管道工程
强制电流阴极保护
设计方案
新疆奥睿博节能科技发展有限公司
目录
1、概述 (1)
2、设计方案 (1)
3、设计依据标准 (1)
4、设计指标 (2)
5、系统设计及安装 (2)
6、阴极保护系统仪器和材料 (7)
7、施工设计 (10)
8、施工技术要求 (12)
9、工程验收 (12)
10、效果监测 (12)
附录一：阴极保护材料表 (13)
强制电流阴极保护设计方案
1、概述
本工程总长度为58.7km，管道管径多数为D89mm，防腐层为黄夹克防腐层。由于管道所经地多为盐碱地，土壤电阻率较大，易选用外加电流阴极保护方式，对管道进行保护，达到延长使用寿命的目的。
2、设计方案
管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。设计1座阴极保护站。阴极保护站设计1处浅埋阳极地床、在靠近排气管处埋设1支长效硫酸铜参比电极、在阴极保护站设计安装1台直流电源。
3、设计依据标准
《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008
《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003
《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008
《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-2007
《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015
《锌-铝-镉合金牺牲阳极》GB/T4950-2002
《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-2006
《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》GB/T50698-2011
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4、设计指标
1、阴极保护设计使用寿命15年。有效保护期间管道极化电位应满足以下第2或3条要求。
2、施加阴极保护后，管道阴极极化电位为-0.85~1.25V（相对于CSE电极），应考虑排除IR降。
3、在阴极保护极化形成或衰减时，测取被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mV。
4、当土壤或水中存在硫酸盐还原菌，且硫酸离子含量超过0.5%时，通电保护电位应达到-0.95V或更负（相对于CSE电极）。
5、系统设计及安装
5.1阴极保护设计参数
（1）管道总长度: 约58.7km
（2）绝缘层: 黄夹克防腐层
（3）管道总表面积: 约16404m2
（4）阴极保护系统设计寿命： 30年
（5）土壤平均电阻率: 200Ω·m（0～2米深土壤层）
（6）管道保护电位: ≤-0.85V（CSE）
5.2阴极保护系统的设计计算
5.2.1保护电流密度的选取
根据管道外防腐层绝缘电阻和阴极保护电流密度的对应关系（见表1），选择本项目中的最小阴极保护电流密度为0.5mA/m2。
表1 电流密度和防腐层绝缘电阻的对应关系
5.2.2管道保护长度的计算 s
s p p
82R J D V
L ?????=
π
式中： L P － 单侧保护管道长度，m
V ? － 极限保护电位与保护电位之差，0.35V p D － 管道外径，0.089m
s J － 保护电流密度，0.5×10-3A/m 2 s R － 管道线电阻 Ω/m δ
δπρ)1000(p t
s -=
D R
其中：t ρ－ 钢管电阻率 Ω·mm 2/m p D － 管道外径 m δ － 管道壁厚 mm 本方案中：t ρ = 0.135Ω·mm 2/m p D = 0.089m s J = 0.5×10-3A/m 2
V ? = 0.35V (-1.20V ～-0.85V) δ = 4.5mm
计算得： s R ＝0.91×10-5Ω/m s
s p p
82R J D V
L ?????=
π
＝46925m L p =23.5km
阴极站管道保护长度达到23.5km，可对阴极站至其它方向延长线的部分
管道进行保护，当所保护管线实际所需的阴极保护电流密度＜0.5mA/m2时，阴极站的单边保护长度将大于计算值23.5km，反之则小于计算值23.5km。
5.2.3阴极保护总电流的计算
阴极保护总保护电流需要量计算如下：
I总=i×S=0.5×16404=8202mA=8.2A（其中S=16404m2）
5.2.4辅助阳极数量的选取
本方案辅助阳极选用高硅铸铁阳极，规格75*1500mm，因为工作电流密度大，每年的消耗率低。辅助阳极的经济数量按如下公式确定：
ρ
I
12
.0
n
w
= [A-1]
式中：
w
n－辅助阳极的经济数量
I－总保护电流（A）（I＝8.2A ）
ρ－土壤电阻率（m·Ω）（ρ＝200Ω·m）
故可得:
w
n＝13.9支
由于管道沿线的土壤电阻率的波动范围较大，并且部分管道处于盐碱地段，为了留有一定的设计余量，所以将阴极保护系统的辅助阳极设计数量选择为20支，采用浅埋式阳极地床，因此每个阴极站的单支阳极平均输出电流
是： I输=I A/
w
n=8.2/20=0.41A
5.2.5辅助阳极重量及规格的选取
辅助阳极重量：
k I
g
T
G ?
?
=
式中：G－辅助阳极总重量，kg
g－辅助阳极消耗率，kg/(A·a)
I－辅助阳极工作电流，A
T－辅助阳极设计寿命，a
k－辅助阳极利用系数，取0.70～0.85
其中：g＝0.5kg/(A·a)
T＝30a
k＝0.7
I＝8.2A
计算得G＝144.7kg；
选取高硅铸铁阳极作辅助阳极，其规格为Φ75×1500mm，该阳极在土壤
及淡水环境中的最大额定输出电流为≤50A/㎡,即2.5A/支。本项目阴极保护
站设计计算阴极保护系统的单支阳极输出电流分别是0.41A，远远小于最大
额定输出电流2.5A，而该阳极在推荐的电流密度下（≤50A/㎡,土壤及淡水环
境），可保证其使用寿命大于30年。
硅铸铁阳极化学成分见表1:
表1 高硅铸铁阳极化学成分 (%)
高硅铸铁阳极的允许电流密度为50A/m2，消耗率应小0.5kg/(A·a),其规格见表2:
5.2.6制电流阴极保护系统的电源功率计算
考虑实际中阳极地床接地电阻、防腐层绝缘电阻及回路电阻的变化,可
选用的恒电位仪规格为40V，30A。
5.3阴极站的设置
根据管道分布的实际环境及现场勘测的结果，本项目设计1座阴极站位于拟建门站内，在阳极地床附件建设阴极保护控制间（阴极保护控制间面积≥10平方米，阴极保护控制间要求通风良好），便于恒电位仪的维护管理及长时间安全稳定运行。
5.4阳极床分布位置设计
在本项目设计中，在阴极站设置一处浅埋阳极地床。阳极地床需位于管道一侧的空地，阳极地床位置与管道的距离根据场地条件尽可能远。在阴极通电点上部设置标示桩，这些标识桩的设置是为了保障阴极保护系统安全运行，为以后对阴极保护系统进行管理提供充足的信息。
