCl(3M)0.209—0.035Ag/AgCl,NaC1(飽和)0.197—0.047Ag/AgCl海水0.250.01MnO?,NaOH(0.5M)0.4340.19028GB/T39154—2020/ISO12696:2016(資料性附錄)設計過程陰極保護作為新建構筑物的最佳保護方案或既有建構筑物結構的最佳修復方案進行可行性評估和——混凝土氯化物含量；——鋼筋表面積——預估的電流需求和分布；——壽命要求；——服役環境；——重量；——安裝順序和限制條件。B.2陽極系統類型和等級詳細計算建構筑物所有部分的鋼筋和輔助鋼件的表面積。對于打算使用嵌入混凝土中的陽極或應用于混凝土表面的陽極(通常為大氣環境下的建構筑物)進行保護的區域，本地陽極電流供應應與本地的每個部分應用適當的陽極系統和額定值。對于距離建構建筑物較遠的埋地和浸入式陽極，根據EN12743,EN12954,EN12495和EN12474的一般設計流程，將電流適當的分布到整體結構當中。鋼筋表面積的必要性較小。通過鋼筋和其他鋼材表面積和分布來確定或測量的陰極電流密度，以達到所需的保護水平。計算B.3陰極保護區域陽極和電纜電阻而導致的區域內電壓和陽極電流密度差異。選擇主要陽極材料和橫截面，以及其分布可分為不同的區域，全浸區可以使用海水中的淹沒式陽極(如EN12473和EN保護由淹沒式陽極和嵌入混凝土中的陽極配合的方式(如本標準規定);飛濺區可使用嵌入式陽極或表GB/T39154—2020/ISO12696:2016面安裝的陽極結合的方式(如本標準規定);大氣區的保護使用嵌入式陽極或表面安裝的陽極(如本標準不同的建構筑物構件可能需要形成單個區域。外加電流系統的典型區域額定電流為0.5A～2A,如果區域內的鋼筋分布均勻，則可能高達5A。對于一些陽極系統，例如鈦基混合金屬氧化物涂層(MMO/Ti),可以通過改變區域內陽極的分布和等級來匹配計算局部電流需求，為大氣陰極保護系統提供單一復雜區域內的均勻陰極(鋼筋)電流密度。宜使用固定式參比電極充分監測外加電流系統的電流。至少每個區域兩個參比電極或每100m2一個參比電極，以較大要求為準。參比電極的位置宜能代表整個區域并能監測鋼筋環境條件或其他代表腐蝕風險更大或保護難度更大的區域?；炷列迯蛥^)的鋼筋連接。電位衰減探頭的位置和數量宜與參比電極相似。B.4電流供給受到氧化物污染的混凝土中的鋼筋(用于陰極保護)所需的電流密度通常為2mA/m2~20mA/m2;未受到氯化物污染的混凝土中的鈍化鋼筋(用于陰極防護)所需的電流密度為0.2mA/m2~2mA/m2。限的溫帶氣候，已腐蝕的建構筑物大多數將以小于10mA/m2的電流密度進行調試。由于極化(鋼/混凝土界面及其周圍的化學變化),陰極保護所需的電流將隨時間逐漸下降。出的是典型建構筑物中所有鋼筋的平均值。如果設計電流為(例如)20mA/m2,從混凝土保護層下的為25mA/m2~30mA/m2,到最遠鋼筋層的電流密度范圍僅為約10mA/m2~15mA/m2。設計應能反映兩層鋼筋網間的屏蔽效應，并確保所有的鋼都能獲得實現充分陰極保護/陰極防護所必需的電流B.5埋入式或浸入式混凝土建構筑物的設計問題和維護要求來選擇陰極保護系統類型(外加電流或犧牲陽極)。