新建埋地钢质燃气管道强制电流阴极保护设计(新编版)

城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计城镇燃气供应是现代城市生活中不可或缺的一部分，而城镇燃气管道的安全性是保障城市居民生活安全的重要环节。

埋地钢质管道作为城镇燃气输送的主要管道，受到外界环境的侵蚀，容易出现腐蚀现象，为了保护钢质管道，阴极保护技术成为一种重要的保护措施。

下面将介绍城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计。

阴极保护技术是一种利用外部电流或天然电位来减缓导体腐蚀速率的技术。

在城镇燃气管道阴极保护设计中，需要考虑以下几个方面：防腐涂层、阴极保护电位、阴极保护电源以及监测系统。

首先，防腐涂层是阻隔钢质管道与外界环境的直接接触，起到抵御腐蚀的作用。

在设计防腐涂层时，需要考虑涂层的材料、厚度以及施工方式等因素。

一般选用的防腐涂层材料有环氧煤沥青、环氧涂料等。

涂层的厚度要满足一定的要求，以确保有效地阻隔锈蚀物质的渗透。

施工时要注意涂层的均匀性和质量，以免出现漏涂或涂层粘接不牢等问题。

其次，阴极保护电位是阴极保护系统的重要参数。

钢质管道的腐蚀速率与管道周围溶液的电位有关，通过提供负电位以调整电位差，可以减缓或抑制钢质管道的电腐蚀。

在设计阴极保护电位时，需要考虑管道材质、土壤性质以及周围环境因素等因素。

在正常情况下，一般将阴极保护电位设置为-0.85V到-1.1V之间，来达到较好的防腐蚀效果。

但需要根据具体情况进行调整。

阴极保护电源是提供阴极保护电流的装置，其作用是为阴极保护系统提供所需的电流。

常见的阴极保护电源有直流电源和交流电源。

在设计阴极保护电源时，需要考虑电源的工作稳定性、电流容量以及维护保养等因素。

为了确保阴极保护电流的稳定性和可靠性，可以选择双电源供电系统或备用电源供电系统。

最后，监测系统是对阴极保护系统运行状态进行监测和控制的重要手段。

通过监测系统可以实时了解阴极保护系统的运行情况，并及时发现可能存在的问题。

常见的监测参数包括管道电位、管道电流、土壤电阻等。

监测系统可以采用有线传输或无线传输方式，以实现远程监控和管理。

城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计河南邦信防腐材料有限公司2017年3月31日随着城镇燃气地下管网的迅速发展，钢质管道的腐蚀与防护问题也日益突出。

为了延长埋地钢质管道的使用寿命，确保城镇燃气供应安全、可靠，通常采用阴极保护方法保护埋地钢质管道。

1 阴极保护设计1．1 阴极保护类型的确定阴极保护属于电化学保护，是利用外部电流使金属腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术。

埋地钢质管道阴极保护分为强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种[2～7]。

强制电流阴极保护主要适用于郊区等地下管网单一地区的燃气主管道或城镇燃气环网。

其优点是输出电流大而且可调，不受土壤电阻率影响，保护半径较大；系统运行寿命长，保护效果好；保护系统输出电流的变化可反映出管道涂层的性能改变。

其缺点是需设专人维护管理，要求有外部电源长期供电，易产生屏蔽和干扰，特别是地下金属构筑物较复杂的地方。

牺牲阳极阴极保护主要适用于人口稠密地区和城镇内各种压力级制燃气管道。

其优点是不需外加电源，施工方便，不需进行经常性专门管理，不会生屏蔽，对其他构筑物也不会产生干扰，保护电流分布均匀、利用率高。

其缺点是输出电流小，保护范围有限；需定期更换，不能实时监测输出电流分的变化，也不能反映管道涂层的状况。

根据以往的经验和我们的实践得知，城镇燃埋地钢质管道宜采用牺牲阳极阴极保护来减缓土壤对管道的电化学腐蚀。

1．2 阴极保护电流的确定要使埋设的燃气管道得到充分的保护，就要证有足够的电流使管道不受到腐蚀。

钢质管道廖的小保护电流是阴极保护设计重要的参数之一，其计算公式如下：I=AIP (1)式中I——管道所需保护电流，mAA——管道总表面积，m2IP——保护电流密度，mA/m2保护电流密度Ip是根据管道的防腐层种类、好坏来确定的，新建沥青玻璃布防腐管道所需的Ip约0.1mA/m2，新建三层PE管道所需的Ip约0.001 mA/m2，旧管道的Ip取0.3mA/m2。

强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是一种使用电流进行阴极保护的措施，通常用于金属结构的防腐。

