码头工程牺牲阳极安装方案.docx

1、码头工程牺牲阳极安装方案1 工程概况中海石油深水天然气珠海高栏终端码头工程项目共有800mm钢管桩356根，采用阴极保护系统对钢管桩进行保护。阴极保护采用铝-锌-铟-锡-镁高效合金牺牲阳极块，共计712支（净重151.7Kg/块，毛重171 Kg/块）。根据甲方和设计要求，对钢管桩牺牲阳极进行水下焊接安装。2 技术参数及要求：牺牲阳极技术指标阴极保护有效保护年限： t25年在有效保护时间内，被保护钢管桩的保护电位为 (相对于铜/饱和硫酸铜参比电极)。在有效保护期内，保证钢管桩的腐蚀得到有效抑制，表面基本无锈蚀，不产生蚀坑等集中腐蚀现象，桩壁无明显减薄，码头维持现状而安全运行（其它因素造成的损坏

2、例外）。在有效保护期内，保护效果稳定可靠，不需要任何维修保养和专人管理。 牺牲阳极的选择本工程牺牲阳极采用高效铝合金阳极，其电化学性能见下表：铝合金阳极电化学性能 表1阳极种类工作电位(-V,SCE)实际电容量(Ah/Kg)电流效率(%)消耗率(Kg/ Aa)溶解情况高效铝阳极250090表面溶解均匀腐蚀产物易脱落牺牲阳极结构、布置和安装2.3.1牺牲阳极结构牺牲阳极由阳极体、镀锌钢板导电钢芯和槽钢焊接焊脚三部分组成，结构见图1：图1 牺牲阳极结构图2.3.2牺牲阳极布置：每根钢桩安装2支牺牲阳极，为确保在任何水位时，牺牲阳极均位于水位以下，要求上部槽钢顶面安装高程为设计低水位下-2.5m，下

3、部槽钢距设计泥面-1.5m（见图2）。两块阳极位置应高低交错（相差1m左右为宜），方向应转动180度(30度)，以保证对钢桩的保护均匀。2.3.3牺牲阳极的安装：牺牲阳极安装质量直接影响到阳极的发生电流量、溶解性能、使用寿命和防腐效果。因此安装必须牢固可靠，保证25年不脱落，与钢管桩电性导通好。图2 牺牲阳极焊接安装图2.3.4牺牲阳极安装工艺： 牺牲阳极需在完成打桩后进行安装，安装为水下施工，采用水下焊接设备和水下专用焊条，通过电焊的方法把牺牲阳极固定在钢管桩上，此安装工艺为水下湿法焊接。2.3.5牺牲阳极焊接技术要求：每只牺牲阳极有两只焊脚，与钢管桩间有四条焊缝，要求每条焊缝有效长度大于1

4、00mm，焊缝高度大于6mm，能承受的应力强度为Fw=180N/mm2。焊缝表面基本连续平整、宽度均匀、无裂纹。2.3.6阳极安装焊接前，应清除焊缝处钢管桩涂层（尽量减少破坏范围），以保证焊接质量。工程数量2.4.1牺牲阳极数量如下：表2 高效铝合金阳极安装数量阳极种类型号规格（mm）数量备注高效铝合金阳极SR-AI-X1400（220+180）220712支3 设计依据海港工程钢结构防腐蚀技术规范（JTS153-3-2007）港口工程桩基规范（JTJ254-98）涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923-1988）钢结构设计规范（GB500172003）阴极保护设计（DNV RP B4

5、01,2005）铝-锌-铟系合金牺牲阳极（GB/T 4948-2002）水下湿法焊条焊接工艺评定报告（SRE TS208）中华人民共和国潜水管理条例；质量管理体系GB/T19001-2008；职业健康安全环保管理体系GB/T 28001-2001/GB/T24001-2004；水下湿法焊接工艺；空气潜水安全作业手册。4 施工组织机构和人员组成主要施工人员序号职务人数备注1项目经理1人2项目副经理1人现场负责兼潜水焊工3项目总工程师1人4安 全 员1人5质 检 员1人兼潜水焊工6潜水焊工4人7机电工1人8船 员2人9辅助工3人合 计15人施工组织机构图4.2.1为使工程高质量、进度有序的进行，工