5.5参比电极的选择及阴极保护电位监控设计
参比电极是恒电位仪的监控信号源，可以将阴极保护的电位信息传送给
恒电位仪，恒电位仪再做出相应的输出调节，从而达到监测阴极保护效果的目的。长效饱和Cu/CuSO4参比电极在土壤中使用时具有稳定，寿命长等优点，因此，本设计选用长效饱和Cu/CuSO4参比电极作为阴极保护系统通电点的控制参比电极，同时用于土壤中的管道的电位监测，汇流点的参比电极提供管道的阴极保护给恒电位仪。
5.6阴极保护系统的组成
在本方案中，每座阴极站有以下四个主要组成部分：
1）提供保护电流的站内设备（1套恒电位仪，一用一备一体化机）；
2）阳极地床（1处浅埋阳极，1根测试桩）
3）通电点（阴极保护通电点及参比电极的设置，包括1支长效参比电极，1支通电点标示桩）；
4）阴极保护电源与管道之间的阴极汇流电缆，以及阴极保护电源与阳极地床测试桩之间的阳极主电缆（包含阳极电缆标示桩、阴极电缆标志桩及转角桩）。
6、阴极保护系统仪器和材料
6.1 阳极地床
阳极地床是构成阴极保护回路的主要装置，长期埋在地下与土壤电解质接触，处于电解状态。本设计选用高硅铸铁阳极，共20支高硅铸铁阳极。
6.2 阴极保护电缆
本工程中根据不同的连接位置和用途选择不同横截面积的电缆进行连接。阴极保护系统的阳极主电缆、阴极主电缆和参比电缆均选用铠装电缆，电缆选用情况及数量根据现场情况待定。
6.3 阴极保护恒电位仪
6.3.1环境条件
工作温度：－15℃～＋45℃；
储存环境温度：－40℃～＋55℃；
相对湿度：20％～90％RH；
大气压力：86KPa～106Kpa；
使用电源：交流单相AC220V±10％50Hz±10％；
绝缘电阻：仪器的电源进线相对机壳的绝缘电阻不小于10MΩ。
抗电强度：仪器的电源进线对机壳能承受1500V（有效值），50Hz的试验电压，历时1min不出现闪络和击穿。
仪器额定输出电压和输出电流系列
额定输出电压：40V；
额定输出电流：30A；
输出电压、输出电流范围：输出电压的可调范围不窄于1%额定输出电压，输出电流的可调范围不窄于1%额定输出电流。额定输出值可根据用户要求而定。
软启动：仪器具有软启动功能；开机时，输出电流缓漫增加，直至达到预控值，无冲击电流现象。
6.3.2运行模式
手动调节运行模式、恒电位运行模式、恒电流运行模式。
手动调节运行模式：手动连续可调。
恒电位运行模式：恒电位控制范围可在0.000mV～－3000mV范围内连续可调。
恒电位精度：不大于5mV。
保护电位漂移：仪器在额定状态下连续工作24h，保护电位值变化不大于5mV。
当参比电极失效或仪器内部自控线路损坏等原因使仪器不能恒电位时，仪器自动切换至恒电流工作状态。
可手动调节输出的恒电流值。
恒电流设定范围：恒电流方式工作时，控制电流可在1%～100%额定输出的范围内连续可调。
恒流精度优于2﹪。
参比输入阻抗：输入阻抗大于1MΩ
电位误差报警功能：当保护电位偏离控制电位30 mV～100 mV时，仪器能声光报警。
负载特性：当负载变化时（最小值不小于1/3R dN），保护电位值的变化小于5mV，R dN为额定负载电阻。
过流保护
当输出电流为102％～110％额定输出电流值时，仪器自动进入限流工作状态，并发出声光报警。
当过流时间超过20秒后，仪器自动切换至恒电流工作状态。
仪器在电源输入端和输出端装有熔断器，当出现输出过载或短路时，切断电源。
断电测试功能
具有手动控制和远程控制两种控制阴极保护工作状态的功能，即连续供电工作状态和测试期间间歇供电（通12S，断3S）工作状态。
手动断电测试，通过开关选择，仪器进入间歇供电测试状态，通12秒、断3秒。
在测试期内，输出电流中断3S不报警，从断转通状态时不得出现电流冲击现象。
测试功能
仪表采用精度为±0.5％的数字表，可分别测量输出电压、输出电流、管地(保护)电位。
可监测交流输入电压。
6.3.3防雷保护
仪器的输入、输出端装有防雷击保护电路，并符合IEC1024的规定。
7.3.4参比信号抗干扰能力
抗交流干扰特性：在“参比电极”端子与“零位接阴”端子之间加入50Hz、30V干扰电压，保护电位值的变化不大于5mV。
抗瞬间干扰：参比输入端瞬间承受1000V过电后，仪器仍能正常工作。
7.3.5电源输入特性
电网电压在AC220V±10％50Hz±10％范围内变化，保护电位值的变化小于5mV。
7、施工设计
7.1、主系统部分
外加电流阴极保护主系统由电源设备、辅助阳极地床、参比电极及连接电缆组成。
阴极保护站内安装1套独立的电源配电箱为直流电源及日常维修提供电源。直流电源输入为三相50Hz 380V/20KVA交流电。
7.1.1辅助阳极采用深井式地床，地床位于距管道垂直距离≥70米处。阳极井深≥40米，井内安装埋设12支组装式金属氧化物阳极及导气管。
7.1.2 深井地床地表砌筑井座井盖用以保护导气管。
7.1.3.深井地床附近安装1个阳极接线箱，12根阳极电缆在接线箱内并联后由阳极汇流电缆引到直流电源。
7.1.4在站内距排气管0.2m处埋设1支长效硫酸铜参比电极，埋设深度为地面以下1.5m。
7.1.5电缆应按国家标准图集D164的要求铺沙盖电缆盖板敷设，埋设深度不小于0.8m。
7.1.6电缆选型为
阳极电缆 YJV220.5KV/1×16mm2
阳极汇流电缆 VV220.5KV/1×25 mm2
阴极电缆 VV220.5KV/1×16 mm2
参比电极电缆 VV-0.5KV/2×10 mm2
电源线 RVV-0.5KV/3×6 +1×4mm2
7.2、辅助部分
阴极保护辅助部分主要包括：测试桩的安装，部分绝缘装置的跨接等。
7.2.1.测试桩的安装
为便于及时掌握阴极保护设施的运行情况，大约间隔1Km安装1个测试桩。测试桩规格为Φ108×4×2900mm。
每支测试桩附近管道上方埋设1支长效硫酸铜参比电极，埋设深度为地面以下1.5m，参比电极电缆引入测试桩。
测试桩内的测量零电缆可焊接在排气管或排水井管上，焊点必须按规定的方法密封。
7.2.2 跨接
为了确保阴极保护管道的电性连接，管道中间的绝缘接头和螺栓连接的法兰应采用跨接电缆连接。跨接电缆型号为VV22-0.5KV/1×25mm2，管道与电缆的连接采用铝热焊方法焊接，焊点必须按规定的方法密封。
绝缘接头2侧焊接的跨接电缆引入接线桩，在桩内连接；螺栓连接的法
兰2侧直接用电缆跨接。
8、施工技术要求
8.1直流电源的安装应严格按说明书进行。电缆与设备的连接应先连接铜鼻子，然后再与设备相应的接线柱连接，并保证电气连接良好。
8.2阳极井的具体位置由设计人员根据设计及现场实际情况确定。辅助阳极安装施工应注意保护好阳极及电缆，特别应注意防止破坏电缆外皮。
8.3阳极接头的密封质量决定了阳极地床的使用寿命，故焊点的密封应严格按有关工艺进行并严格检验。
8.4电缆敷设上方间隔50米应埋设1个水泥电缆标志。
8.5采用铝热焊时，不允许1个焊点焊两根电缆，焊点必须按规定的方法密封。
8.6施工过程中，应及时测量并记录有关数据。
9、工程验收