以下是一个强制电流阴极保护系统的设计方案，包括系统组成和原理。

1. 系统组成：(1) 阴极保护源：通常是一个直流电源，用于提供保护电流。

(2) 电流传输装置：由电缆、连接头等组成，用于将阴极保护源的电流传输到受保护金属结构上。

(3) 保护电流分配装置：用于将阴极保护电流分配到受保护金属结构上的各个部位，以确保整个金属结构均受到保护。

(4) 测量监控装置：用于监测和测量阴极保护电流的大小和金属结构的电位，以便及时调整和控制电流的分配。

(5) 接地系统：用于提供电流回路的接地，形成一个完整的电流回路。

2. 工作原理：强制电流阴极保护系统的工作原理基于阴极保护原理，通过将保护电流引入金属结构，形成一个保护电流环路，从而达到防止金属结构腐蚀的目的。

当阴极保护系统开始工作时，阴极保护源提供直流电流，通过电流传输装置将电流输送到受保护金属结构上。

保护电流分配装置将电流按需分配到各个部位，以保证整个金属结构均受到保护。

测量监控装置实时监测金属结构的电位和保护电流的大小，当发现电位过高或保护电流不足时，会发出警报并调整电流的分配，以实现最佳的阴极保护效果。

接地系统起到了提供电流回路的作用，使得电流能够流经金属结构，形成一个完整的闭合回路。

良好的接地系统也能够有效降低结构上的电位，提高阴极保护的效果。

3. 设计要点：(1) 选择合适的阴极保护源：根据金属结构的大小和防腐要求选择合适的阴极保护源。

一般来说，阴极保护源需要能够提供稳定的直流电流。

(2) 合理布置电流传输装置和保护电流分配装置：根据金属结构的形状和大小，合理布置电流传输装置和保护电流分配装置，确保保护电流能够均匀分配到各个部位。

(3) 选择合适的测量监控装置：选择合适的测量监控装置，能够实时监测电位和电流，并具备报警和调整功能，以确保阴极保护系统的稳定工作。

现役埋地燃气钢质管道极阴极保护的设计分析确定了阴极保护的建造理念之后，本篇文章简单叙述了该理念的具体实施步骤，准确分析了燃气管道阳极的材料选用。

与此同时还将每一个步骤的数据进行了检测，简化镁阳极的运用方法。

在设计理念之上。

我们需要在实际中去应用，弥补埋地钢制管道因防腐层存在针孔、老化以及缺陷等保护不足，从而达到延长管道的安全使用寿命的目的。

标签：现役燃气管道；阴极保护；牺牲阳极；钢制管道1 管道阴极保护方法的选择燃气管道埋于地下需要经过特别的处理，其电极的阳极按照规定必须用化学包装材料进行包装，与此同时阴极的一端就不用包装起来。

燃气管道的阴极保护有很多种措施，我们要根据燃气管道的实际需求，选择适当的燃气保护材料。

在城市燃气行业的阴极保护中，固定电流法和牺牲阳极保护阴极法最为广泛应用。

除了牺牲阳极保护阴极的方法，我们还可以针对部分特殊城市，进行高效的特殊举措。

按照埋地钢质燃气管道技术准则的规定，流程中的一切步骤都需要经过相关部门的批准。

在整个工程竣工之后，要高标准的进行验收，使用专业的仪器，并且雇佣专业的团队进行验收。

2 牺牲阳极法设计主要参数的确定2.1 土壤电阻率的测试再对燃气管道进行地下装置时，我们需要掌握整个流程的数据，尤其是土壤电阻率，它直接影响着燃气管道阳极的种类和规格。

地下的情况相对于地上来说较为复杂，土壤中有各种腐蚀因素，这些腐蚀因素都会干扰电离子的浓度和含水量。

土壤中的各种物质因素，都会影响钢管的使用期限，水质中之所以会出现电离子浓度过高的现象，是因为钢管的单调性导电性较好。

我们可以根据地底下的钢管分泌物或残留物，检测出钢管的安全质量及使用年限。

2.2 阴极保护电流密度的选择埋地钢管流程中的各种数据都需要掌握，尤其是阴极保护电流的密度，它的影响因素非常多，需要保护其表面的结构。

燃气管道埋于地下需要经过特别的处理，其电极的阳极按照规定必须用化学包装材料进行包装，与此同时阴极的一端就不用包装起来。

强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是一种用于防止金属管道、储罐和其他设施的腐蚀的有效技术。