6、程项目组织系统是主要保证。我们在施工现场建立工程项目部。4.2.2各部门主管在全面管理好施工的同时，要按职能重点抓好本职或本部门的工作。精心组织管理，落实施工方案、技术指标的具体执行和监控，注重社会公德和经济效益。4.2.3做好施工计划、施工调度和施工组织。在确保质量的前提下，也必须满足业主单位及甲方对进度的要求，并做好与其他施工单位的协调配合。4.2.4开好定期工程例会，总结、协调、促进工程有序高效进行施工。4.2.5按时参加建设单位召开的定期调度会议，并随时进行工程联系，以解决施工中的各项工程问题，确保工程顺利完成。4.2.6适时召开施工班组长会议，听取施工中的意见和建议，并由现场负责人做

7、出处理意见并汇报工程项目部。4.2.7做好施工技术档案的填写、整理、汇编和申报工作，根据施工进度，向业主单位分别汇报施工进度情况。4.2.8做好竣工资料的整理和汇编工作，向业主交付竣工资料。5 主要机械设备序号设备名称规格型号数量国别产地制造年份额定功率（kW）用于施工部位备注1施工船舶30T1艘中国24P码头现场2电动空压机VF-2061台中国20070.6m/min水下焊接3电动空压机201台中国20040.6m/min水下焊接4机动空压机8型1台中国20040.6m/min水下焊接5直流弧焊机ZX7-500B2台美国2009500A水下焊接6直流弧焊机ZX7-400B2台中国200440

8、0A水下焊接7潜水装具MZ-300型2套中国2004水下焊接8潜水装具KM-18B型2套美国2010水下焊接9潜水服GO-2型L4件中国2011水下焊接10潜水对讲电话AMRON 2810A1台美国200312V水下焊接11潜水对讲电话QD-1031台中国200612V水下焊接12水下摄像机CON-70001台套美国2007水下焊接13水下录像机UWTV-4101台套日本2005水下焊接14水下监视器SXD111F2台套美国2007水下焊接15水下照明灯K2-286只中国2010水下焊接16稳压器TND2只美国2012水下焊接17无线接受机1台中国2009应急联络18数字万用表2只中国2008

9、电位测量19CSE参比电极2只中国水下测量20SCE参比电极1只中国水下测量21角向磨光机博士2套中国水下焊接22发电机50kW/GF501台中国200550kW水下焊接6 施工场地布置图3 施工场地布置示意图7 安装工艺的选择牺牲阳极水下施工安装主要分为以下几种：绑扎法、螺栓固定法、水下电焊法。绑扎法是通过卡环或抱箍将牺牲阳极固定到钢管桩上；螺栓固定法是在钢管桩上先安装螺栓，然后再将牺牲阳极安装到钢管桩上。这两种方法的缺点均为工艺较复杂，尤其是牺牲阳极在长期使用中，因牺牲阳极溶解后受潮汐、风浪冲击和振动，易产生松动脱落或造成阳极与钢管桩之间的电阻增大，降低阳极的电流输出量，影响保护效果。水下

10、电焊法即有潜水员在水下完成安装的方法。水下电焊法又分为水下干式焊接法、水下局部干式焊接法和水下湿式手工电弧焊接法。水下干式焊接法和水下局部干式焊接法是潜水焊工通过水下腔室和水下焊接设备及水下焊条（或焊丝）进行焊接将牺牲阳极固定到钢管桩上，此种方法牢固可靠、接触电阻小，导电性能好，但焊接成本较高。水下湿法手工电弧焊接法是潜水焊工在水下通过目视或手摸的方法，使用划擦法起弧手工操作焊接完成的一种方法，其焊接原理与陆地焊接原理基本相同。但因水的急速冷却性和水在高温下分解产生大量的气泡（含氢量较高），使焊肉周边产生细小的裂纹和过高的淬硬性，大量焊接时因盲焊易产生偏焊等现象。但施工成本低，操作简单方便，提