根据有关标准所规定准则作为阴极保护工程验收合格标准，即阴极保护装置投入运行，测量(测试桩处)保护电位值应在-0.85V至-1.20V之间(相对饱和Cu/CuSO4参比电极，并消除IR降)。
10、效果监测
阴极保护装置投入运行后,利用测试桩，应每半年（或一年）监测保护电位和阳极组输出电流,并作相应的记录。对于保护电位和阳极组输出电流不符合标准和本设计要求，应请有关专业技术人员调查解决。
附录一：阴极保护材料表
中水管道工程施工组织设计 一、编制说明及工程概况 1.1编制说明 本施工组织设计是依据建设单位提供施工图、有关施工规及验收标准等进行编制的。本施工组织设计针对施工的主要施工法和措施、人员机具安排、质量进度计划控制及安全文明施工等进行阐述说明。 1.2编制依据 (1)《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001 (2)《混凝土结构工程施工及验收规》GB50204—2002 (3)《砖工程施工及验收规》GB50203—2002 (4)《建筑地基与基础工程施工及验收规》GB50202—2002 (5)《施工现场临时用电安全技术规》JGJ46－88 (6)《给水排水管道工程施工及验收规》CB50268－97 (7)《给排水标准图集》2002版 (8)《柔性接口给水管道支墩》03S505 1.3工程简介 本工程为岗污水处理厂厂外中水管道工程……乐凯大街中水管道（电化厂－东风路），管道长约3325米，管道最大设计水量为5万m3/d。由于施工条件限制，首先进行盛兴西路------隆兴路（J9----J11）段管道施工，管道长约1800米。而后再进行七一路---东风路、隆兴路----电化厂 1.3.1工程位置 DN800管中心线位于建设路路中心以西7米处，管线南起盛兴西路与建设路交口（J9），北至隆兴路与建设路交口（J11）。
1.3.2管径、管材与接口 本段中管道规格主要为DN800、DN400、DN300、DN200、DN150，管线采用柔性胶圈接口，管材为K9级球墨铸铁管。 1.3.3工程容 共铺设球墨铸铁管道DN800×1740米，DN400×216米，DN300×33米，DN200×34.7米及相应的阀门、管件安装。 1.3.4工程特点 本工程的特点是：工程量大，施工线路复杂，地下障碍物较多。 二、施工平面布署 见附录平面布置图 三、施工案及主要技术措施 将工程分成两段施工，以天鹅路为分界线，均由南向北逆水流向进行施工。 3.1工程测量 3.1.1.根据建设单位提供的城市平面控制网点的位置、编号、精度等级及其座标和高程数据，确定管网的线位和高程。 3.1.2.根据施工图上座标位置，用经纬仪先放出管线的位置，然后确定管沟及井的位置。 3.1.3.由于管道中心桩在施工中要被挖掉，为了便于确定中线及井的位置，在施工时不受干扰，在易于保存桩位的地，测设施工控制桩。 3.1. 4.管线中心线距离可用钢卷尺丈量，在有坡度地丈量时，应进行倾斜修正，距离相对误差不应大于1/1000。 3.1.5.管线定位完成后，控制点应按顺序编号，并做好控制点的座标记录。 3.1.6.在管线起点、终点、井位的附近，留临时水准点，管线临时水准点间距40-50m一个，临时水准点标志明显、安放稳固。
管道对阴极保护电流的屏蔽检查任何一个罐区、清管站、计量站，就会很容易发现一边是要求所有电器仪表接地一边是要求绝缘，比如储罐的油管安装绝缘接头，在罐体上引出的压力、温度变送器和储罐之间也安装绝缘接头，这样做的目的都是为了避免储罐通这些设施接地。另一方面也会注意到储罐底板周边还有很多人为的接地点。出现这种混乱状态的原因是因为各个专业之间缺少沟通，美誉协调和配合，这样的结果是安装很多不必要的设施。建议站场内所有接地极均采用锌或者镀锌扁钢、圆钢，设计阴极保护系统时，增大容量，将所有接地极纳入阴极保护的范围，不再安装绝缘接头等绝缘设施。绝缘设施和接地设施储罐阴极保护是最近十年来才在我们国家实行的防腐技术，对其保护效果还没有做过认真的调研，因此，有必要进行一次全面的调查。对目前阴极保护的效果作出评估。阴极保护和防雷接地牵扯到了阴保和电气两个专业，两套规范。设计人员必须要进行必要的沟通交流，兼顾对方专业的利益。目前采用的电气防雷接地规范以及阴极保护规范也要进行相应的修改，是设计人员在现场施工的时候有据可依。管道在穿越公路或者铁路的时候，基于对地基的影响，普通情况下都需要安装金属套管。金属套管对管道的阴极保护将产生不利的影响，而目前普遍采用的套管内安装牺牲阳极的做法也存在一定局限性。 管道对阴极保护电流的屏蔽对于长输管道大多数采用外加电 流阴极保护的方式。在套管穿越处一般情况下都会采用钢套管，这里的防腐蚀质量一般都会很差，或者在穿越的时候损坏很严重。由于套
管与主套管之间的空隙，阻碍了外加电流的流动，不能到达套管内主管道表面，也就是说，阴极保护电流受到屏蔽。目前，普遍的做法是在套管中安装牺牲阳极，并将套管两端密封，防止土壤、水分金属套管，而这种方式也有一定的弊端。 套管与主套管之间没有短路套管内没有进水或者没有土壤 外加阴极保护电流不能到达主套管表面。管道表面如果有凝析水安装在主套管上的牺牲阳极会对管道起到一定的保护作用，由于凝析水的电阻率很高，其保护效果还需要进一步的研究。
外加电流阴极保护设计原则及考虑外加电流阴极保护设计，根据工艺计算对保护范围宜增加10%的余量，对于埋地管道的工艺设计，一般对管道保护长度留有10%的余量。 外加电流阴极保护设计时，一般均已新建结构物或已建结构物的实际条件为基础。在参数选择、设计计算中只要与管道本身参数相符合，其设计往往是成功的。随着时间年限的延长，结构物上的防腐层逐渐老化，破损增多，使所需阴极保护电流增大有效保护范围缩小。因此设计中应对阴极保护所需电流密度的变化做充分的考虑，通常办法是对结构物保护范围留有一定的余量。 ②外加电流法阴极保护设计中，辅助阳极的设计寿命应与被保护结构物相匹配。对各种不同结构物均应考虑辅助阳极的可更换性。对于埋地管道的外加电流法阴极保护，其辅助阳极的寿命一般不小于20年。 辅助阳极的寿命是保障外加电流法阴极保护系统有效工作的关键。辅助阳极失效，将使阴极保护系统中断工作。对于可更换的辅助阳极系统，如船舶或其他工业设备装置中辅助阳极系统，从经济上考虑不必选择昂贵的、寿命很长的阳极。而对于不可更换或很难更换的辅助阳极系统，如埋地管道辅助阳极系统，则应保证其设计寿命。 ③外加电流法阴极保护设计时，应充分注意保护系统与外部金属结构物之间的干扰问题，以及外部信号可能对保护系统产生干扰的问题。 在被保护金属结构物周围往往还存在着一些其他的金属结构物，如埋地管道周围的情况。这就要求在外加电流法阴极保护设计时应充分考虑这一点。 另一方面，埋地管道周围密集其他金属结构物存在于阴极保护电场中，将不可避免的改变电场电力线的分布，产生对埋地管道阴极保护的屏蔽作用。在严重情况下，可在被保护结构物上形成阴极保护的死角。由此产生保护不足甚至导致阴极保护失效。同时也导致阴极保护运行成本增加。 处于直流电力输配系统、直流电气化铁路、邻近外部结构物阴极保护系统或其他直流源影响范围内的埋地金属结构物，易遭受杂散电流干扰影响而产生腐蚀破坏，从而导致被保护物迅速的电解腐蚀，使其阴极保护系统遭受严重的干扰破坏。当埋地金属结构物位于交流电气化铁路、高压交流电力系统接地体附近时，通过阻抗耦合、感抗偶合或容抗偶合，将会遭受交流干扰而产生腐蚀破坏。