它通过向金属结构施加一个外部电流，从而使其成为阴极，从而防止金属的腐蚀和腐蚀产生的问题。

本文将介绍强制电流阴极保护系统的设计原理和方法。

一、系统的设计原理强制电流阴极保护系统的设计原理基于电化学保护原理。

金属在电化学条件下容易发生腐蚀，而通过向金属施加一个外部电流，将其变成一个阴极，进而防止金属的腐蚀。

这种通过外加电流改变金属电位的方法来保护金属称为电化学保护。

强制电流阴极保护系统一般采用直流电源，通过接地电极将外部电流引入金属结构中，使其成为一个阴极。

通过控制外部电流的大小和方向，可以有效地防止金属的腐蚀。

系统还需要监测金属结构的电位和外部电流的大小，以便及时调整电流大小和方向，从而实现对金属的有效保护。

1. 电源系统设计强制电流阴极保护系统的电源一般采用直流电源，其输出电流和电压需要根据具体情况来确定。

一般来说，电流的大小需要根据金属结构的大小和特性来确定，一般情况下，外部电流密度需要在2-4A/m²的范围内。

电压的选择需要考虑到电源的稳定性和金属结构的电阻，一般而言，系统的输出电压需要在10-20V之间。

接地系统是强制电流阴极保护系统中非常重要的一部分，它通过接地电极将外部电流引入金属结构中。

接地电极的数量和位置需要根据金属结构的大小和形状来确定，一般情况下，需要确保接地电极的电流密度均匀并且能够覆盖整个金属结构。

强制电流阴极保护系统需要通过监测金属结构的电位和外部电流的大小来实现对金属的有效保护。

监测系统一般包括电位监测装置和电流监测装置。

电位监测装置需要能够实时监测金属结构的电位变化，并且能够发出报警信号。

电流监测装置需要能够实时监测外部电流的大小和方向，并且能够自动调整电流的大小和方向。

强制电流阴极保护系统在设计时需要考虑到其安全性。

系统需要具有过载保护和短路保护功能，以及可以实现对整个系统的远程监控和控制。

( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改燃气管道强制电流阴极保护(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes燃气管道强制电流阴极保护(标准版)管道的强制电流法阴极保护主要由外加直流电源和辅助阳极接地床构成。

基典型系统如图10-32所示。

图10-32管道的强制电流阴极保护系统1—整流器2—连接头3—阳极电缆4—交流输入5—焦炭6—辅助阳极7—参比电极8—管道9—接电压表阴极一、强制电流保护的设备与装置强制电流保护的设备与附属装置，如图10-33所示。

它包括直流电源、辅助阳级、绝缘法兰、测试桩和检查片。

图10-33管道阴极保护示意1—流电源2—整流器3—阳极4—被保护管线5—绝缘法兰6—测试桩7—检查片(一)电源设备阴极保护系统中，需要稳定的直流电源，能保证长期持久的供电。

阴极保护电源是阴极保护的重要设施，低电压、大电流是其特点。

一般情况下应优先考虑市电，或各类站、场稳定可靠的交流电源。

当使用农用电时，必须装有备用电源或不间断供电的专门设备。

对于无市电地区，强制电流阴极保护电源还可以选择太阳能电池、高容量蓄电池、无人管理的密闭循环发电机组等。

这些电源设备都应具备；输出电压、电流可调；可长期连续供电，可靠性高；寿命长；易于维修保养；对环境适应性强；具有过载、防雷、故障保护装置。

1.整流器的类型整流器是一种将交流电转变为直流电的装置。

它结构简单，易于安装，无转动元件，操作维护都方便。

自然空冷式整流器元件的选择取决于所需性能及周围温度和天气的影响。

新埋地钢质管道的阴极保护问题及原设计阴极保护
范围内的主干管道更新问题
新埋地钢质管道的阴极保护问题
(1)今后新增加的原阴极保护区域内的埋地管道，应尽可能采用PE管，少量必须采用钢管的，其中压管道及埋设在城市道路下的低压管，直接与原有被保护管道连接，纳入原有的保护范围进行保护。

(2)对原来已埋设的煤制气干管现转为天然气干管，由于口径大，长度长，表面积也比较大，为避免对原有的阴极保护系统产生不良影响，在与老管网连接前，先采用绝缘接头绝缘后再进行碰管。