如果陽極/陽極基座位于混凝土結構附近，則其位置設計宜確保所有陽極電纜都有充分的支撐/保護(通過導管或鋼制鎧裝)、適用于暴露條件(直接埋B.6鋼筋連接GB/T39154—2020/ISO12696:2016線盒的位置和適用于長期使用的絕緣材料和護套材料。B.9監測確定傳感器的類型、頻率、位置，以及符合監測和控制等級要求的適當設備。同時確定數據管理要求。GB/T39154—2020/ISO12696:2016(資料性附錄)陽極系統說明筑物和停車場等大氣暴露混凝土中鋼筋的陰極保護。導電涂層的工作電流密度通常為20mA/m2,短時間(如幾周)內，可以維持高達30mA/m2的電流密度，而不會對涂層或其與混凝土的界面造預期使用壽命為5年～15年。導電涂層易受環境因素影響，不耐持續的潮濕，不適于海洋應用(除非位于高于潮汐區和飛濺區的區域),且在長期冷凝區域應用效果不佳。導電涂層不能承受磨損或摩擦，在經受磨損或摩擦的環境中需進行保護或有計劃地定期重新涂刷。隨著涂層和其與混凝土界面的老化，會出現小的缺陷。通常小于100mm×100mm每平方米的獨安裝后不宜發現除針孔以外的任何缺陷。通電后，局部高電流密度會引發局部缺陷。但這些局部現系統的剩余壽命。碳總量宜遠遠超過導電所需的碳量和整個壽命所需的理論碳量。普遍的失效機制是：由于陽極反應產C.1.2金屬涂層電弧或火焰噴涂的熱噴Zn導電涂層可用作大氣環境混凝土中鋼筋陰極保護系統的陽極。熱噴涂Zn技術與相關的表面涂層系統成功地用作犧牲陽極。專用的鋅鋁銦合金廣泛用作犧牲陽極，隨后強氧化劑活性化鈦在試驗中被用作外加電流陽極，熱噴Zn陽極在北美廣泛用于大氣環境混凝土中鋼筋的陰極保護。通過電弧噴涂方式應用在混凝土上的金屬鋅，最佳厚度在0.10mm～C.2活性鈦有許多這種“MMO/Ti”陽極生產商。GB/T39154—2020/ISO12696:2016活性鈦陽極表面區域的工作電流密度可短時高達400mA/m2,限制因素是周圍混凝土的酸侵蝕。通常，陽極電流密度受設計所限為長期使用最大值為110mA/m2,但允許電流密度最高220mA/m2。根據電催化涂層負載和成分，陽極的計算壽命在25年～100年的范圍內。確定陽極壽命是宜考慮不均勻的電流分布。系統的總體性能至關重要(見第6章和第7章)。一些失效是保護層剝離造成的，這些失效可歸咎于基活性鈦(MMO/Ti)管狀離散陽極已被廣泛用于保護大氣環境混凝土中的鋼筋，直接澆筑到鉆孔中的砂漿里。這個應用設計可在高達800mA/m2的陽極/砂漿電流密度下運行，但不太可能在該水平下持續運行。MMO/Ti和之前的鉑化鈦(Pt/Ti)也被用作離散陽極，用作一次陽極周圍石墨膏回填料中的一次陽極/導體，填入鉆入混凝土中用于陽極安裝的孔。這些應用在高達800mA/m2的碳糊/混凝土電流密度下運行。用于連接活性鈦陽極和各種離散陽極的無涂層鈦片，如果在超過約8V金屬/電解質電位的條件下C.3用于大氣環境混凝土中的其他陽極系統C.3.1導電瀝青保護層根據20世紀70年代末從安大略省交通部獲得的資料，在北美有導電瀝青保護層陽極系統長期成功使用的跟蹤記錄。但這個系統沒有得到商業推廣，也沒有在北美以外廣泛使用，自20世紀90年代末以來一直沒有應用。C.3.2導電水泥材料導電水泥陽極包含顆粒碳(非專用試驗)和碳纖維(在商業專利系統),其中金屬涂層作為導電介質。專用系統是鍍鎳碳纖維的導電砂漿保護層。該系統被噴涂到制備的混凝土表面上，也可采用保護性或裝飾性涂層或保護層。