第一篇施工组织设计 第一章编制依据 第二章工程概况 第一节工程概况 第二节工程质量要求及验收标准 第三节工程期限 第四节施工设想 第三章施工技术方案 第一节施工准备工作 第二节管道工程施工
第一章编制依据 根据招、投标文件要求，本施工组织设计依据以下文件编制： 1．《江宁足球基地供水工程施工图》。 2．《市政工程质量检验评定标准》。 3．《给水排水管道工程施工及验收规》GB50268-97。 4．本工程现场踏勘情况。 第二章工程概况 第一节工程概况 江宁足球基地供水工程，设计管材主要采用双面埋弧螺旋焊管。 1.给水管道工程 a.管材及接口：给水管道工程主要采用DN300双面埋弧螺旋焊管。管道接口采用焊接 连接，管顶实际覆土小于0.7米时。 b.阀门井、排气井砌筑。 第二节工程质量要求及验收标准 根据招、投标文件规定，本工程按建设部现行市政工程质量检验评定标准和施工规验收。本工程质量要求为合格。 第三节工程期限 根据招标文件规定，本工程施工工期为25日历天。
第四节施工设想 我们投入最优秀的施工管理人员和性能合格的机械设备，形成最佳组合，充分发挥我们的特长，确保工程在25日历天完工，质量达到合格等级。 第三章施工技术方案 第一节施工准备工作 在施工前首先应做好以下施工准备工作： 1．熟悉施工图纸，如发现图纸问题，及时与设计部门联系解决。认真学习有关技术规，安全操作规程及质量检验评定标准，制定本工程质量控制、试验、安全、文明施工的具体实施细则。 2．测量放样 （1）中心线控制 进场交桩后，根据业主提供的工程中心线进行复测。放出中桩后，上报监理请其复验、批准，同时填写测量复核记录。 （2）水准点控制 根据业主提供的场水准点，用水准仪将水准点引至道路沿线自己设的临时水准点上，并进行往返闭合，闭合精度需符合《工程测量规》GB50026-93中的要求。 （3）做好水电接入及文明施工准备，及时组织人员和机具设备、材料进场。 第二节给水管道工程施工 1．施工工艺流程
阴极保护的基本知识 阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。 阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构。 保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止（或可忽略）时所需的电位。实践中，钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE），也就是说，当金属处于比-0.85V（CSE）更负的电位时，该金属就受到了保护，腐蚀可以忽略。 阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护是钢质储罐防腐蚀的最经济的手段之一。 网状阳极阴极保护方法 网状阳极阴极保护方法是目前国际上流行且成熟的针对新建储罐罐底外壁的一种有效的阴极保护新方法，在国际和国内都得到了广泛应用。网状阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。阳极网预铺设在储罐基础中，为储罐底板提供保护电流。 网状阳极保护系统较其它阴极保护方法具有如下优点： 1)电流分布均匀，输出可调，保证储罐充分保护。 2)基本不产生杂散电流，不会对其它结构造成腐蚀干扰。 3)不需回填料，安装简单，质量容易保证。 4)储罐与管道之间不需要绝缘，不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。 5)不易受今后工程施工的损坏，使用寿命长。 6)埋设深度浅，尤其适宜回填层比较薄的建在岩石上的储罐。 7)性价比高，造价仅为目前镁带牺牲阳极的1倍；虽然长期由恒电位仪提供
管道施工方案1.方案范围
洁净管道施工方案 1．配管施工 管道施工作业程序： 1.1管材切割预制 ?切割前确认配管表面无有害痕迹、破损。 ?配管切割时使用手磨机缓慢进行切割，当管径大于25A时，须保持切面直度(90°±0.5)。 ?管道横放水平固定，防止切屑进入管内。
?配管切割后清除杂质。 ?切割后如管上附有切屑或其它杂质，用无尘布料擦试。 ?切割后用专用的切面加工器处理切面，使端面平整。 ?进行切面加工时，为防止切屑进入管内，使加工面处于下流，加工后，使切面朝下 ?切面加工完成后，确认切面处理是否良好。 ? 1.2 管道安装 1.2.1 一般规定 1）管道安装应具备下列条件 ?与管道有关的土建工程已检验合格，满足安装要求，并已办理交接手续。 ?管道组成件及管道支撑件等已检验合格。 ?管子、管件、阀门等，内部已清理干净，无杂物。对管内有特殊要求的管道，其质量已符合设计文件的规定。 2）法兰、焊缝及其他连接件的设置应便于检修，并不得紧贴墙壁、模板或管架。 脱脂后的管道组成件，安装前必须进行严格检查、不得有油迹污染和杂质。 1.2.2 阀门安装 1）阀门安装前，应检查填料，其压盖螺栓应留有调节余量。 2）阀门安装前，应按设计文件核对其型号，并应按介质流向确定其安装方向。 3）当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时，阀门应在关闭状态下安装。 4）当阀门与管道以焊接方式连接时，阀门不得关闭；焊缝底层宜采用氩弧焊。 5）水平管道上的阀门，其阀杆及传动装置应按设计规定安装，动作应灵活。 1.2.3 支、吊架安装 1）管道安装时，应及时固定和调整支、吊架。支、吊架位置应准确，安装应平整牢固，与管子接触应紧密。
标题：阴极保护基本原理[精华] 内容： 一、腐蚀电位或自然电位 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。 相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)，不同金属的在土壤中的腐蚀电位（V） 金属电位（CSE） 高纯镁 -1.75 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌 -1.10 铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝 -0.80 低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁 -0.50 混凝土中的低碳钢 -0.20 铜 -0.20 在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。 二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较： 土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V） 被保护结构相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞 钢铁（土壤或水中） -0.85-0.75 0.25 -0.778 钢铁（硫酸盐还原菌）-0.95-0.85 0.15 -0.878 三、阴极保护 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。本人认为，