碰管以后，再根据实际情况，采取不同形式的阴极保护措施加以保护。

(3)对于新增设的大规模主干钢质管网，应在施工设计的同时进行阴极保护设计，并在管道施工的同时进行阴极保护设施施工。

原设计阴极保护范围内的主干管道更新问题
(1)原设计保护范围内的中压主干管、分配管、低压主干管，在的确需要更换的条件下，凡原是钢管的仍用钢管替换。

(2)在原设计保护范围内的中压、低压主干管道需要更换，原本是钢管，但由于现场情况不能用钢管替换的，一律采用PE管替换。

为了不影响阴极保护效果，在埋设PE管时，同时埋设一条电缆与两端钢管连接(电缆截面由阴极保护设计单位确定)，避免
破坏阴极保护电流的传输。

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、概述 、设计方案 、设计依据标准 、设计指标 、系统设计及安装 、阴极保护系统仪器和材料 、施工设计 、施工技术要求 、工程验收 、效果监测 附录一：阴极保护材料表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/T50698-201114、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。

( 安全论文 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改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 lGasPipelineGA0Peng，WANGYa-ping，KANGZhi-gang，LIZhi，ZHANGYanAbstract：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] 。

在役埋地钢质燃气管道追加阴极保护系统的设计孤Isslen在役埋地钢质燃气管道追加阴极保护系统的设计重庆大学城市建设与环境工程学院夏阳张玉梅重庆市前沿石油天然气工程勘察设计有限公司阮金华摘要:根据《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》(cJJ95--2003)l~相关要求对某高压管道追加阴极保护系统.分析了强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护的适用条件,论述了深井阳极地床强制电流阴极保护系统设计主要参数的确定,工艺计算及应用实例.关键词:埋地钢质燃气管道阴极保护系统深井阳极地床防腐层和阴极保护结合使用是控制管道腐蚀的有效方法.《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程~(CJJ95--2003)对城镇燃气埋地钢质管道的腐蚀控制进行了严格的规定:"仅有防腐层保护的高压,次高压,公称直径≥150mm的中压在役管道应逐步追加阴极保护系统".西南地区某市的次高压燃气管道于1979年建成,管道规格为D219~8rnlYl,使用特加强级石油沥青防腐层,经过30Y的运行,防腐层老化严重.2008年对管道全线进行外腐蚀检测,防腐层绝缘电阻率为410～7751Q?ITI,平均值为2323Q?IFI,防腐质量属于"差"的级别,防腐层缺陷点较多,平均2.55个/km.为了防止腐蚀的继续发生,消除或减缓管道的安全隐患,保证管道的可靠运行,决定对该次高压燃气管道追加阴极保护.本文对主要参数的确定,工艺计算等方面进行了探讨.1追加阴极保护系统的选择率,管道及周围管网现状,交/直流电干扰情况,有无经济方便的电源,工程造价等.强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护比较见表1.表1两种阴极保护技术优缺点对比保护技术优点缺点输出电流连续可调;强制电流保护范围大;需要外部电源:不受环境电阻率的限制:对临近金属构筑物干扰大;阴极保护维护工作量大;工程越大越经济;有可能出现过保护.保护装置寿命长.不需要外部电源;高电阻环境下不宜使用:对临近金属构筑物无干扰或干保护电流几乎不可调;牺牲阳极扰小;防腐层质量必须好,不然牺牲投产调试后管理丁作量小;阳极消耗较快;阴极保护工程越小越经济;投产后调试工作复杂保护电流分布均匀,利用率高:消耗有色金属(镁合金,锌合一般不会出现过保护.金.根据该次高压燃气管道的实际情况,对强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种方法进行专家论证和技术经济比较后决定:使用以强制电流阴极保护为主,并辅以牺牲阳极阴极保护的方案.强制电流阴极保护系统见图1.1.1阴极保护方法的选择应用于城市燃气管道阴极保护的方法有两种:强制电流阴极保护(包括:深井阳极和浅埋阳极)和牺牲阳极阴极保护.不论是使用何种方法,合理有詈效的阴极保护系统都可以获得良好的保护效果,防止管道腐蚀的进一步发生.选择阴极保护方法时主要考虑的主要因素有:管道防腐层性能,工程规模,所需最小保电流发大小,蚧】))2009年第5期上海煤气整流器外壳条件,土壤电阻图1强制电流阴极保护系统示意1.2阳极地床及辅助阳极的选择强制电流阳极保护按照辅助阳极地床的不同,可分为浅埋阳极地床(0n图l1和深井阳极地床.由于辅助阳极工作性质确定了阳极处于电解状态,这就要求在设计辅助阳极地床时,要考虑两个方面的问题:(1)N极材料的消耗;(2)I~H极气体产物的溢出, 防止阳极"气阻"的产生.前者是阳极材料本身的性能,后者则取决于阳极地床的结构.通常辅助阳极应在焦炭回填料地床中工作,可以解决上述两个问题.阳极地床及辅助阳极的对比见表2和表3.表2阳极地床的选择阳极地床类型考虑内容浅埋阳极深井阳极一般适用于长输管道一般适用于城市内管网,长输管适用地区或地质条件不宜安装道,站内密集管网和地表电阻率高深井阳极的地区而地下电阻率低的地区占地面积l00-15Om6-10nl埋深2～5m30～l0Om气阻不容易产生施工不当,容易产生施工比较简单,施工费旖工技术难度大,施工费用较局;技术经济性用低;阳极一般为高硅阳极一'般为高硅铸铁,金属氧化铸铁,价格便宜物,价格较高容易产生屏蔽,部分管道无法得到有效的阴屏蔽问题比较少,局部个别管段可保护有效性能无法得到有效的阴极保护;对临极保护;对临近埋地金属构筑物影响较大近埋地金属构筑物影响较小表3辅助阳极的选择辅助阳极类型适用环境高硅铸铁盐渍土,海滨土,酸性或硫酸根离子含量较高土壤高电阻土壤和覆盖层质量较差,处于复杂管网或地柔性阳极下构筑物的管道钢铁阳极一般土壤,高电阻土壤石墨阳极一般土壤金属氧化物阳极一般土壤对于城市周边的阴极保护站,只要地质条件允许,建议采用深井阳极地床,以减少阴极保护电流对临近埋地金属构筑物的影响,并减少征地范围,避免地床在运行中遭到破坏.