DB∕T 29-111-2019(备案号:J10496-2019) 埋地钢质管道阴极保护技术规程.pdf
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1、 天津市工程建设标准 埋地钢质管道阴极保护技术规程 Technical specification of cathodic protection for underground steel pipeline DB/T 29-111-2019 备案号:J10496-2019 2018-12-25 发布 2019-02-01 实施 天津市住房和城乡建设委员会 发布 天津市工程建设标准 埋地钢质管道阴极保护技术规程 Technical specification of cathodic protection for underground steel pipeline DB/T29-111-2018
2、 J10496-2019 主编单位:天津市管道工程集团有限公司 批准部门:天津市住房和城乡建设委员会 实施日期:2019 年 2 月 1 日 2018 天 津 天津市住房和城乡建设委员会文件 津建办201896 号 市住房城乡建设委关于发布埋地钢质管道阴极保护技术规程的通知 各有关单位: 根据市建委关于下达 2015 年天津市建设系统第一批工程建设地方标准编制计划的通知 (津建科2015286 号)要求,天津市管道工程集团有限公司修订完成了 埋地钢质管道阴极保护技术规程 ,经市住房城乡建设委组织专家评审通过,现批准为天津市工程建设地方标准,编号为 DB/T29-111-2018,自 2019
3、年 2 月 1 日起实施。原埋地钢质管道阴极保护技术规程DB29-111-2004 同时废止。 各相关单位在实施过程中如有不明之处及修改意见, 请及时反馈给天津市管道工程集团有限公司。 本规程由天津市住房和城乡建设委员会负责管理。 本规程由天津市管道工程集团有限公司负责具体技术内容的解释。 天津市住房和城乡建设委员会 2018 年 12 月 25 日 前 言 本规程是根据市建委关于下达 2015 年天津市建设系统第一批工程建设地方标准编制计划(津建科2015286 号) 文件的要求,由天津市管道工程集团有限公司修编完成的。 本规程是我市制定的关于埋地钢质管道阴极保护的地方标准。在编制过程中,
4、规程编制组开展了专题研究, 进行了比较广泛的调查, 总结了多年来天津市管道工程集团有限公司埋地管道阴极保护方面的施工经验,参考采用国家及行业现行的相关标准和规范,提出征求意见稿, 并以多种方式广泛征求了有关单位和专家的意见和建议,最后经审查定稿。 本规程主要规定了天津市行政区域内埋地钢质管道的阴极保护工程的技术要求,是此类工程设计、施工、验收和管理的依据。 本规程共分 6 章 2 个附录,主要内容包括:1.总则;2.术语;3.基本规定;4.阴极保护的设计;5.阴极保护的施工及验收;6.阴极保护系统的运行和管理。 本规程由天津市住房和城乡建设委员会负责管理, 由天津市管道工程集团有限公司负责具体
5、技术内容的解释。 执行过程中如有意见和建议,请寄天津市管道工程集团有限公司(地址:天津市和平区赤峰道 91 号,邮编:300041) 。 本 规 程 主 编 单 位:天津市管道工程集团有限公司 本规程主要起草人员:孟繁强 陈宝强 袁学军 张雪丽 孙 涛 王景松 柳 鑫 王 琦 金 辉 王宝菊 陈 瑜 目 次 1 总 则 . 1 2 术 语 . 2 3 基本规定 . 4 4 阴极保护的设计 . 5 4.1 一般规定 . 5 4.2 阴极保护准则 . 7 4.3 电绝缘 . 8 4.4 电连续性 . 9 4.5 腐蚀控制检测点 . 10 4.6 阴极保护系统的设计 . 11 5 阴极保护的施工及验
6、收 . 14 5.1 电源设备的安装 . 14 5.2 辅助阳极 . 14 5.3 牺牲阳极 . 15 5.4 参比电极 . 16 5.5 系统调试及数据测量 . 16 5.6 阴极保护工程交接验收及竣工资料 . 17 6 阴极保护系统的运行和管理 . 18 附录 A 牺牲阳极阴极保护工程施工检验记录 . 19 附录 B 测试桩安装记录 . 20 本规程用词说明 . 21 引用标准名录 . 22 条文说明 . 23 Contents 1 General provisions . 1 2 Terms . 2 3 Basic Requirement . 4 4 Cathodic protectio