11、高生产效益。经大量试验证明，已经在东海大桥钢管桩牺牲阳极水下安装工程、长江大桥钢管桩外加电流阴极保护水下焊接安装工程、崇启大桥钢管桩牺牲阳极水下焊接安装工程、浙江省宁波市金塘跨海大桥钢管桩牺牲阳极水下焊接安装工程、上海国航洋山深水港区码头钢管桩牺牲阳极水下焊接安装工程等许多工程中得到广泛的应用。该中海油珠海高栏终端码头钢管桩牺牲阳极水下焊接安装，我公司建议采用水下湿法手工电弧焊接法工艺。8 焊接材料选择本工程码头钢管桩牺牲阳极水下湿法焊接安装的焊接材料，建议使用由中国船舶重工集团公司第725研究所和上海津沪海洋工程有限公司共同研制开发的TS208焊条或天津大桥焊材集团有限公司生产的THT202

12、焊条，根据实践操作试验，此两种焊条均能满足水下焊接要求。9 水下安装施工方案本工程为海港码头钢管桩牺牲阳极防腐蚀安装工程，所需安装的牺牲阳极数量为712支左右。根据本工程特点设计施工方案为：水上抛挂牺牲阳极，潜水焊工水下湿式法手工电弧焊接。依据设计的牺牲阳极高程计算出该牺牲阳极到码头底面或钢管桩顶点的高度，来确定悬挂牺牲阳极的钢索长度（上层阳极块上焊脚顶端距设计低水位2.5m，下块阳极块的下焊脚距设计泥面1.5m）。用设计好的吊缆一头拴住牺牲阳极，另一头系到钢管桩的固定点上，将阳极悬入水中。由潜水焊工水下湿法焊接固定牺牲阳极，达到完成水下安装牺牲阳极块的目的。施工程序9.1.1在施工前，加强对

13、员工的安全教育和文明施工教育工作。9.1.2对参加施工的人员进行安全教育培训并签订安全生产责任书。9.1.3安装前，采用饱和Cu/CuSO4参比电极(或AgCl海水参比电极）对每组钢管桩进行自然电位测量。并做好详细记录。9.1.4配合甲方监理做好对牺牲阳极的检查和验收工作，并对牺牲阳极脚进行校正，保持牺牲阳极脚焊接面的相对平衡。9.1.5安装抛挂牺牲阳极的简易吊车，确保牺牲阳极块抛挂安全。施工前，对其它所用的施工机械设备进行检查并记录。如：水下电焊机、潜水装具、空压机及船舶等设备是否完好，确保安全生产。9.1.6安装前对牺牲阳极脚再次检查校正，并将其表面的油污及附着物清除干净，必要时可采用丙酮

14、或酒精进行擦涂，直至清除干净。9.1.7做好班前安全教育及监督工作，对施工现场进行危险源辨识，避免施工过程中出现的不安全因素，将隐患消灭在萌芽状态。9.1.8按牺牲阳极的图纸设计高程设定牺牲阳极悬挂钢索的长度，将牺牲阳极抛挂到钢管桩上（上层阳极块上焊脚顶端距设计低水位2.5m，下块阳极块的下焊脚距设计泥面1.5m）；9.1.9按照设计要求的位置绑扎固定牺牲阳极，对牺牲阳极焊脚周围的杂物、海生物、防腐层等进行清理，阳极脚焊缝处的防腐层清理范围20mm120mm(以阳极脚与钢管桩的接触范围为准）；9.1.10再次调整牺牲阳极焊脚，使阳极脚焊缝小于2mm，按水下湿法焊接工艺对牺牲阳极脚施焊，焊接质量

15、满足设计的技术要求。9.1.11水下潜水作业时，水面人员必须严密监听潜水员或潜水焊工水下作业情况，随时与水下作业人员保持联系，确保潜水人员的安全。9.1.12每块牺牲阳极焊接完成后，潜水员必须进行自检，同班潜水员可进行互检，焊缝检查合格后解除吊索。对不合格产品进行返修补焊，直至检验合格。9.1.13在全部牺牲阳极焊接完成后，必须由业主或监理工程师指派专业潜水员进行专检，专检不合格的必需进行补焊，直至检验合格为止。9.1.14施工期间，作好水文气象情况和施工过程中的详细记录。根据施工进展，每日向业主单位提报施工进度。9.1.15根据业主单位及监理人员的要求，利用水下摄影（或照相）技术，对水下安装