综合考虑各种因素的影响,最终决定在管道沿线设置三处强制电流深井阳极地床阴极保护站,辅助阳极材料选用钛基氧化物阳极(金属氧化物阳极).2主要设计参数的确定对于已建管道,往往需要进行许多实际参数的测量,根据实测数据进行设计计算,在《管道防腐Trans帕l层设计手册》中给出了下列常规参数:(1)自然电位:一0.55V(相对于铜/饱和硫酸铜参比电极,CSE,下同1.(2)最小保护电位:一0.85V(CSE).(3)最大保护电位:一1.25V(CSE).(4)钢质管道电阻率:低碳钢:0.135Q?m2/m,16Mn钢:0.224Q?m/m,高强度钢:0.166Q?m2/m.(5)电源效率:70%.(6)保护电流密度:影响保护电流密度选取的因素很多,主要有被保护管道防腐层状况,管道周围环境条件,被保护金属的种类.在实际设计计算时, 可以通过防腐层绝缘电阻率来选取管道的保护电流密度:,一300r1,ds一一式中:一保护电流密度,mm/m2;月一防腐层绝缘电阻率,Q?m;管道沿线防腐层绝缘电阻率410～7751Q?m2,管道的保护电流密度取值范围为:0.04--0.73mA,m, 取平均值,按A=o.14mtn2计算;(7)土壤电阻率:土壤电阻率变化范围较大,管道沿线电阻率为15.74.4Q?m,取平均值27.9Q?m;(8)阴极保护系统设计寿命:≥25年.3阴极保护准则阴极保护电位是判断阴极保护效果的主要指标,阴极保护系统的保护效果应达到下列指标之一才算合格:(1)施加阴极保护后,管道阴极保护电位(即管/地界面极化电位,下同1应为一850mV(CSE)或更负.测量阴极保护电位时必须消除IR降的影响. (2)阴极保护状态下管道的极限保护电位不能比一1200mV(CSE)更负.(3)当存在细菌腐蚀时,管道阴极保护电位应为--950mV(CSE)或更负.(4)在土壤电阻率100Q?m至1000Q?In环境中的管道,阴极保护电位宜负于--750mV(CSE);在土壤电阻率P大于1000Q?m的环境中的管道,阴极保护电位宜负--650mV(CSE).上海煤气2009年第5期((】眵曩Isslen4设计工艺计算(1)保护长度计算:强制电流阴极保护的保护长度按下列公式计算:=2=尺.Pt而(3)刀?(10OO一)?式中:～保护长度,m;一单侧保护长度,m;△最大保护电位与最小保护电位之差,V,△=一0.85一(一1.25)=0.4V;D厂管道外径,rn,取=0.219;广单位长度管道纵向电阻,D./m;P～钢管电阻率,Q?HI2/m,取0.135;管道壁厚,mm,取8.(2)保护电流计算:强制电流阴极保护的保护电流按下列公式计算:/o兀'Dp''Lpf4)式中:～单侧保护电流,A.(3)辅助阳极接地电阻计算:对于单支深井阳极辅助阳极及阳极组的接地电阻按下列公式计算: Pln((a)(5)R,:FRv一(6)Fl+—(7)nsRv式中:风～单支深井辅助阳极接地电阻,Q;p一土壤电阻率,Q?m;一辅助阳极长度(含填料),m;J[)一辅助阳极直径(含填料),m;f_一辅助阳极埋深(填料顶部距地表面),m;R广辅助阳极组接地电阻,Q;一辅助阳极电阻修正系数,可按式(7)计算;一阳极组辅助阳极支数;.卜辅助极I距,rfl.刀))2009年第5期上海煤气(4)阳极质量计算:阳极的质量应能满足阳极最小设计寿命的需要,按照下式计算::(8)式中:一辅助阳极总质量,kg;一辅助阳极设计寿命,按25年计算:∞一辅助阳极消耗率,kg/(A?a1:保护电流,A,为各管道所需保护电流之和的110%,10%为余量;_|辅助阳极利用系数,取0.7~0.85.当已知辅助阳极质量时,也可以用上式反算辅助阳极设计寿命.(5)电源设备功率计算:电源设备的功率可按下式计算:P:77V='(尺+Rl+R)+,/(9)(10)(11)(12)式中:电源设备功率,W;电源设备的输出电压,V:电源设备效率,一般取70%;R厂辅助阳极组接地电阻,Q;r一导线电阻,Q,取0.2;R广阴极过渡电阻,Q;一阴极地床的反动电势,V,当采用焦炭填充时,取=2V:R厂防腐层过渡电阻率,Q?m,取各管段绝缘电阻率平均值2322;管道线电阻,Q/m;a一管道衰减系数,.(6)I艺计算结果见表4.表4工艺设计计算结果E垒垒望墨墨!168964891.6345】0640164813689对于每个阴极保护站,采用3组钛基氧化物阳极(金属氧化物辅助阳极),预包装阳极体尺寸为D219x6000mm,其中共包含3支规格为D25x1000 mid的管式钛阳极.阳极井的孔径设计为400mm,阳极地床深约50ITI,采用石油焦炭填料,填料层厚度大于90mm. 5恒电位仪的选择根据表4的工艺设计计算结果,选用30V/10A的恒电位仪.恒电位仪设置在各保护站仪表问内, 考虑与SCADA系统的适配,恒电位仪应具备标准信号采集端子.恒电位仪的性能要符合《埋地钢质管道阴极保护技术规范》的要求,并具有报警功能, 保护性能和安全性能.f11报警功能:所有报警均提供声光报警,同时在液晶屏上显示报警的原因;当设备输出电流或电压超过额定值的105%时,仪器报警;当参比电位超过"过欠电位报警值"上限或低于"过欠电位报警值"下限时,仪器报警.过,欠电位报警值上下限为预置电位+50mV;当恒电位仪输出极性接反时, 仪器报警且自动停机.f2)保护性能:恒电位仪输出电流的限流保护值和输出电压的限压保护值为额定值的11o%. (3)安全性能:恒电位仪的机壳绝缘电阻应不小于50MQ.仪器能承受输入对机壳2000V介电强度试验电压(交流有效值),历时1min而无击穿和闪络现象.仪器的输入,输出端具有防雷击保护功能.线路板防潮,防盐雾,防霉.6测试系统通过设置保护电位测试桩,绝缘装置测试桩,极化探头,埋地长效参比电极和埋地检查片来测试阴极保护系统的各项参数,从而衡量阴保系统的运行状况.