施工组织设计 一、工程概况 1、小河、天赐湾—乔沟湾—榆炼原油管道输送工程全长60.17公里，阴极保护工程全长60.17公里。设计年输油量70万吨。设计压力6.4MPa，钢管选用20#无缝钢管。 2、施工技术要求和执行标准 2.1执行标准：《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006-90、《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》SY/T0023-97、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003、《埋地钢质硬质聚氨脂泡沫塑料防腐保温层技术标准》SY/T0415-96。 2.2施工技术要求：执行设计施工图和设计变更技术文件。 二、编制依据 1.《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY 0007-1999 2.《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SY/T 0036-2000 3.《阴极保护管道的电绝缘规范》SY/T 0086-2003 4.《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SYJ36-89 5.《埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法》SYJ29-87 6.《埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范》SY/T0019-1997 7.《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006-90 三、施工准备 1、技术准备 1.1本项榆炼原油管道防腐保护施工应具有完整齐全的施工图纸和设计文件。 1.2备齐设计单位明确提出本项榆炼原油管道防腐保护施工的技术规范要求和标准。 1.3项目部结合工程实际情况提出施工方案，并进行技术交底。
1.4所用原材料应具有出厂合格证及检验资料，并抽样检查，抽样率不少于3%。 1.5制定详细的安全生产操作规程，做好防火、防毒工作，并制定出具体措施。 1.6制定文明施工措施，坚持绿色环保施工，确保环境安全卫生。 1.7结合甲方安排，准备针对本工程的开工报告，办理榆炼原油管道阴极保护施工工作票，施工记录，质量检验表格。 1.8准备齐全施工记录、自检记录、气象记录、施工日记等。 2、组织准备 2.1施工准备框架图（下见图） 2.2原材料准备 2.2.1我公司按ISO9001质量体系标准，建立了完善的质量保证体系，我们选择了国内外多个原材料供应厂家作为合格的分供商。与此对应，建立了可靠的原材料供应网络以及相应的原材料接、检、保制度。 2.2.2储备充足的施工用材料，主要包括：恒电位仪、高硅铸铁阳极块、参比电极、测试桩等。 3、人力资源配置 本工程我公司拟投入精干的熟练技工（人力资源配置如下表）参加本项施工。施工过程中可根据施工进度及业主要求随时调整劳动力的供应，及时满足施工需要，保证高质量按工期完成施工任务。 3.1开工前所有劳保用品要齐全，施工人员的食宿要安排好。 3.2开工前结合本工程的特点，对所有参加本工程施工的人员进行设备的技术操作培训，必要时进行技术安全考试，文明施工教育，不合格者不得上岗工作。 3.3组织专业施工队伍，以项目经理为主体，并和施工队长、质量检查员、安全监督员、工程技术人员、材料员组成管理层，应少而精。 3.4对施工人员定岗定责，基本固定施工作业区，按区明确作业责任区，坚持
外加电流阴极保护基本概念 我们都知道常用的阴极保护方法有两种，一种是牺牲阳极阴极保护，另外一种是外加电流阴极保护，前面我们关于牺牲阳极阴极保护的案例已经讲过很多了，今天我们重点讲一下外加电流阴极保护。 外加电流阴极保护，简单点说就是在回路中串入一个直流电源，借助辅助阳极，将直流电通向被保护的金属，进而使被保护金属变成阴极，实施保护。在工程中主要是用于保护金属管道和储罐不被电化学腐蚀。外加电流阴极保护的目的就是防止金属电化学腐蚀。 在对金属管道阴极保护施工过程容易出现两种情况：第一种情况是地下管网在出地面后没有与地上部分进行金属绝缘隔离。第二种情况是地下接地网与地下管道接触，造成短路导通，造成阴极保护系统不能正常工作。 管道与管道连接的设备是与接地网连接的，也就是说，地上管道是与接地导通的。所以要使阴极保护系统正常工作，必须将地上管道与地下管道之间做隔离，第一方法是在地上管道与地下管道之间加装绝缘隔离接头;第二种方法是在地下管道与地上管道之间加装法兰隔离措施，在法兰处加装绝缘垫片，同时在法兰螺栓处加装绝缘套管和绝缘垫片。采用这种的法兰连接方法后，
法兰两侧的管道就被电气隔离了。法兰连接后，要求做连续性测试，如果测试结果是导通的，说明垫片有破损或者某个套管有损伤导致法兰导通。如果测试结果是断开的，说明采用这种措施达到了电气隔离的目的。阴极保护系统实际应用过程中，大部分采用第一种方法，也就是在地下管道与地上管道之间加装绝缘隔离连接头。 外加电流阴极保护在大面积和大电流环境中，经济效益比较高，而且电流可以调节，使用寿命较长，而且保护范围比较大，因此在大的管道工程中有着无法取代的地位，但是外加电流阴极保护施工，大部分工作内容在地面以下，属于隐蔽工程。而一些问题通常是在后期检查、测试的时候才发现。这时候项目临近中交，地面基本硬化完成，设备也安装完成。一旦发现问题，处理起来，费时费力，既增加成本，又影响工期。所以，要在施工过程中，分析潜在的风险和容易出现的问题，及时采取相应措施来规避这些风险、处理好这些问题，从而确保进度、质量和成本控制，使项目顺利竣工，投入运营。
管道工程 强制电流阴极保护 设计方案 新疆奥睿博节能科技发展有限公司
目录 1、概述 (1) 2、设计方案 (1) 3、设计依据标准 (1) 4、设计指标 (2) 5、系统设计及安装 (2) 6、阴极保护系统仪器和材料 (7) 7、施工设计 (10) 8、施工技术要求 (12) 9、工程验收 (12) 10、效果监测 (12) 附录一：阴极保护材料表 (13)