16、好的牺牲阳极脚焊缝进行摄影（或照相）检查，并在照片上标明位置、编号以利整个工程的竣工验收。9.1.16配合业主和监理方对焊接完成的牺牲阳极进行电位检测工作（1周后），做好整个工程的阴极保护电位检测及竣工验收工作，并作现场纪录。9.1.17整理工程资料，完成工程交付工作。10 水下湿法焊接工艺焊接方法: 水下湿法手工电弧焊接。介质: 海水钢管桩阳极水下湿法焊接工艺10.3.1牺牲阳极的吊装：10.3.1.1根据设计要求，对牺牲阳极焊接脚进行校正；10.3.1.2根据当地海域的潮汐，选择适当的时机进入施工场地，按设计阳极的焊接深度，确定绳索或钢缆的长度，将阳极吊装入水；10.3.1.3由潜水员在水

17、下对每块牺牲阳极进行绑扎，使牺牲阳极焊接脚紧贴钢桩；10.3.2牺牲阳极焊接缝的处理10.3.2.1由潜水焊工水下清除焊接口部位的海生物、防腐层及铁锈，必要时，还要清除牺牲阳极与钢桩之间的海生物等；10.3.2.2全面校正牺牲阳极焊脚与钢管桩之间的粘合间隙，缝隙应不大于2mm。焊接设备要求：10.3.1采用直流电焊机：10.3.1.1电焊机容量不小于400A；10.3.1.2焊接回路采用直流正接法（DCSP）；10.3.2焊接闭合回路：10.3.2.1焊接用线不小于602；10.3.2.2焊接手钳水下专用焊钳；10.3.2.3在焊机二次回路中接入一个手动闸刀开关。10.3.2.4保证焊机接地线

18、连接可靠；10.3.2.5焊接闭合回路形成合理。10.3.3焊接材料：10.3.3.1焊条牌号：TS202/THT208；10.3.3.2焊条尺寸：4mm422mm。10.3.4焊接工艺参数焊接电流：160180A；焊接电压：3642V；焊接速度：80120mm/分钟；焊接位置：阳极脚与钢管桩之间的焊缝处；焊条角度：竖直方向与焊缝水平向下3040度，水平方向与焊件的水平夹角成4560度（一般平分焊件夹角）。.水下湿法手工电弧焊接10.4.1指令水面人员闭合电源开关；10.4.2用滑檫法起弧，支撑法焊接，以80120mm/分钟速度缓慢移动焊条。.质量要求10.5.1焊缝长度不小于100mm；10

19、.5.2焊脚高度不小于5mm；10.5.3焊缝边缘与母材应圆滑过渡，焊缝饱满，无咬边现象；10.5.4每只牺牲阳极焊接4条焊缝，严禁漏焊、点焊与跑焊。11 施工工艺流程图12 焊接质量的检查与验收为确保工程施工质量，项目部实行水下焊接安装“三检”制度，并签订个人质量保证“承诺书”。“三检”制度即：自检、互检、专检。自检：即潜水焊工水下焊接完成后，自己对焊缝质量进行检查观察和探摸，自检合格后完成焊接过程；互检：同班潜水焊工水下作业时，在彼此自检完成某个单项焊接任务后，对同班潜水焊工的焊接完成情况进行合格性检查；专检：在工程施工全部焊接完成，并通过自检、互检合格后，申请业主和甲方监理进行的第三方专