(1)测试桩:管道沿线设置保护电位测试桩,一般情况下布置于管道燃气流向左侧.测试桩间隔不大于1km.在下列位置处设测试桩:管道与交,直流电气化铁路交叉或平行段;绝缘接头处;接地系统连接处;金属套管处;与其他管道或设施连接处; 辅助试片及接地装置连接处;与外部管道交叉处; 管道与主要道路或堤坝交叉处;穿越铁路或河流处;与外部金属构筑物相邻处.在各测试桩安装图中标出相应位置接线柱的典型用途,在有其他用途的接线柱现场做标记,引至测试桩的电缆应采用颜色或其他标记进行区分,且全线统一.(21极化探头最少可以消除90%的IR降,根据测量极化电位的需要,极化探头设置在测试桩处. 极化探头埋在与管道相同的土壤中.水平与管壁净距0.1m,埋深与管道中心标高相同.由于极化探头价格较贵,且没有必要每个测试桩处都设置,所以极化探头的数量可为测试桩的一半,即每隔一个测试桩设置一个极化探头.(31长效参比电极可测得管道通电电位,设置在测试桩处.埋在与管道相同的土壤中.水平与管壁净距0.1m.埋深与参比电极中心与管道中心标高相同.(41检查片埋设在不同类型的地段和土壤环境.一般选在污染区,高盐碱地带,杂散电流严重地区以及管道阴极保护电位最小处.检查片设置在测试桩处.7电绝缘装置没有绝缘就没有阴极保护,在管道的保护端和非保护端,管道与套管道,管道与支架,管道与管桥之间设置电绝缘装置,如绝缘接头,绝缘法兰,聚乙烯垫块等.同时还要设置防雷电过电流保护器,如锌接地电池,避雷器等.在本工程中,为了防止有效保护电流流失,在门站管道进,出口处和支管与次高压干管连接处, 设置整体型直埋式绝缘接头.安装前测试绝缘接头两侧的电阻值应>10MY2.套管内管道与套管间采用绝缘支架实现电绝缘,避免管道与套管接触连通.为防止绝缘接头受高电压冲击而损坏,绝缘接头两端连接由成双的锌合金阳极构成的接地电池. 每个绝缘接头配一套锌接地电池,锌接地电池一般情况下布置于管燃气流同石侧,水半距曾遭外壁上海煤气2009年第5期((刀3m(一般为3-5m,最小不宜小于0.5m),埋深一般与管底同深,顶部距地面不宜小于1m,且应埋在土壤冰冻线以下.在地下水位低于3m的干燥地带,应适当增加埋深.8电缆(1)对于钢质管道上所有非焊接连接部分,应采取电缆跨接连接,以保证管道的电连续性.(2)测试电缆应采用铜芯电缆,截面积不宜小于4111//12.多股连接导线,每股导线的截面积不宜小于2.51/1Ill.用于强制电流阴极保护的铜芯电缆的截面积不宜小于16mm;牺牲阳极电缆的截面积不宜小于4m】m.电缆的埋设深度不应小于0.7m,四周应有5～10cm厚的软土,上部盖水泥板或红砖,铺设时, 电缆长度要留足够的裕量.9铝热焊与钢制管道相连的电缆采用铝热焊连接.当电缆截面大于16mrn时,把电缆芯分股,每股不超过16nnTl,分开进行铝热焊接.焊接位置不应在弯头上或管道焊缝两侧200rain范围内.每次焊接用的铝热焊剂用量不应超过15g.10补口电缆与管道相连的焊点处,绝缘接头与管道的焊接处,应重新进行防腐绝缘处理,防腐材料与等级应和原有的防腐层相一致,或比原有的方法层等级更高.本工程补口方法可采用与管道之间焊接后的补口方法相同.11牺牲阳极设计在距离阴极保护站较远,外加电流保护难以达到,燃气管道得不到充分保护的局部或偏远的管段,管区,设置牺牲阳极,以使全线管道都得到有效的阴极保护.牺牲阳极材料采用镁.锰(Mg.Mn)合金,牺牲阳极与被保护管道敷设相同深度,与管道平行,水平埋设.牺牲阳极的设计,施工及验收要符合《埋地钢质管道阴极保护技术规范》的要求.DesignofSuppIementedCathodiCProtectionSystemforIn-ServiceUndergroundSte eIGasPipeIiReUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringInstitute,ChongqingUniversity XiaYangZhangYumeiChongqingQianyanOil&GasMachineryDetecting&DesigningCo.,Ltd., RuanJinhuaAbstract:AccordingtoCJJ95—2003"Technicalspecificationforcontrolofexternalcorrosiononunderground gasPipelineofsteelinareaofcitiesandtowns",thecathodicprotectionsystemofahypo —highpressuregaspipelineissupp!~mented.Theapplicableconditionoftheimpressedcurrentcathodicp rotectionandsacrificialanodecathodicprotectionareanalyzed,andthedeterminationofmainparameters,thep rocesscalculationandtheapplicationexamplefordeep—wellanodegroundbedimpressedcurrentcathodicprotectionarediscussed.Keywords:undergroundsteelgaspipeline,cathodicprotection,deep-wellanodegrou ndbed(上接第11页)TheApplicationofPipeOnIiRePluggingTechnoIogyinGasNetworkReconstruction ShanghaiGasNo.2PipelinesEngineeringCo.,Ltd.ShengGuoruiAbstract:Thearticleexpatiatesonthepracticalapplicationandapplicableconditionsof pipeonlinepluggingingasnetworkreconstruction.Keywords:networkreconstruction.刀))2009年第5期上海煤气onlineplugging,application。