强制电流阴极保护设计方案 1、概述 本工程总长度为58.7km，管道管径多数为D89mm，防腐层为黄夹克防腐层。由于管道所经地多为盐碱地，土壤电阻率较大，易选用外加电流阴极保护方式，对管道进行保护，达到延长使用寿命的目的。 2、设计方案 管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。设计1座阴极保护站。阴极保护站设计1处浅埋阳极地床、在靠近排气管处埋设1支长效硫酸铜参比电极、在阴极保护站设计安装1台直流电源。 3、设计依据标准 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008 《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003 《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-2007 《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015 《锌-铝-镉合金牺牲阳极》GB/T4950-2002 《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-2006 《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》GB/T50698-2011 1
4、设计指标 1、阴极保护设计使用寿命15年。有效保护期间管道极化电位应满足以下第2或3条要求。 2、施加阴极保护后，管道阴极极化电位为-0.85~1.25V（相对于CSE电极），应考虑排除IR降。 3、在阴极保护极化形成或衰减时，测取被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mV。 4、当土壤或水中存在硫酸盐还原菌，且硫酸离子含量超过0.5%时，通电保护电位应达到-0.95V或更负（相对于CSE电极）。 5、系统设计及安装 5.1阴极保护设计参数 （1）管道总长度: 约58.7km （2）绝缘层: 黄夹克防腐层 （3）管道总表面积: 约16404m2 （4）阴极保护系统设计寿命： 30年 （5）土壤平均电阻率: 200Ω·m（0～2米深土壤层） （6）管道保护电位: ≤-0.85V（CSE） 5.2阴极保护系统的设计计算 5.2.1保护电流密度的选取 根据管道外防腐层绝缘电阻和阴极保护电流密度的对应关系（见表1），选择本项目中的最小阴极保护电流密度为0.5mA/m2。 表1 电流密度和防腐层绝缘电阻的对应关系
给排水管道施工方案 施工单位: 审批：审核：编制：
、 .二、编制说明编制依据 三、施工程序 四、施工准备 五、施工技术及质量要求 六、安全技术措施 七、劳动力配置计划 八、主要工、机具计划和手段用料计划 九、检验、测量器具配备表
一、编制说明 1、*******有限公司5万吨/年丁苯橡胶有各类给排主水管线约7734 米，分别为新鲜水管线、生产给水管线；低压消防给排水管线；达标外排污水管线；高压消防水管线；循环给水管线；循环回水管线；生活污水管线；雨水、净下水管线；事故污水及初期雨水管。其中管材最大管径为DNIOOOmm ，最小管径为 DN15mm。为确保施工质量，特编制此施工方案。 2、全厂给排水管道管材一览表：
3、施工中要加强管理，严格控制每一道质量控制点，上一道质量控制点自检与监理共检不合格时，不允许进入下一道质量控制点的安装。 ①材料验收；②定位放线：③管道基础及筑井施工：④管道安装及组对； ⑤管道焊接：⑥管道防腐；⑦管道试压；⑧管道隐蔽；⑨中间交接。 二、编制依据 (1)给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97 (2) 建筑给水排水设计规范》GBJ16-87 ⑶钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》SY/T0414-98 ⑷现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
(5)《******有限公司5万吨/年丁苯橡胶工程招标文件》 (6)全厂给排水施工图纸(中国天辰工程有限公司) 三、施工程序 1、地下管道施工程序 四、施工准备 1、施工技术准备 1.1参加由建设单位组织的四方(设计单位，建设单位，监理单位， 施工单位)图纸会审，并做好记录 1.2编制并报审施工方案，施工前对施工人员进行详细的技术父底。 1.3组织施工人员认真熟悉图纸，施工方案，技术资料，安全技术措施。
摘要:对阴极保护方法进行优缺点比较,提出强制电流法最适合作为埋地管网阴极保护的方法,同时结合工程实例进行阐述,证明强制电流法阴极保护对埋地复杂管网防腐蚀的有效性。 关健词:管网;区域性阴极保护;强制电流法;牺牲阳极法 在一些大型厂厂区,地下输油、输气、输水、热力管道纵横交错,随着地下管网投运时间的延长,涂层已趋于老化,再加上运输和安装过程中的涂层破损,因此地下管网的水、气腐蚀泄漏问题已经成为各生产企业安全生产的重大隐患之一。在生产过程中泄露事故时有发生,导致管道设备非计划检修、更换,甚至影响到企业的生产运行,造成巨大的直接、间接损失。所以,对整个厂区埋地管线进行区域性阴极保护已被越来愈多的企业所重视。对运行管网采取防护措施,势在必行。对地下管道实施阴极保护,是国内外公认的一项经济和有效的防护措施,可节省挖沟堵漏、换管道、重作防腐层等的大笔费用,又能延长管道寿命20~25年,带来巨大经济效益和社会效益。阴极保护通过对受保护金属设施进行阴极极化,使之变成一个大阴极,进而防止和减缓金属的腐蚀。对于大型企业密集型管网的阴极保护,由于其复杂的地理环境和条件,阴极保护的实施仍具有许多技术难点。 1阴极保护方法 1.1牺牲阳极法
牺牲阳极法是选择一种比被保护金属更为活泼的金属作为阳极,与被保护金属连接,阳极在电解液(土壤或其他环境)中优先分解,释放出电流供被保护金属阴极极化,原理与电池类似。早在 1824 年英国的 Davy 第一个提出用锌块来保护船舶,以后逐步推广到港湾设施,地下管道和化工机械设备等方面。牺牲阳极法具有电流分散能力好、不需要外加电源和专人管理、不会干扰临近金属设施、施工方便等优点,同时还可起到排流的作用。因此,目前在阴极保护中使用仍很广泛。在某些场合(例如没有外加电源),只能采用牺牲阳极法阴极保护。 1.2强制电流法 强制电流法又称外加电流法。它是由外加的直流电源直接向被保护金属构筑物施加阴极电流使其发生阴极极化。它由辅助电极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆所组成。外加电流法具有输出电流连续可调,保护范围大,不受环境电阻率的限制,保护装臵寿命长以及工程越大越经济等优点。 1.3两种阴极保护法比较 牺牲阳极法和外加电流法各有其优缺点,见表1。在某些场合下,可能采用牺牲阳极法的优点多些,而在另外一些场合,则采用强制电流法可能更合适 2 阴极保护方式选择 阴极保护方式有强制电流法和牺牲阳极法两种,究竟选用哪种方
强电管道工程施工组织设计方案
第一章编制依据 一、编制依据 1、繁峙县南循环工程设计图纸； 2、《建筑电气安装工程图集》JD5； 3、我公司工程技术管理及机械设备装备情况。 二、编制说明 1、我公司在监理工程师的监督、检查和指导下，严格按照招标文件、设计图纸和技术规范的要求，精心组织、精心施工，把繁峙县南循环工程建成优质工程。 2、我们的质量目标是确保中标工程一次性交验达到合格工程。施工中，我们将建立健全质量保证体系，精心施工，科学管理，确保质量目标的实现。 3、根据本工程设计特点、功能要求，本着对业主资金合理利用，对工程质量的高度责任感，我们的编制原则是“经济、合理、优质、高效”。 4、本施工组织设计的编制，由项目部总工程师组织技术负责人、质检、
