SY T 0019-1997 埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范.pdf

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1、中华人民共和国石油天然气行业标准埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范SY/T 0019-1997批准部门:中国石油天然气总公司批准日期:1997-07-17实施日期;1998-01-01代替:SYJ 19-1986SYJ 20-1986，总则1.0. 1为了有效地实施栖牲阳极阴极保护技术，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。.0.2本规范适用于埋地及水中钢质管道牺牲阳极阴极保护系统的设计。本规范不适用于海洋环境中牺牲阳极阴极保护。0.3在牺牲阳极阴极保护系统的设计中，除执行本规范外，未涉及部分应按有关标准(规范)的要求Atr1. 0.4引用标准:GB/T 4948-198

2、5铝一锌一锢系合金牺牲阳极SYJ 23-1986埋地钢质管道阴极保护参数测试方法2术语2.0. 1阴极保护cathodic protection通过降低腐蚀电位而达到的电化学保护。2.0.2牺牲阳极sacrificial anode靠着自身腐蚀速度的增加而提供阴极保护电流的金属或合金。牺牲阳极通常有镁、锌、铝三类。2.0.3 ifs时性阴极保护temporary cathodic protection在管道埋入地下后，正式阴极保护尚未投运之前对强腐蚀地区的管段采取的腐蚀控制手段。2.0.4接地电池electrolytic grounding cell采用一对或几对牺牲阳极，互相用绝缘垫隔开，再

3、用填料填充并包扎，通过填料的电阻藕合起来，以消除强电电涌冲击。2.0.5接地垫ground mat安装在地面或地下的裸肠的导体。彼此排列相连，以提供一个跨步距离范围内的等电位。为了不影响管道的阴极保护，通常可采用镁带或锌带。2.0.6填包料backfill为改善埋地阳极工作条件而填塞在阳极四周的导电性材料。2.0.7冷隔金属浇铸冷却过程中形成的阶梯面。2.0.8长效参比电极permanent reference cell寿命大于1年的土壤或水中的参比电极。689SY/T 0019-19973一般规定3.0. 1牺牲阳极系统的设计应确保阳极在设计寿命内阴极保护的有效性和可靠性。3.0.2牺牲阳极

4、的设计寿命应与管道使用年限相匹配，一般为10-15年。3.0.3临时性阴极保护牺牲阳极的设计寿命应满足用户要求，一般为2年。3.0. 4被保护的管道应具有质量良好的覆盖层新建管道的覆盖层电阻不得小于10 000 52m:，否则不宜采用牺牲阳极。对于旧管道，应根据具体需要决定。3.0.5当土壤电阻率大于10052 “m时.不宜采用牺牲阳极。3.0.6所有被保护的埋地钢质管道应根据需要设置绝缘接头或绝缘法兰。3. 0. 7保护准则:1相对于饱和铜/硫酸铜参比电极的管道阴极极化电位至少为850 mvo2管道表面与接触电解质的稳定饱和铜/硫酸铜参比电极之IBl的阴极极化电位差值最小为100 mV,这一

5、参数可以是极化的建立或衰减过程中的数据4技术条件镁合金阳极钻合金阳极(以下简称镁阳极)的化学成分应符合表4.1.1的规定。哀4.1镁阳极的化学成分!阳极型号卜一化学成分(%)AIZnMnMgFeNiCuSi高纯Mg_99. 9599. 995余量余童2 3 4 5 6阳扭长度(m)少该碑尸产3 I尸产户口口，口.-支.-沂Z芬沪沪沪/尸尹尸沪碑户2.口口5O日月留理)电翻城囚.2 3 4 5 6阳极长度(m)图5.0.2阳极接地电阻修正系数k阳极输出电流按下式计算。I.(E.一巴。)一(民十e.)R。十R, -F Rw AE一R(5.0.3)I,一一阳极输出电流(A),E-一阴极开路电位(V)

6、;瓦一一阳极开路电位(V);阴极极化电位(V)or:-阳极极化电位(V)aR.-一阳极接地电阻(fl);1:尸汉叭.工中工中。比，.0争乐式SY/T 0019-1997R-一阴极过渡电阻(。);R,.-一回路导线电阻(n);aE-一阳极有效电位差(V);R一一回路总电阻(d3).5.0.4所需阳极数量按下式计算。N=SI(5.0.4)式中:N-一阳极数量(支);I-一所需保护电流(A);J。-一一单支阳极输出电流(A);1-一备用系数，取2-3倍。5.0.5阳极工作寿命按下式计算。_，W里=u.己。，m了(5.0.5)式中:T-一一阳极工作寿命(a);W-一阳极净质量(kg);，阳极消耗率kg