城镇燃气埋地钢质管道电保护设计实施细则（讨论稿）1、根据建设部CJJ95-2003标准的要求，新建DN200以上低压管道、DN100中压管道、各种规格的高压管道均应实施有效的阴极保护，管道运行期间阴极保护不应间断；2、电保护系统在城市燃气管道中采用牺牲阳极法，牺牲阳极电保护系统应包括绝缘装置、测试装置和阳极；3、保护范围的确定：根据相关规范，在征求了专业公司意见的基础上我们对需要进行电保护施工的管线进行了大致分类，从中筛选出23种典型方式，并绘制成图籍（见：附图）图籍的绘制本着以下原则：1)上游已做电保护的工程尽量采取中-低压联合保护的方式，将新建系统并入原系统中，不提倡独立的保护系统，新建管线的接线点处不再安装绝缘接头，在调压箱前或调压箱出线上适当位置安装绝缘接头；2)新建管线予留管不安装绝缘接头；3)上游未做电保护的工程可以建立独立的保护系统，并尽量采取联合保护的方式，在新建管线起点和各个分支管线上的适当位置安装绝缘接头。

图籍中绘制的23种方式含概了常见的电保护施工情况，由于选择的方式不同建设单位的投资也不相同，在相同（相近）管线敷设情况下，建设单位可以根据具体情况在上述范围内选择不同的电保护施工方案，特殊情况应采取一事一议的方式处理。

