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新建埋地钢质燃气管道强制电流阴极保护设计(新编版)
Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
新建埋地钢质燃气管道强制电流阴极保护
设计(新编版)
摘要：论述了新建埋地钢质燃气管道阴极保护方法的选择，强制电流法阴极保护设计主要参数的确定、工艺计算、工程设计注意事项及应用实例。
关键词：埋地钢质燃气管道；阴极保护；强制电流法；设计
DesignofImpressedCurrentCathodicProtectionforNewBuriedStee lGasPipeline
GA0Peng，WANGYa-ping，KANGZhi-gang，LIZhi，ZHANGYan
Abstract：Theselectionofcathodicprotectionmethodsfornewburiedsteelga spipeline，
thedeterminationofmaindesignparametersforimpressedcurrentc athodicprotection，theprocesscalculation，themattersneedingattentioninengineeringdesignandtheapplica tionexamplearediscussed.
Keywords：buriedsteelgaspipeline；cathodicprotection；impressedcurrent；design
钢质燃气管道因发生电化学腐蚀往往对社会造成严重危害，实践证明控制管道腐蚀的主要方法是防腐层和阴极保护[1] 。CJJ95—2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》对城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制进行严格的技术规定，强制要求新建的高压、次高压、公称直径≥100mm的中压管道和公称直径≥200mm 的低压管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制措施，管道运行期间阴极保护不应间断。
1新建钢质燃气管道阴极保护方法选择
阴极保护技术有两种方法：强制电流法和牺牲阳极法。不论何种方法，合理有效的阴极保护系统都可以获得良好的保护效果，防
止腐蚀产生危害。选择阴极保护方法时考虑的主要因素有：管道防腐层性能，工程规模，保护电流大小，环境条件，土壤电阻率，管网现状，交、直流干扰情况，有无经济方便的电源，工程造价等。
强制电流法的优点是[2]
：输出电流连续可调；保护范围大；不受环境电阻率限制；工程越大越经济；保护装置寿命长。其缺点是：需要外部电源；对邻近金属构筑物干扰大；维护管理工作量大。
牺牲阳极法的优点是[2]
：不需要外部电源；对邻近构筑物无干扰或干扰很小；投产调试后管理工作量小；工程越小越经济；保护电流分布均匀，利用率高。其缺点是：高电阻率环境下不宜使用；保护电流几乎不可调；防腐层质量必须好；投产调试工作复杂；消耗有色金属。
在城市燃气行业阴极保护中，强制电流法和牺牲阳极法都有广泛运用。长输管道一般采用强制电流法，市内管道一般采用牺牲阳极法。也有部分城市针对市内在役管道增加阴极保护项目时采用强制电流法为主，并辅以牺牲阳极法[3、4]
。
新建燃气长输管道一般采用绝缘性能优良的3PE防腐层，需要的阴极保护电流比较小，在实践中一般采用强制电流法，其设计主要按照SY/T0036—2000《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》进行。对于土壤电阻率特别高，不适宜采用牺牲阳极的地方，也建议采用强制电流法。
2强制电流法设计主要参数的确定
2.1土壤电阻率的测试
土壤电阻率的影响有两方面：阳极地床处的土壤电阻率决定辅助阳极的种类、规格、埋设位置；管道沿线的土壤电阻率影响电流密度的大小。
2.2阴极保护电流密度的选择
影响保护电流密度参数的因素很多，主要有被保护管道的表面状况(防腐层类别及质量)、环境条件(如温度、介质状态、pH值、含盐量及种类、含氧量、微生物活动等)和被保护金属种类等。对不同类型的外防腐层和土壤介质，强制电流法阴极保护电流密度的选择
在实践中差别较大。
有文献描述阴极保护电流密度与防腐层绝缘电阻有对应关系，可以用以下经验公式表达[2]
：
式中ip
——阴极保护电流密度，mA/m2
Rg
——防腐层绝缘电阻，Ω·m2
也有文献描述阴极保护电流密度与土壤电阻率有关联，认为对埋设在以高电阻率、低腐蚀速率为特征的腐蚀性较小的土壤中的钢管，阴极保护所需要的电流密度要大大小于埋设于低电阻率、高腐蚀性土壤中的管道。将电流密度与土壤电阻率的关系用以下公式表达[5]
：
lgip
=-lgρ+1.54(2)
式中ρ——土壤电阻率，Ω·m
在阴极保护实践中，对于新建管道的强制电流法电流密度选择一般根据不同的防腐层类型，选择范围为0.05～0.40mA/m2 。建议在设计中可以按照表1选择电流密度。
表1管道外防腐层类别与电流密度的选择
外防腐层类别
石油沥青
聚乙烯胶带
三层PE
保护电流密度/(mA·m-2
)
0.30～0.40
0.10～0.20
O.05～0.10
2.3阴极保护效果判据
保护电位是表征阴极保护效果的重要指标，阴极保护系统的保