7、n design . 5 4.1 General requirement . 5 4.2 Criterion for cathodic protection . 7 4.3 Electrical isolation . 8 4.4 Electrical continuity . 9 4.5 Corrosion dagnostic testing point . 10 4.6 The design of cathodic protection system . 11 5 Construction and acceptance of cathodic protection . 14 5.1 Ins
8、tallation power supply equipments . 14 5.2 Impressed current anode . 14 5.3 Sacrificial anode . 15 5.4 Reference electrode . 16 5.5 System testing and data measuremen . 16 5.6 Cathode protection project handover acceptance and completion data. 17 6 Operation and management of cathodic protection sys
9、tems . 18 Appendix A Sacrificial anode cathodic protection engineering construction inspection record . 19 Appendix B Test post installation record . 20 Explanation of wording in this specification . 21 List of quoted standards . 22 Explanation of provisions . 23 11 总 则 1.0.1 为进一步规范天津市在埋地钢质管道的腐蚀控制工程
10、设计、施工、运行和管理中贯彻执行国家的有关方针政策,统一技术标准,积极采用新工艺、新材料、新技术,做到技术先进、经济合理、安全适用、合理设计、规范施工、确保质量,特制定本规程。 1.0.2 本规程适用于天津市燃气、给排水、热力等埋地钢质管道的外壁阴极保护系统的设计、施工、验收和管理。 1.0.3 埋地钢质管道阴极保护设计、施工、验收及运行管理,除应符合本规程规定外,尚应符合国家或行业现行有关标准的规定。 22 术 语 2.0.1 阴极保护(cathodic protection) 通以直流电源, 使被保护金属成为阴极, 从而降低被保护金属表面腐蚀电位而达到降低腐蚀速度的电化学保护。 阴极保护通
11、常有强制电流保护和牺牲阳极保护两种方法。 2.0.2 强制电流法(impressed current method) 通过外部电源对被保护金属提供负电流, 以实现阴极保护的方法,称强制电流法。 2.0.3 牺牲阳极(sacrificial anode) 在牺牲阳极阴极保护中, 电位较被保护体负的金属或合金称为牺牲阳极,通常有镁、锌、铝三类。 2.0.4 牺牲阳极法(sacrificial anode method) 通过与电位较负的牺牲阳极相连接, 依靠牺牲阳极消耗对被保护体提供的负电流,实现对被保护体阴极保护的方法。 2.0.5 辅助阳极(impressed current anode) 在
12、强制电流阴极保护系统中,与外部电源正极相连, 并在阴极保护回路中与被保护体一起构成电流回路的电极。 2.0.6 最小保护电位(minimum protective potential) 被保护体达到完全保护所需要的绝对值最小的负电位值。 2.0.7 最大保护电位(maximum protective potential) 阴极保护条件下,被保护体允许的绝对值最大的负电位值。 2.0.8 最小保护电流密度(minimum protective current per m2) 达到最小保护电位所需提供的单位面积的电流值。 2.0.9 参比电极(reference electrode ) 3具有稳定
