DB/T 29-111-2018 埋地钢质管道阴极保护技术规程

天津市工程建设标准
DB/T29-111-2018
备案号：J10496-2019
埋地钢质管道阴极保护技术规程
Technical specification of cathodic protection for underground steel pipeline
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

1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。

2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性阳极，通常有镁、锌、铝三类。
2.0.4牺性阳极法(sacrificial anode method)
通过与电位较负的牲阳极相连接，依靠牺性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)

具有稳定可再现电位的电极，在测量其他电极电位值时用以作为参考。
2.0.10IR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。
2.0.13千扰(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。

3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。

4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、牺性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。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。

3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》GB50991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/T50698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，使用铜一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5002m)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。

4.3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。

8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/T0516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/I0086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。

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