4.6 跨接電纜
??? 對(duì)于鋼質(zhì)管道上所有非焊接連接部位，應(yīng)采用銅芯電纜跨接連接，以保證管道的電連續(xù)性。
4.7 雜散電流干擾的排除
??? 由于強(qiáng)制電流法在一定程度上可以減輕直流雜散電流對(duì)管道的干擾，部分干擾數(shù)據(jù)只有在項(xiàng)目施工完成后才能測(cè)試，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮此項(xiàng)因素。具體的干擾程度判斷和防護(hù)手段按照SY/T 0017—96《埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和SY/T 0032—2000《埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。
4.8 套管內(nèi)的陰極保護(hù)
??? 陰極保護(hù)的管道中一般不推薦采用套管，除非是必須使用，并且不能采用絕緣材質(zhì)的套管(如PE管、玻璃鋼管等)。在使用鋼質(zhì)套管的情況下，應(yīng)保證鋼質(zhì)套管與燃?xì)夤艿赖慕^緣。有文獻(xiàn)報(bào)道，此時(shí)介質(zhì)進(jìn)入鋼質(zhì)套管內(nèi)部對(duì)陰極保護(hù)效果影響較小，可不必設(shè)計(jì)安裝帶狀犧牲陽(yáng)極(或鐲式陽(yáng)極)[10]。
5 應(yīng)用范例
5.1 管道基本信息
? ??現(xiàn)以某市(地質(zhì)條件滿足深陽(yáng)極地床要求)一條新建的次高壓燃?xì)夤艿罏槔M(jìn)行強(qiáng)制電流法陰極保護(hù)設(shè)計(jì)。管道材質(zhì)為Q235B，規(guī)格為Ф325×8mm，長(zhǎng)度為30km。管道起點(diǎn)為高壓門站，終點(diǎn)為市區(qū)邊緣的次高壓調(diào)壓站。外防腐層類型為3PE普通級(jí)，陽(yáng)極區(qū)土壤電阻率為20Ω·m。要求陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命為30年，絕緣裝置安裝在管道始末端(共2處)。
5.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
??? 保護(hù)電流密度為0.05mA/m2，保護(hù)電位為-0.95V，采用強(qiáng)制電流深陽(yáng)極地床陰極保護(hù)，輔助陽(yáng)極材料為鈦陽(yáng)極(金屬氧化物陽(yáng)極)，預(yù)包裝陽(yáng)極體直徑為273mm，長(zhǎng)度為18m，其中共包含9支規(guī)格為Ф25×1000的管式鈦陽(yáng)極，地床深度約50m。
5.3 強(qiáng)制電流法設(shè)計(jì)工藝計(jì)算結(jié)果
工藝計(jì)算參數(shù)見表2，計(jì)算結(jié)果見表3。
表2 陰極保護(hù)工藝計(jì)算參數(shù)
?
△UL/V | D/m | ip/(A·m-2) | ρT/(Ω·mm2·m-1) | δ/m | La/m | d/m |
0.50 | 0.325 | 5.0×10-5 | 0.135 | 0.008 | 18 | 0.273 |
ρ/(Ω·m) | t/a | K | η | R1/Ω | Er/V | Re/(Ω·m) |
30 | 30 | 0.7 | 0.7 | 0.2 | 2 | 1.0×104 |
表3 陰極保護(hù)工藝計(jì)算結(jié)果
?
L/m | Rt/Ω | I0/A | Rv2/Ω | P/W |
3.40×104 | 1.70×10-5 | 1.73 | 0.86 | 32 |
U/V | Rc/Ω | α/m-1 | I/A | — |
6.5 | 0.23 | 4.12×10-5 | 3.46 | — |
5.4 強(qiáng)制電流法陰極保護(hù)工程設(shè)計(jì)
??? ① 本項(xiàng)目需要在次高壓調(diào)壓站內(nèi)建設(shè)一個(gè)陰極保護(hù)站。采用強(qiáng)制電流深陽(yáng)極地床陰極保護(hù)，電源設(shè)備選擇恒電位儀，考慮與SCADA系統(tǒng)適配，應(yīng)具備標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)采集端子，電源設(shè)備最大輸出電壓為30V，最大輸出電流為10A。
?? ?② 共設(shè)計(jì)30處測(cè)試樁。其中3處電流測(cè)試樁，25處電位測(cè)試樁，2處絕緣裝置測(cè)試樁(在管道始末端)，測(cè)試樁平均分布。測(cè)試樁設(shè)有長(zhǎng)效埋地參比電極和與管道同材質(zhì)的輔助試片。設(shè)計(jì)2處埋地檢查片，用來(lái)評(píng)價(jià)陰極保護(hù)的保護(hù)度。
??? ③ 在管道始末端的絕緣處設(shè)計(jì)避雷器2處，安裝在防爆接線箱內(nèi)。對(duì)于鋼質(zhì)管道上所有非焊接連接部位，采用銅芯電纜跨接連接。
??? ④ 陰極保護(hù)施工完工后，及時(shí)測(cè)試交流及直流雜散電流對(duì)管道的干擾程度，依據(jù)SY/T 0017—96《埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和SY/T 0032—2000《埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》判斷是否需要采取排流措施。
??? ⑤ 陰極保護(hù)的驗(yàn)收準(zhǔn)則為：使用CSE參比電極測(cè)得的管道上任何一點(diǎn)的極化電位應(yīng)達(dá)到-950mV或更低，測(cè)量電位時(shí)，必須考慮除構(gòu)筑物與電解質(zhì)界面處之外的電壓降的影響。
6 結(jié)論
??? ① 對(duì)于城市新建的燃?xì)忾L(zhǎng)輸埋地鋼質(zhì)管道，由于外防腐層性能的提高，陰極保護(hù)設(shè)計(jì)可選擇用強(qiáng)制電流法，其技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)較優(yōu)。
??? ② 在強(qiáng)制電流法設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮陽(yáng)極地床對(duì)其他埋地構(gòu)筑物的干擾，盡量選擇深陽(yáng)極地床技術(shù)。
??? ③ 相對(duì)于犧牲陽(yáng)極法，強(qiáng)制電流法的陰極保護(hù)電流在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，其保護(hù)效果更容易滿足要求。
??? ④ 對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)一定數(shù)量的測(cè)試裝置，以方便運(yùn)行管理單位測(cè)試各項(xiàng)陰極保護(hù)參數(shù)，進(jìn)行保護(hù)效果的評(píng)價(jià)。
? ??⑤ 對(duì)于交流及直流雜散電流對(duì)管道的干擾應(yīng)特別重視，在施工完成后要求及時(shí)測(cè)試，對(duì)存在的干擾應(yīng)采取有效防護(hù)措施。
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