试验、安全等有关人员，共同研究、商讨、编制。根据本工程特点，力求施工组织设计重点突出，实施性强。 5、本施工组织设计是根据施工现场为基础，结合各种施工技术规范。为实现畅通工程、提高城市综合运输能力”作贡献。本着“质量第一、安全第 一、确保工期，精心组织，精心施工”的宗旨而编制。 6、本施工组织设计包括道路工程和管道工程的施工方案。我公司将严格照本施工组织设计的内容，认真组织工程的实施。在分项工程开工前，我们将编制更为详细的施工方案。
第二章工程概况 一、工程概况 1、南环K0+000～K5+339.818长5.340公里，路基宽度为23米，（其中K3+600～K4+350段路基宽度为20米）。 2、管道布置 南环（23米路基宽）位于道路中心线以北9.62米，南环（20米宽路基）位于道路中心线以北9.25米。 3、管材、管件及基础 强电管道管材纵向采用三层排列9根φ200玻璃夹砂电缆管，横向采用φ200热镀锌钢管。基础采用30㎝厚3：7灰土基础，垫层采用C15豆石混凝土厚度为10㎝。每60m设一个强电检查井。 4、构筑物 （1）检查井尺寸：2000（L）×1500（W）×1900（H），370砖砌井墙，C25混凝土盖板。 （2）井盖口：240砖砌。
管道外加电流阴极保护 设计案 上海xxx设计研究总院 二〇一二年十二月三日一、概述
管道由1条DN1428低碳钢焊接管组成，总长约1.5Km,采用顶管和开挖排管相结合的施工法进行敷设。 根据类似工程数据，管道埋设深度土层的平均土壤电阻率5～10Ω·m。 全部钢管外防腐均采用熔融环氧粉末防腐涂层。顶管连接焊缝处采用专用液态环氧树脂补口涂料涂封。 二、设计案 本工程敷设的管道口径较大、埋设深度深、采用顶管法敷设在中继间切割及密封焊接会造成该处管道外涂层损伤。因此管道阴极保护选用外加电流法。 管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。清水管道在两端各设计1个阴极保护站。每个阴极保护站在距管道30～50m处设计1座深井阳极、在靠近排气管处埋设1支长效硫酸铜参比电极、在阴极保护站设计安装1台直流电源。 中间流量井1处需采用电缆跨接确保管道良好电连续连接。 本工程顶管施工完成后大部分工作井不拆除，由于其混凝土井壁、井底会对外加电流产生屏蔽使井浸在水中或土中的管道无法获得有效保护，为此在每个井设计安装埋设2支镁合金牺牲阳极对井管道实施阴极保护。 三、设计依据的标准及规 1、GB/T21448-2008埋地钢质管道阴极保护技术规。 2、GB/T21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测量法。 3、SY/T0086-95阴极保护管道的电绝缘标准。 4、SYJ4006-90长输管道阴极保护施工及验收规 四、设计指标
1、阴极保护设计使用寿命20年。有效保护期间管道极化电位应满足以下第2或3条要求。 2、施加阴极保护后，管道阴极极化电位为-0.85~1.25V （相对于CSE 电极），应考虑排除IR 降。 3、在阴极保护极化形成或衰减时，测取被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mV 。 4、当土壤或水中存在硫酸盐还原菌，且硫酸离子含量超过0.5%时，通电保护电位应达到-0.95V 或更负（相对于CSE 电极）。 五、技术设计 5.1、设计参数 管道自然电位：-0.55V 最小保护电位：-0.85V 最大保护电位：-1.25V 管道金属电阻率（普碳钢）：0.135Ω·mm 2/m 平均保护电流密度：0.002A/m 2 平均土壤电阻率：10Ω·m 钢管外径×壁厚：1428×14mm 5.2、设计计算 5.2.1单位长度管道纵向电阻计算： δδπρ?-?=)(,0D R T 式中：R 0——单位长度管道纵向电阻（Ω/m ）
地下管道 阴极保护施工方案 编制人： 审核人： 审批人： 编制单位：管道工程有有限公司 2012年 7 月 6日
目录 一、工程概况 ------------------------------------------------------------- 二、编制依据 ------------------------------------------------------------- 三、施工准备 ------------------------------------------------------------- 四、阴极保护施工方案------------------------------------------------------ 五、质量管理措施 --------------------------------------------------------- 六、HSE管理措施---------------------------------------------------------- 七、施工计划及主要机械设备------------------------------------------------
一、工程概况 水管线区域性阴极保护，采用强制电流对场站埋地管道进行阴极保护，采用柔性阳极作为辅助阳极。 主要施工内容包括2台恒电位仪安装、1台控制器、1300m柔性阳极安装、12个参比电极安装、2处通电点、12处均压点、10处测试点的安装， 二、编制依据 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-2007 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008 《电气装置安装工程电力变流设备施工及验收规范》GB50255-96 《电气装置安装工程线路施工及验收规范》GB50168-92 《电气装置安装工程35KV以及下架空电力线路施工及验收规范》 GB50173-92 三、施工准备 1．技术准备 1)所有施工材料合格证、检验报告完成报验手续。 2)施工方案编制完并经审批。 3)施工前组织施工人员熟悉图纸、方案，并进行技术交底。 2．材料验收 1)施工主材材料的出厂合格证。 2)恒电位仪安装使用说明书。 3)按照装箱清单核对设备的名称、型号、规格、箱号并检查包装箱情况。 4)检查参比电极外壳是否有破裂。 5)电缆规格符合施工图纸要求。 3.现场准备 1)埋设柔性阳极的沟槽与埋地管道同时进行。 2)柔性阳极组埋设场地的施工道路畅通。 3)被保护管道的阴极通电点焊接管道段已装到位。 4)现场电缆沟已进行开挖。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍外加电流阴极保护辅助阳极的选择及计算 河南汇龙刘珍为大家讲解辅助阳极又称阳极接地装置，阳极地床。