導電砂漿保護層通常以高達20mA/m2的電流密度運行，短時間(即幾周)可以持續在高達30mA/m2的電流密度下運行，而不會對導電砂漿或其與混凝土的界面造成重大損壞。不同長度和直徑的管式導電氧化鈦陶瓷作為專用探頭式陽極，用于嵌入水泥基回填料中的混凝土提供了一種長度和直徑不同的管狀導電氧化鈦陶瓷作為專用探針陽極，用于將其嵌入水泥基回填GB/T39154—2020/ISO12696:2016C.4犧牲陽極C.4.1修復用嵌入式陽極已經開發出一種專用的犧牲陽極，用于在氯化物污染的建構筑物中進行混凝土修復，以盡量減少初級陽極(或環形陽極)的影響。這是由于當混凝土中的鋼筋成為陽極時，由于氯化物侵蝕，陽極對鄰近的C.4.2熱噴涂金屬見C.1.2。C.4.3粘性Zn片將典型的0.25mm厚的Zn箔卷的其中一側涂上專用的離子導電粘合劑(水凝膠)。將陽極放到這個準備好的表面上，然后立即密封邊緣。陽極上涂上保護層和裝飾層。C.4.4護套內的鋅網將永久性的玻璃纖維增強式擴張鋅網灌漿到混凝土墩、樁或柱上。通常用于海洋環境。C.4.5離散陽極類似于C.4.1中的陽極，但是安裝在孔芯中，或以其他方式切割在混凝土中并連接在一起。一種專用式混合陽極，最初可作為外加電流陽極進行初始通電，然后作為犧牲陽極直接連接到鋼筋上。C.5淹沒式混凝土建構筑物的陽極C.5.1犧牲陽極EN12496描述了適用于淹沒式混凝土建構筑物的犧牲陽極合金。對于海水和鹽水環境，鋁-鋅-銦合金、鋅或鎂陽極均適用。對于淡水環境，僅適用Z鋅或鎂陽極。陽極所需的最小凈質量取決于總電流要求、陽極合金容量、設計壽命和陽極利用率。陽極的尺寸和數量也由陽極輸出電流決定，而陽極的輸出電流取決于陽極形狀、電解電阻率和陽極工作電位。有關電陽極系統設計程序的詳細信息，請參見EN12495和ISO13174。有關陽極合金容量和工作電位的詳細用于浸入式建構筑物的犧牲陽極通常是細長的獨立式或孔式安裝型陽極，通常將陽極鋼芯直接焊接到嵌入式的鋼筋上進行安裝。這需要破壞混凝土以暴露出嵌入的鋼筋，將鋼芯焊接起來(或焊接支架),并修復好混凝土。另一種固定方法是直接(使用接線片/螺母)或通過集成陽極電纜將陽極連接到電接觸點(已經連接到嵌入的鋼筋)。如果陽極固定時一面與混凝土平齊，則該面(背面)宜涂上適當的涂層，以防止背面過大的電流放電。陽極形狀和固定方式宜考慮波浪及水流作用，并且還宜考慮潛水員或水下機器人(rov)的通行要求，具體見EN12495和ISO13174。GB/T39154—2020/ISO12696:2016C.5.2外加電流陽極適用于浸入式混凝土建構筑物的外加電流陽極通常包括高硅鑄鐵(在氯化物環境中有鉻),鉛銀合密度下工作，高硅鑄鐵的電導率密度為10A/m2~30A/m2,鉛銀合金陽極的電導率為200A/m2~300A/m2,混合有金屬氧化物鍍層鈦的電導率為1000A/m2,而鍍鈦或鍍鈮陽極電導率則高達3000A/m2。可以直接固定在構筑物或鄰近構筑物上，以提供必要的局部電流。可以組裝更大的陽極(包括連接在一起的多個管或大尺寸的棒/條)以形成額定為50A～500A的遠程陽極，以對較大的表面積提供總體保護。承受所產生的侵蝕性/氧化性條件。浸入式條件下外加電流陽極的總體要求見EN12495和ISO13174。C.6埋地式混凝土構筑物的陽極