4、凡纳入一个统一保护系统的管网、相互之间要保证良好的电连续性，如有影响要考虑短路跨接措施，不在同一个保护系统的设施之间要保证有效电绝缘，如合理采用绝缘接头、绝缘垫块、绝缘隔离等；5、新建管线含高、中、低压管线时应采取联合电保护系统，在调压箱前后可不设绝缘接头，但在调压站前后的管线必须加装绝缘接头，两种情况均需在调压箱（调压站）设置均压线，以保证有效保护。

6、可以不加装绝缘接头的部位1)在管道附件如：闸阀支架、各种穿越的支撑与管道之间，有可靠的电绝缘，可以不加装绝缘接头；2)钢塑转换、塑料阀可以代替绝缘装置；7、不带自动放电保护功能的绝缘接头须在接头两侧加装接地电池；8、绝缘板的设置：被保护管道与其他管道、电缆交叉净距小于0.5米时应设置绝缘板；9、阴极保护设计勘察报告内容：1)土壤电阻率、杂散电流数据；2)阳极数量、规格、分布情况；3)测试装置种类、数量、分布情况；4)与设计管线有关的上游管线阴极保护情况；10、图例绝缘接头测试装置阳极符号JCY。

燃气管道强制外加电流阴极保护
回
填
焦
炭
辅
助
阳
极
阴
极
保
护
河南汇龙合金材料有限公司
河南汇龙合金材料有限公司，目前用于阴极保护的电源设备类型有：强制电流阴极保护的电源设备
1 强制电流阴极保护系统的组成
强制电流是通过外部的直流电源向被保护金属构筑物通以阴极电流使之阴极极化实现保护的一种方法。

由此决定了强制电流阴极保护系统的3个组成部分：极化电源、辅助阳极、被
保护的阴极。

2 电源设备
2.1电源设备的基本要求
强制电流系统的电源设备是阴极保护的心脏，它将不断地向被保护金属构筑物提供阴极保护电流。

这就决定了可靠性是电源设备的首要问题。

一般来说对强制电源设备的基本要求为：安全可靠；电流电压连续可调；适应当地的工作环境（温度、湿度、日照、风沙）；有富
裕的电容量；输出阻抗应与管道一阳极地床回路电阻相匹配；操作维护简单；价格合理。

①交流市电的整流设备（整流器、恒电位仪、恒电流仪）；
②热电发生器(TEG)；
⑧密闭德环蒸气发电机(CCVT)；
④风力发电机；⑤太阳能电池；
⑥大容量蓄电池等。

关于“埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范”若干问题的
商榷
王春生;余越泉;欧莉
【期刊名称】《油田建设设计》
【年(卷),期】2001(000)001
【摘要】本文就规范中一些参数的物理意义、计算方法等问题提出了不同看法，
供研讨，正确理解规范条文的内容。

【总页数】2页(P58-59)
【作者】王春生;余越泉;欧莉
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U177.1
【相关文献】
1.埋地钢质燃气管道追加强制电流阴极保护实践 [J], 燕珠峰
2.埋地钢质管道阴极保护中若干问题的探讨 [J], 张国良;颜达峰;舒江;欧阳志英;袁
鹏斌
3.《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》中若干问题的分析 [J], 王春生;余越泉
4.关于埋地管道的轴向许用应力及其它——对《埋地输油输气钢管道结构设计规范》中若干问题的商榷 [J], 俞乐群
5.埋地钢质管道强制电流阴极联合保护研究 [J], 周兰;陶文亮;李龙江
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