输气管道阴极保护测试桩 + 高电位预包装镁合金牺牲阳极 + 长效参比电极系统方案

输气管道阴极保护系统中，测试桩、高电位预包装镁合金牺牲阳极、长效参比电极是三位一体的核心组合，分别承担 “监测中枢”“保护动力”“电位基准” 的关键角色，其协同设计需适配输气管道的高压力、长距离、复杂土壤环境特性。以下从组件特性、系统匹配、安装应用、维护要点四方面展开全维度解析。

一、核心组件技术特性（输气管道专项适配）

（一）高电位预包装镁合金牺牲阳极：输气管道的 “保护动力源”

该阳极是输气管道阴极保护的核心牺牲体，采用M1C 高电位镁合金（部分场景可选 AZ63B 标准电位）+ 预包装填充料设计，适配土壤电阻率 20-100Ω・m 的输气管道场景，尤其适用于干旱、高电阻率的沙漠 / 黄土地区管道。

核心参数

指标类别

M1C 高电位镁合金阳极

输气管道适配性说明

电化学性能 开路电位 - 1.70~-1.75V（vs SCE），闭路电位 - 1.58~-1.62V（vs SCE），电流容量 1100A・h/kg，电流效率 50% 驱动电位高，可在高电阻率土壤中输出稳定保护电流，确保输气管道电位维持在 - 0.85~-1.20V 的有效保护区间

结构设计 预包装填充料（75% 石膏粉 + 20% 膨润土 + 5% 无水硫酸钠），D 形 / 梯形结构，铜芯电缆（≥10mm²）引出 填充料提升导电性，预包装设计可直接埋设，输气管道现场施工无需混合填料，效率提升 50%

规格选型 TCMG-32D5（14.5kg）、MG-22（22kg）等 DN100-DN1000 输气管道可按 2-3km 间距布置，单组阳极保护长度约 500-1000m

输气管道专属优势：耐低温（-40℃仍保持活性），适配北方冬季输气管道；无外接电源，适合偏远山区、无人值守的长输管道段。

（二）长效参比电极：电位监测的 “精准标尺”

输气管道阴极保护测试桩需搭配长效饱和硫酸铜参比电极（主流）或氯化银参比电极（沿海高氯环境），作为电位测量的基准，确保监测数据长期稳定。

核心类型与参数

电极类型

技术参数

输气管道适用场景

长效硫酸铜参比电极 电位漂移≤±10mV / 月，寿命 5-10 年，耐 pH 6-8 的中性土壤 内陆输气管道、土壤电阻率＜500Ω・m 的平原 / 农田段

氯化银参比电极 电位漂移≤±5mV / 月，寿命 8-10 年，耐高氯环境（Cl⁻＞0.5%） 沿海盐渍土地区的输气管道、跨海管道登陆段

输气管道适配设计：电极外壳采用不锈钢 + 防腐涂层，电缆长度≥5m，与测试桩接线板绝缘连接，避免输气管道杂散电流干扰。

（三）输气管道阴极保护测试桩：系统的 “监测中枢”

测试桩选用碳钢或玻璃钢材质，集成电位 / 电流测试端子、参比电极接口，是连接阳极、管道、参比电极的核心节点，适配输气管道每 1-2km 设置 1 组的监测需求。

核心功能：实时测量管道保护电位、阳极输出电流；检测绝缘接头绝缘性能；记录数据并反馈阳极工作状态。

结构适配：输气管道测试桩需增设防爆接线盒（Ex d IIBT4），适配天然气泄漏的防爆要求；桩体高度 3000mm，地下埋深≥2500mm，抗土壤沉降与外力冲击。

二、系统组合应用：输气管道的安装与协同逻辑

三者需按 “阳极敷设→参比电极埋置→测试桩接线” 的流程安装，确保保护与监测功能同步生效：

阳极敷设：高电位预包装镁合金阳极沿输气管道单侧 / 双侧布置，距管道 1-3m，埋深与管道平齐；多支阳极的引出电缆通过铝热焊整合为共用电缆，焊点用热缩套防腐。

参比电极埋置：长效参比电极垂直插入测试桩旁 1m 内的湿润土壤中，与输气管道平行，确保与土壤充分接触；沿海管道可将氯化银电极固定在管道外壁。

测试桩接线

管道侧电缆：焊接于输气管道金属表面，接入测试桩 “管道” 端子；

参比电极电缆：接入测试桩 “参比” 端子；

阳极共用电缆：若为电流测试桩，接入 “阳极” 端子；若为电位测试桩，无需直接接入，仅通过管道电位监测阳极效果。

三、输气管道专属运维要点

电位监测频次：新管道投运后每月监测 1 次，稳定后每季度 1 次；数据异常（电位＞-0.85V）时，需排查阳极失效、电缆断裂或土壤干燥问题。

阳极维护：每 5 年检测阳极剩余重量，若损耗＞70% 需更换；干旱地区需定期给阳极填充料浇水，保持导电性。

参比电极校准：每年用便携式硫酸铜电极校准长效电极，漂移＞±20mV 时需更换电极芯。

防爆安全：测试桩周边 5m 内禁止明火，检测时使用防爆万用表，避免天然气泄漏引发安全事故。