13、可再现电位的电极, 在测量其他电极电位值时用以作为参考。 2.0.10 IR 降(IR drop) 根据欧姆定律, 由于电流的流动在参比电极与金属管道之间电解质上产生的电压。 2.0.11 杂散电流(stray current) 在非指定回路中流动的电流。 2.0.12 杂散电流腐蚀(stray current corrosion) 由非指定回路中流动的电流引起的外加电流腐蚀。 2.0.13 干扰(interference) 由于杂散电流作用而对金属构筑物产生的电扰动。 2.0.14 排流保护(electrical drainage protection) 用电学的或物理的方法把进入管道的杂散
14、电流导出或阻止杂散电流进入管道,以防止杂散电流腐蚀的保护方法。 2.0.15 法兰绝缘(flange isolating) 对法兰进行在线绝缘的方法。 2.0.16 绝缘法兰(insulating flange) 对同时具有埋地钢质管道要求的密封性能和电化学保护工程所要求的电绝缘性能的管道法兰的统称。 它包括一对钢法兰、 两法兰间的绝缘密封件、 法兰紧固件和紧固件绝缘零件以及与两片法兰已分别相焊的一对钢质短管。 2.0.17 绝缘接头(isolating joint) 安装在两管段之间用于隔断电连续的电绝缘组件。 43 基本规定 3.0.1 新建埋地钢质管道应采用防腐层加阴极保护联合保护的腐蚀
15、控制方式。管道运行期间阴极保护不得间断。对有条件的在役无阴极保护的埋地钢质管道应追加阴极保护。 3.0.2 阴极保护系统应有检查和监测设施。 3.0.3 阴极保护工程应与主体工程同时勘察、设计、施工和投运。当阴极保护系统在管道埋地后三个月内不能投入运行时,应采取临时性阴极保护措施,并应符合下列规定: 1 临时性阴极保护可采用牺牲阳极方式,在阴极保护系统调试期间及调试后,牺牲阳极和管道应通过测试桩连接。 2 应安装测试装置测试临时性阴极保护效果,测试装置应与管道同时安装。 3.0.4 处于干扰腐蚀地区的管道,应采取防干扰保护措施。 3.0.5 在杂散电流地区,管道埋地后,其减缓措施应立即投入运行
16、。 54 阴极保护的设计 4.1 一般规定 4.1.1 阴极保护系统的设计寿命应与管道使用年限相匹配,并应确保阴极保护在设计寿命内的有效性和可靠性。 4.1.2 阴极保护在设计前应进行现场踏勘、土壤腐蚀性调查及可能存在的交直流干扰状况调查,并对已有埋地管道进行防腐层缺陷点检测及防腐层质量等级评估。 4.1.3 选用阴极保护方式应考虑以下主要因素: 1 工程规模; 2 保护电流密度及所需保护电流量; 3 电源的经济可靠性; 4 被保护体与周围地下金属构筑物的相互影响; 5 土壤或介质电阻率; 6 杂散电流的影响; 7 阴极保护电流对邻近结构物的影响; 8 施工、运行维护可行性; 9 安装、监测和
17、维护的费用。 4.1.4 在工程设计中,埋地管道阴极保护可采用强制电流法、牺牲阳极法或两种方法结合的方式,应按表 4.1.4 进行全面分析比较,视工程规模、土壤环境、管道防腐层绝缘性能等因素,经济合理地择优选用。 6表 4.1.4 牺牲阳极法与强制电流法(浅埋、深井阳极)比较 序号 项目 牺牲阳极 强制电流 浅埋阳极 深井阳极 1 是否需要外部电源 否 是 是 2 安装后维护费用 低 高 高 3 对外部构筑物、 地下管道的干扰 没有 有 较小 4 占地费用 没有 较高 较低 5 驱动电位 低 可调 可调 6 输出电流 小 大 大 7 电流可调性 不 可调 可调 8 涂层差的管道 不宜 适合 适
18、合 9 非金属管与钢管混用 宜 不宜 不宜 10 对于土壤电阻率的要求 受限制 不受限制 不受限制 11 施工费用 规模小时低 规模大时低 规模大时低 4.1.5 在管网密集的地区实施阴极保护,应优先选用牺牲阳极保护方式。当牺牲阳极不适用,必须采用强制电流时,辅助阳极地床可采用深井阳极,也可采用柔性阳极、低输出阳极,并应对干扰进行有效全面监控。 4.1.6 当牺牲阳极与强制电流两种方式混用时,应保证两种系统的协调一致,必要时采用绝缘措施将两个系统分隔开。 4.1.7 套管内的管道应单独设置阴极保护系统,宜采用置于内管底部的块状阳极或带状阳极。 4.1.8 当钢筋混凝土井室内的管道和管件处于电解
19、质环境中时,应单独设置牺牲阳极进行保护。 4.1.9 直流干扰腐蚀的判断及干扰防护效果的评定应符合下列规定: 1 当管道任意点的管地电位较自然电位正向偏移大于 20mV或管道附近土壤的地电位梯度大于 0.5mV/m 时,可确认管道受到直流干扰; 2 当管道任意点的管地电位较自然电位正向偏移大于100mV 或管道附近土壤的地电位梯度大于 2.5mV/m 时,应采取排流保护或其它防护措施。 73 管道直流干扰防护效果评定应符合现行国家标准 埋地钢质管道直流干扰防护技术标准GB 50991 的要求。 4.1.10 管道交流干扰的判断及干扰防护应符合现行国家标准 埋地钢质管道交流干扰防护技术标准GB/