20、业检验，确保工程施工质量达标。13 施工进度计划施工进度计划安排表3 码头钢管桩牺牲阳极阴极保护水下焊接安装工程进度计划表日期项目名称有效工作日 60 天施工设备、人员进场4天材料运输进场、验收与人员、设备同时进场安全技术交底1天牺牲阳极验收12天阳极安装48天水下摄影检查根据甲方和监理要求进行水下照相或摄影1天竣工验收1天整理资料交付2天撤离工地1天保证工期的控制措施13.2.1选择技术过硬、身体强壮的优秀骨干人员进场施工。13.2.2对牺牲阳极材料供应按时或提前进场，保证及时供货，密切关注工程进度情况，时刻掌握牺牲阳极材料消耗量，检查统计库存量，杜绝因材料供应不及时造成的误工、停工现象。1

21、3.2.3配备精良的机械设备，并经常检查、保养。对易损的部件、配件配备充足，一旦出现故障能及时排除，确保其具备良好的工作状态。13.2.4严格按计划工期进行施工，实行定班、定量、定时制，确定日工作目标，并进行统筹安排，合理规划、保证工作目标的实现。13.2.5时刻注意施工动态、把握好施工进度，在保证质量的前提下，加快施工进度。13.2.6施工阶段时间控制点是硬指标，施工前应测算出绝对工期下的投工的总量，依据工程量和投工总量决定投入员工人数，具备充足的劳动力投入。13.2.7抓好每一道工序的施工成功率，避免因不合格品的出现而造成返工。13.2.8根据工程需要，准备充足人力、机具随时调往现场，满足

22、工程需要。13.2.9保障牺牲阳极焊接安装工程在有效工作日60天内完成交付，如遇人力所不可抗拒因素，应及时跟甲方沟通，顺延工期。14 施工质量技术保证措施水下湿法焊接工艺保证14.1.1水下湿式法焊接作业，由持有有效水下湿法焊接证书和潜水员证书的合格潜水焊工进行水下焊接；14.1.2严格检查牺牲阳极焊脚的合格性，使用平板尺调整牺牲阳极上下脚平面是否处于同一个平面内；14.1.3检查和清理牺牲阳极表面的污染物、油污等；14.1.4严格控制水下牺牲阳极焊脚与钢管桩之间的海生物、锈蚀及防腐层的处理，必要时可采用打磨机打磨；14.1.5全面校正牺牲阳极焊接脚与钢管桩之间的粘合间隙，缝隙不大于2mm；1

23、4.1.6调节控制电焊机的焊接电流，正常情况下160180A，焊接电压：3645V；为保证焊接质量，可根据施工区域的海况、水深、含盐量等具体情况，进行水下试板焊接试验，调节合适的电流、电压；14.1.7焊材选用水下特种焊条TS202/THT208；14.1.8焊接焊机采用ZX7-400B型直流无极焊机，焊接回路采用直流正接法（DCSP）；14.1.9使用滑擦法起弧，支撑法进行水下湿法手工电弧焊；14.1.10支撑法焊接运条速度：100200mm/min，焊接角度水平方向焊条与钢管桩、牺牲阳极脚之间成45角，垂直方向与焊条运行方向成5060角。手工电弧焊质量管理14.2.1安排持有有效潜水员焊接

24、证书和持有有效潜水员证书的潜水焊工进行水下焊接施工；14.2.2指令持有有效证件的潜水焊工，经培训考核合格后，按水下湿法焊接工艺流程进行水下湿法焊接；14.2.3牺牲阳极焊接于钢管桩上，每支牺牲阳极脚的焊缝必须满足设计要求。自检、互检焊缝必须饱满，无点焊、漏焊、假焊等现象。14.2.4按设计标高将牺牲阳极与钢管桩焊成一体。14.2.5对焊接的牺牲阳极进行自检和互检，不合格产品进行返修，直至合格为止。14.2.6对焊接完成的牺牲阳极脚焊缝专检合格率100%，按比例进行水下摄影(或拍照），使业主和监理能看到焊缝的焊接效果，满足设计要求。14.2.7在摄影或照片上标示牺牲阳极位置、桩号、编号。14.

