管道外加电流阴极保护方案.doc

管道外加电流阴极保护
设计案
上海xxx设计研究总院
二〇一二年十二月三日
一、概述
管道由1条DN1428低碳钢焊接管组成，,采用顶管和开挖排管相结合的施工法进行敷设。
根据类似工程数据，管道埋设深度土层的平均土壤电阻率5～10Ω·m。
全部钢管外防腐均采用熔融环氧粉末防腐涂层。顶管连接焊缝处采用专用液态环氧树脂补口涂料涂封。
二、设计案
本工程敷设的管道口径较大、埋设深度深、采用顶管法敷设在中继间切割及密封焊接会造成该处管道外涂层损伤。因此管道阴极保护选用外加电流法。
管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。清水管道在两端各设计1个阴极保护站。每个阴极保护站在距管道30～50m处设计1座深井阳极、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。
中间流量井1处需采用电缆跨接确保管道良好电连续连接。
本工程顶管施工完成后大部分工作井不拆除，由于其混凝土井壁、井底会对外加电流产生屏蔽使井浸在水中或土中的管道无法获得有效保护，为此在每个井设计安装埋设2支镁合金牺牲阳极对井管道实施阴极保护。
三、设计依据的标准及规
GB/T21448-2008埋地钢质管道阴极保护技术规。
GB/T21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测量法。
SY/T0086-95阴极保护管道的电绝缘标准。
SYJ4006-90长输管道阴极保护施工及验收规
四、设计指标
1、阴极保护设计使用寿命20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-~（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，%时，通电保护电位应达到-（相对于CSE电极）。
五、技术设计
、设计参数
管道自然电位：-
最小保护电位：-
最大保护电位：-
管道金属电阻率（普碳钢）：·mm2/m
平均保护电流密度：
平均土壤电阻率：10Ω·m
钢管外径×壁厚：1428×14mm
、设计计算
：

式中：R0——单位长度管道纵向电阻（Ω/m）
ρT——管道金属电阻率（Ω·mm2/m）
D’——管道外径（mm）
δ ——管道壁厚 (mm)
将有关计算参数代入上式后：
R0 =0./[×(1428-14)×14]=×10-6


式中：2L0——两侧保护长度或两站最大间距（m）
VL——最大保护电位与最小保护电位之差（V）（）
D0——管道外径（m）
JS——保护电流密度（A/m2）
R0——单位长度管道纵向电阻（Ω/m）
——衰减系数
将有关参数代入上式后：
2L0 =[8×÷（××××10-6）]½