第四章 ：要求
4.1  设计
4.1.1 保护准则。阴极保护系统应当维持相对于硫酸铜参比电极（CSE）至少-0.850 V的极化罐-水电位；或者，在浸水罐表面与储罐内的与水接触的电极之间维持至少100 mV的阴极极化。能够测量出极化过程的形成和衰减以满足本项保护准则。
注意：（1）本项准则仅适用于那些没有因为与更贵金属，如铜、黄铜、钝性不锈钢连接而形成腐蚀电池的钢质水罐；（2）如果罐-水电位更负超过-1.050伏（硫酸铜参比电极）会在钢与防腐涂层的界面上产生氢气，并且会使浸水的防腐涂层起泡。
4.1.1.1 电位测量。测量电位时应没有电压梯度（IR降）的影响。长效参比电极可以安置在罐内水里任何位置。
4.1.2 总体设计。按照本标准提供的阴极保护系统应当达到并维持此保护准则（见4.1.1）。强制电流系统的设计应当包括对水罐资料（见前言III.A）和保护准则（见4.1.1）的评价。
4.1.2.1 输出电流容量。应当根据阴极保护所需要的估计的电流密度确定整流器的标称电流容量。所需要的电流密度应当以总的浸水裸露表面的单位面积安培数来表达。应当确定每一特定水罐的电流密度，并且，电流密度取决于水的电导率、防腐涂层的状况、温度、充气状况和流量。
4.1.2.2 输出电压容量。按照欧姆定律，输出电压容量是保护电流需要量和总的电路电阻的函数。电路电阻包括阳极对于水的电阻、导线电阻以及防腐涂层电阻。
4.1.2.3 阳极配置。阳极排列应当提供和维持保护电流均匀的分布，并且不得超出4.1.1节规定的电位限制。阳极排列应当在阳极系统设计寿命内始终如一地提供和维持低电路电阻，并且应设计成能够防止与水罐发生电气短路。
4.1.2.4 立管电路。对于直径等于或者大于30英寸（750 mm）高架水罐立管，应提供额外的系统能力。立管实施阴极保护时，应提供分开的控制电路。
4.2  系统部件
4.2.1 自动整流器。整流器设备应当用硅或硒整流元件提供全波整流。整流器应当能够在其额定容量的1%至100%范围内改变电流输出。
整流器应当能够自动调节电流输出，从而使罐-水电位维持在保护准则的±25 mV以内（见4.1.1）。
应当配备保护和监测设备，包括断路开关、电路断路器、输出电压表、安培计、电位计，以及电涌、防雷和过载保护。
用于控制电流输出的罐-水电位应当从安置在水罐电解质里的长效电极导出。
注解：可以用额外的控制电路限制整流器的最大电流输出，从而为特定的防腐涂层限定罐-水电位值。
4.2.2 参比电极。淡水用途首选硫酸铜参比电极。用于测量罐-水电位以控制电流输出的永久性参比电极应当设计成最少十年时间维持连续浸没在水里稳定的电位，并且仅仅按制造商推荐意见的最小维持量。参比电极的电位漂移应小于10 mV。参比电极导线应当绝缘。
4.2.3  阳极材料
4.2.3.1 季节性或临时型阳极。季节性或临时性阳极应采用铝合金，并且应是均匀侵蚀的合金。
4.2.3.2 长效阳极系统。长效阳极系统的阳极设计寿命应至少为十年。长效阳极应采用高硅铸铁、镀铂铌、镀铂钛，或者采用钛底材的混合金属氧化物，除非采购方另有规定。应当根据阳极材料的消耗速率和系统的电流输出，选择阳极的数量和尺寸。
4.2.3.3 电缆绝缘。阳极导线应当绝缘。
4.2.4 阳极悬挂系统。所有悬挂材料和导线应按照水罐内的条件设计成最少十年的使用寿命。
4.2.4.1 容易结冰的水罐的阳极悬挂系统。容易结冰的水罐的阳极悬挂系统应当设计成能够抗结冰影响而不损坏。有三种悬挂系统：A型为水平悬挂系统，B型为可伸长的垂直悬挂系统，C型为悬挂的直立系统。每种系统的悬挂方法如下：
4.2.4.1.1 水平悬挂系统：水平悬挂系统应固定在一定高度位置上，防止接触冬季操作维持的高水位所发生的结冰。浸水的辐射状绳索系统应结在锚桩上，锚桩应焊接或者用螺栓固定在水罐侧壁上。绳索系统还可包括浮子帮助系统在水罐内定位。
4.2.4.1.2 B型可伸长的垂直悬挂系统：可伸长的总成设计成可以随着结冰的移动而拉伸，并且，没有结冰时可以恢复到垂直位置。可伸长的总成应固定在马蹄钩上，马蹄钩是焊接或者用螺栓固定在水罐顶板上的。
4.2.4.1.3 C型悬挂的直立系统：对于悬挂的垂直阳极系统，一个辐射状绳索系统在浮子上浮动。线状阳极从浮动支架上悬挂下来，并且焊接或者用螺栓固定或者附加重块连接到水罐顶板。
4.2.4.2  不结冰的水罐的阳极悬挂系统。不结冰的水罐的阳极悬挂系统包括下列系统类型：水平的和垂直的。这些系统的悬挂方法应当如下：
4.2.4.2.1 水平系统：一个浸水的圆形绳索系统应当固定在锚桩上，这些锚桩是焊接或者用螺栓固定在水罐侧壁上的。绳索系统也可包括浮动浮子，帮助水平系统在罐内定位。
4.2.4.2.2 垂直系统：垂直悬挂阳极系统的阳极导线应当固定在马蹄钩上，马蹄钩焊接或者用螺栓固定在罐的顶板上。
注解：对于所有垂直悬挂的阳极系统，应配备手孔，手孔上有可拆卸的带密封垫片的盖子，这样，不必进入罐内就可以更换或者检查这些阳极了。
4.2.5 接线。水罐外的所有接线应当用刚性钢质导线管安装，并且应当符合美国国家电气规范NFPA 70以及所有适用的地方法规的要求。
4.3  安装
4.3.1 总则。采购方应当评价水罐内的所有工作，以确定是否需要消毒。所有消毒工作应当按照ANSI/AWWA C652标准执行，并且，应由采购方负责，除非采购方另有规定。
交流供电电路上应配备外部断路开关，并且整流器外壳应恰当接地。
整流器应当安装在离地面一定高度，以方便采购方需要时容易对整流器进行保养。
阳极应安装在规定位置，悬挂方法应符合采购方的技术规范。
应当注意确保所有导线和所有电气接头防水，并且确保正导线与水罐结构之间不发生短路。正导线应连接到这些阳极上，负导体应恰当连接到受保护的构筑物上。
正导线应避免使用或者尽量少用水下夹子。正导线与阳极的导体之间的连接应当牢靠、确保导电性，并要密封，防止水气渗透。
在水罐内，每支长效参比电极只应采用一个电气夹子。
注解：水罐各部分之间的电连续性是必要的。焊接水罐要确保电连续性，但是螺栓连接的或者铆接的水罐可能需要使罐的各部分实现电连接。
4.3.2 清洗。安装完成后，施工单位应当清除干净所有垃圾和难看的杂物，并使场地达到完好如初，像项目开始前那样整洁。
4.3.4 材料。材料应当符合《安全饮用水法案》以及其他联邦的、州的、省的和地方政府的要求。法规是会改变的。因此，制造商和采购方有责任验证当前有效的联邦的、州的、省的和地方政府的指导要求。