它是外加电流阴极保护中不可缺少的重要组成部分，辅助阳极的好坏决定了阴极保护系统的使用寿命和保护距离，也决定了外加电流阴极保护系统的保护效果，如果处置不当，则阴极保护系统无法正常运行，甚至还坏对其他进出产生杂散电流干饶。恒电位仪通过辅助阳极把保护电流送入土壤，经土壤流入被保护的管道，使管道表面进行阴极极化(防止电化学腐蚀)电流再由管道流入恒电位仪负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解池，管道为负极处于还原环境中，防止腐蚀;而辅助阳极进行氧化反应，遭受腐蚀，也可能是周围电解质被氧化。 阴保站的电能60%消耗在阳极接地电阻上，故阳极材料的选择和埋设方式、场所的选择，对减小电阻节约电能是至关重要的。阳极材料必须有良好的导电性能，在与土壤或地下水接触时有稳定的接地电阻，即使在高电流密度下，其表面的极化较小;化学稳定性好，在恶劣环境中腐蚀率小;有一定的机械强度并便于加工和安装;价格低来源方便。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍一般来说，阳极埋设地区的土壤越潮湿，土壤电阻率越低，阳极埋设越深，阳极床的接地电阻越小。有时，当土壤和阳极床的地质结构不能满足阳极接地电阻的要求时，会采用在阳极地床的回填区域添加一些极化剂，以增加土壤导电性能，减少地床接地电阻。 1、辅助阳极埋设位置的选择 辅助阳极与管道距离愈远电流分布愈均匀，但过远会增加引线上的电压降和投资。从实测数据来看辅助阳极距汇流点200米以内时，对电流分布影响较大，远于300米后影响就不大了。故在长输管道的干线上阳极一般设在距管道300～500米之间为宜。管道较短或油气管道较密集的地区，采用50～300米之间是合适的。花格线设计是450m，对于土壤电阻率很大的地区是否过远，是值得研究的问题。因此对处于特殊地形、环境的管道，辅助阳极的距离和埋设方式应根据现场情况慎重选定。 在阴保站址选定的同时，应在予选站址与管道的一侧选择阳极安装的位置，其原则是： (1)地下水位较高或潮湿低洼处;
中华人民共和国石油天然气行业标准埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范 Design specification of impressed current Cathodic protection for buried steel pipeline SY/T 0036-2000 主编单位：中国石油天然气管道勘察设计院 参编单位：江汉石油管理局勘察设计研究院 批准部门：国家石油和化学工业局 石油工业出版社 2000北京
前言 根据原中国石油天然气总公司[98]中油技监字第33号文《关于下达一九九八年石油天然气工业国家标准行业标准制修订项目计划的通知》，《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SYJ 36-89的修订工作由中国石油天然气管道勘察设计院负责主编，由江汉石油管理局勘察设计研究院参加编写。 本次修订按照原标准编制的分工，"辅助阳极"一章仍由江汉石油管理局勘察设计研究院负责，其余各章由中国石油天然气管道勘察设计院负责。 本次修订是在广泛征求设计单位及相关单位的意见，并在总结了近十年来的实践经验和技术发展基础上进行的，本修订版本除保留了原规范行之有效的内容外，还参照国外技术标准补充了新的内容。 本次修订增加了"术语"、"系统调试"，对"保护准则"、"最大保护电位"和"保护电流密度"作了较大修改。 本规范由中国石油天然气集团公司提出，由中国石油天然气集团公司规划设计总院归口。 本规范由中国石油天然气管道勘察设计院负责解释。 本规范从生效之日起，同时代替SYJ 36-89。 本规范于1990年6月首次发布，本次为第1次修订。 主编单位：中国石油天然气管道勘察设计院。 参编单位：江汉石油管理局勘察设计研究院。 主要起草人胡士信徐快贾恒耀 1 总则 1.0.1 为了统一埋地钢质管道(以下简称管道)强制电流阴极保护系统的设计，制订本规范。 1.0.2 本规范适用于新建和已建管道外壁的强制电流阴极保护系统的设计。 1.0.3 管道强制电流阴极保护系统的设计，除执行本规范外，尚应符合国家现行的有关强 制性标准规范的规定。 2 术语 2.0.1阴极保护cathodic protection 通过阴极极化控制电化学腐蚀的技术。阴极保护有牺牲阳极法和强制电流法。 2.0.2强制电流impressed current 又称外加电流。通过外部电源施加的电流。 2.0.3辅助阳极impressed current anode 旧称接地阳极。与强制电流电源的正极相连，仅限于以导电为目的的电极。 土壤中常用的辅助阳极有石墨阳极、高硅铸铁阳极、钢铁阳极、磁性氧化铁阳极和柔性阳极。 2.0.4最小保护电位minimum protective potential 金属达到完全保护所需要的、绝对值最小的负电位值。 2.0.5最大保护电位maximum protective potential 阴极保护条件下，允许的绝对值最大的负电位值。 2.0.6测试桩test station 从埋地管道上引出的，用于测量阴极保护参数的装置。 2.0.7IR降IR drop 电流在介质中流动所造成的电阻压降。 注：测量管道保护电位中，IR降为有害误差，应予排除。 2.0.8腐蚀电位corrosion potential 腐蚀体系中金属的电极电位。 2.0.9自然电位natural potential 无外部电流影响的腐蚀电位。
管道阴极保护基本知识 内容提要： ◆阴极保护系统管理知识 ◆阴极保护系统测试方法 ◆恒电位仪的基本操作 一、阴保护系统管理知识 （一）阴极保护的原理 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极法 将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。 在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。
牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。 2、强制电流法（外加电流法） 将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。如图1-4示。 图1-4恒电位方式示意图 外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应，因此，辅助阳极本身存在消耗。 阴极保护的上述两种方法，都是通过一个阴极保护电流源向受到腐蚀或存在腐蚀，需要保护的金属体，提供足够的与原腐蚀电流方向相反的保护电流，使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流。两种方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同。一种是利用电位更负的金属或合金，另一种则利用直流电源。