7、/(A “ a);I-阳极平均输出电流(A).6工程设计6.1阳极种类的选择6.飞.1通常根据土壤电阻率选取牺牲阳极的种类，根据保护电流的大小选取阳极的规格。在水中和土壤中推荐的牺牲阳极种类见表6.1.1.表6.1.1土班中牺性阳极种类的应用选择可选阳极种类土城电阻率(0m)带状镁阳极100镁(一1.7 V)60-100镁40-60镁(一1.5 V)20 IIm20 flm20Qm锌阳极:;:6.3阳极分布6.3. 1牺牲阳极在管道上的分布宜采用单支或集中成组两种方式，同组阳极宜选用同一批号或开路电位相近的阳极。6.3.2牺牲阳极埋设有立式和卧式两种，埋设位置分轴向和径向。阳极埋设位置在一般情

8、况下距管道外壁3-5 m,最小不宜小于0.3 m，埋设深度以阳极顶部距地面不小于1 m为宜。成组布置时，阳极间距以2-3 m为宜。6.3.3牺牲阳极必须埋设在冰冻线以下。在地下水位低于3 m的干燥地带，阳极应适当加深埋设;在河流中阳极应埋设在河床的安全部位，以防洪水冲刷和挖泥清淤时损坏。6.3.4在布置牺牲阳极时，注惫阳极与管道之间不应有金属构筑物。6.3.5作接地用的锌阳极，其分布应符合有关电力接地技术标准。接地极可单支，也可二支、三支串接成一体使用，所用接地极的数量应满足接地电阻的要求。6.4测试系统6.4. 1牺牲阳极阴极保护的测试系统应能提供被保护体的自然电位、阳极性能、保护电位的功能

9、。6.4.2通常应在相邻两组牺牲阳极管段的中间部位设置测试桩，桩的间距以不大于500 m为宜。6.4.3栖牲阳极测试桩处应设有辅助试片及长效参比电极，辅助试片应与被保护材质相同。6.4.4牺牲阳极的连接电缆通常使用铜芯电缆。推荐型号为:VV-1 kV八X 10 mm27施工要求7.0. 1根据施工条件选择经济合理的阳极施工方式，立式阳极宜采用钻孔法施工，卧式阳极宜采用开槽法施工。7.0.2牺牲阳极使用之前，应对表面进行处理，清除表面的氧化膜及油污，使其呈金属光泽。7.0.3阳极连接电缆的埋设深度不应小于0. 7 m,四周垫有5-10 cm厚的细砂，砂的上部应覆盖水泥护板或红砖。敷设时，电缆长度

10、要留有一定裕量。7.0.4阳极电缆可以直接焊接到被保护管道上，也可通过测试桩中的连接片相连。与钢质管道相连接的电缆应采用铝热焊接技术连接。焊点应重新进行防腐绝缘处理，防腐材料与等级应和原有覆盖层相一致。7.0.5电缆和阳极钢芯宜采用焊接连接，双边焊缝长度不得小于50 mm。电缆与阳极钢芯焊接后，应采取必要的保护措施，以防施工中连接部位断裂。7.0.67.0.7696阳极端面、电缆连接部位及钢芯均要防腐绝缘。填包料可在室内包装，也可在现场包装，其厚度不应小于50 mm。无论用什么方式，都应保证SY/T 0019-1997阳极四周的填包料厚度一致、密实。室内预包装的袋子必须采用天然纤维(棉布或麻袋

11、)织品，严禁使用人造纤维织品。7.0.8填包料应调拌均匀，不得混人石块、泥土、杂草等。阳极埋地后应充分灌水，并达到饱和。8运行与管理s. o. 1牺牲阳极投人运行后的测量项目一般有:1电位”阳极开路电位;2)阳极闭路电位。3)管道开路电位(投运前为自然电位);4)管道保护电位;5)试片自然电位。2电流1)单支阳极输出电流;2)组合阳极联合精出电流。3电阻”单支阳极接地电阻;2)组合阳极联合接地电阻。4埋设点的土壤电阻率。所有参数的测量应符合埋地钢质管道阴极保护参数测试方法的规定。8.0.2牺牲阳极保护参数投产测试，必须是在阳极埋人地下及填包料浇水10 d后进行，测试项目按8.0. 1中的规定进行。8.0.3牺牲阳极投人运行后，应定期进行监测和维护，至少每半年一次。