20、T 50698 的要求。 4.2 阴极保护准则 4.2.1 正常情况下的阴极保护效果应至少达到下列指标之一: 1 施加阴极保护后, 使用铜饱和硫酸铜参比电极(以下简称CSE 参比电极)测得的阴极保护电位应达到-850mV,但极限保护电位不能比-1200mV(相对于 CSE 参比电极)更负。测量电位时,必须考虑 IR 降的影响。 2 采用断电法测得管道相对于CSE参比电极的极化电位应达到-850mV 或更负。 3 阴极保护极化形成或衰减时,测得被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电极之间的阴极电位偏移不应小于 100mV。 4.2.2 特殊情况下的阴极保护,其保护效果应符合下列规定: 1 介质中
21、有硫酸盐还原菌腐蚀,且硫酸根含量大于 0.5%时,测得的极化电位应达到-950mV 或更负(相对于 CSE 参比电极)。 2 管道埋设于混凝土中或干燥充气的高电阻率(大于 500m)土壤中,测得的极化电位至少应达到-750mV(相对于 CSE 参比电极)。 4.2.3 阴极保护参数的测试应符合现行国家标准埋地钢质管道阴极保护参数测量方法GB/T21246。 84.3 电绝缘 4.3.1 采用阴极保护的管道应设置绝缘装置,以形成独立的阴极保护系统,切、改线作业时更应注意绝缘处理,以防止保护电流的流失。电绝缘装置包括绝缘法兰、绝缘接头、绝缘固定支墩和绝缘垫块等。 4.3.2 绝缘法兰或绝缘接头可在
22、下列部位设置: 1 管道与井、站、库的进口及出口; 2 管道与管道或设备所有权的分界处; 3 支线管道与干线管道的连接处; 4 有防腐层的管道与裸管道的连接处; 5 管道大型穿、跨越段的两端; 6 有阴极保护和无阴极保护的分界处; 7 杂散电流干扰区; 8 不同金属材料之间。 4.3.3 设计安装绝缘法兰或绝缘接头时,必须符合下列规定: 1 应根据管道的温度、压力、绝缘性能的要求,选择适宜的绝缘连接设施; 2 不应安装在可燃性气体聚积的部位和封闭的场所; 3 严禁安装在管道热补偿器等受张力部位; 4 绝缘法兰和绝缘接头两侧各 10m 内的管道外壁,应做特加强级防腐层; 5 在绝缘连接设施上应有
23、防雷电过电流保护设施,如接地电池、火花间隙放电装置、极化电池、避雷器、固态去耦合器及等电位连接器等; 6 架空管道宜使用绝缘法兰,埋地管道宜使用绝缘接头。 7 预装式绝缘接头和绝缘法兰应先进行整体试压和绝缘性能检测,合格后方可安装到管道系统中。 98 绝缘接头宜采用整体型。对于输送介质具有导电性的管道,绝缘接头内表面及与绝缘接头相连的管道内表面应涂敷内防腐层,涂敷长度应根据输送介质的电阻率计算,以能够消除两侧电位差导致的腐蚀为准。所使用的密封材料、防腐层材料和绝缘材料应适应所输送的介质。 9 绝缘接头和绝缘法兰安装前应进行绝缘电阻检测,性能应符合现行行业标准绝缘接头和绝缘法兰技术规范SY/T0
24、516 的规定。 10 绝缘接头安装处应设置测试设施。 11 绝缘法兰安装时宜采取防尘防水密封措施。 4.3.4 绝缘法兰和绝缘接头应符合下列标准的规定: 1 绝缘法兰应符合现行行业标准绝缘接头和绝缘法兰技术规范SY/T0516 的规定; 2 绝缘接头应符合现行行业标准阴极保护管道的电绝缘标准SY/T0086 的规定。 4.3.5 管道设有金属套管时,管道与套管间应设有可靠的电绝缘垫块。 安装的电绝缘垫块不得在管道上滑动。 套管两端应采取良好的密封封口,避免外来物质进入套管中。 4.3.6 管道与导电的支撑之间应有可靠的电绝缘。 4.3.7 管道穿越江河时,若稳管设施有导电金属,则该金属必须与
25、管道绝缘,且不得损坏管道的防腐层, 同时也不得对管道产生电屏蔽。 4.4 电连续性 4.4.1 在施加强制电流阴极保护的管道上,为保证电连续性,在采用法兰和螺纹连接的弯头、三通、阀门、补偿器等非焊接连接的 10管道附件部位, 必须采用跨接电缆或其它有效的电连接措施, 并应充分考虑跨接电缆电阻对电流的影响。 4.4.2 在施加牺牲阳极阴极保护的管道上,可根据具体情况决定是否对采用法兰和螺纹连接的弯头、三通、阀门、补偿器等非焊接连接的管道附件采取跨接。 4.5 腐蚀控制检测点 4.5.1 管道阴极保护的测试点应设置在下列位置: 1 强制电流阴极保护管道的汇流点和保护区段的末端; 2 沿管道每 lk
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