25、2.8若海水污浊，照片不清晰，不能提供给工程师查核验收，则由业主工程师指派潜水人员水中抽验。质量控制网络：质量控制的制度保证14.4.1建立以项目经理为主要负责人的质量管理和监控体系。14.4.2教育全体员工，保持全员质量意识理念，全员为工程质量负责和工作。14.4.3落实各级管理人员的质量责任制，树立质量第一观念；工序质量负责观念。实行奖优罚劣，重奖重罚的质量奖罚制度。定期按时进行质量检查。14.4.4推行质量目标管理，目标值要逐级落实。各极管理人员在安排生产时，就布置相应的质量目标，使施工全过程处于有控状态。14.4.5施工材料应在使用前进行检查，不合格的材料不得使用，未经认可的材料不得使

26、用，严禁使用以次充优材料。14.4.6特殊工种技术人员须持有有效证件上岗，或经培训考核合格后，方可上岗。14.4.7严格实行三检制度和工序交接的制度，对违反操作规程的人员，停工、停职。14.4.8制定行之有效的成品保护制，对破坏成品者，给予经济处罚和迟退。14.4.9积极主动配合甲方工地代表、质监部门领导的质量检验和验收，认真听取质量改进意见并落实措施。质量控制的检测与检验14.5.1牺牲阳极材料检验牺牲阳极交货时，厂家需提供化学成分分析报告及电化学性能测定结果等全套质检材料，如牺牲阳极质量检验书及合格证，其项目应符合JTS153-3-2007、GB/T49482002、GB4949-85、G

27、B/T17848-1999的有关规定。必要时应进行复验，并将复验结果提交给业主代表和监理。对牺牲阳极的规格尺寸、数量、质量进行复检，填写阳极质量规格检验记录。14.5.2牺牲阳极的外观检验牺牲阳极焊接施工前，应按JTS153-3-2007海港工程钢管桩防腐蚀技术规定的有关要求进行检验和确认，对牺牲阳极的外观、尺寸、质量、表面状况和阳极脚进行再一次的检查校正，牺牲阳极的表面不得沾有油漆、油污，并填写检查记录。安装前进行一次自然电位的检测并记录。14.5.3提供焊接材料的质量合格证、产品说明书。14.5.4牺牲阳极施工质量检验牺牲阳极焊接安装时，按照设计牺牲阳极的安装位置、安装标高，进行就位绑扎、

28、海生物清理、校正、水下焊接。对所安装牺牲阳极的水下焊接焊缝实行“三检”制度，并进行水下摄影（或照相）检查。对不符合要求的焊缝，及时修补。直至符合要求为止。14.5.5保护电位的检测在全部（或部分）完成水下牺牲阳极安装施工一周后，对钢管桩保护电位进行一次检测，测量电位必须达到设计要求。对达不到要求的，应分析具体情况及时采取重焊、更换或增补牺牲阳极等措施。15 文明施工与安全管理文明施工15.1.1参加牺牲阳极安装工程施工的操作人员和管理人员，施工前必须进行本公司及甲方安全技术交底培训，教育员工遵守各项有关安全制度，做到文明施工。15.1.2加强员工文明施工思想教育，遵守业主单位的厂规厂纪。不酒后

29、闹事、驾车、开船等。15.1.3团结友爱，做好与兄弟单位的协调和配合工作，文明施工。 OHS管理15.2.1树立安全第一思想意识，防止发生各类事故。所有进入施工现场的人员都要进行安全教育，并签订承诺书。严格贯彻“安全第一、预防为主”的方针，有效地将本工程各类事故控制在零。15.2.2严格执行公司的职业健康安全管理体系，对员工签订安全生产责任书，有效地保证各类重大事故发生为零、各类一般事故为零。15.2.3本工程项目指挥部OHS管理组织：成立OHS管理领导小组。对于本工程项目部成立OHS管理领导小组，负责落实OHS的实施。领导小组各职能部门管理人员分别履行各自的职责。15.2.4指定专职安全员，认真检查和辨识危险源，在关键位置悬挂警示牌和安全标语。15.2.5严格执行潜水安全作业手册和各项操作规程，不违章违令操作。15.2.6认真收听天气预报，并做好记录。对有大风、台风或暴风天气，应汇报上级主管，及时做好有效防范措施，收港避风。15.2.7针对具体情况，对突发