海水環(huán)境下的管道防腐設(shè)計

曹妃甸工業(yè)區(qū)供水工程

海上鋼管段防腐設(shè)計

（修訂稿）唐山市水利規(guī)劃設(shè)計研究院二00六年二月TOC\o"1-5"\h\z前言 1鋼管內(nèi)防腐 1海上鋼管道水泥砂漿內(nèi)防腐在施工前應(yīng)符合下列規(guī)定 2水泥砂漿內(nèi)防腐層的材料質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定 2施工 3襯里質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)及方法 4修補(bǔ) 5鋼管外防腐 5海上段鋼管道環(huán)氧煤瀝青外防腐層所用材料應(yīng)符合下列規(guī)定。 5有關(guān)材料的幾點規(guī)定 7施工技術(shù)要求 7防腐層檢驗及修補(bǔ) 9儲存及運輸 11補(bǔ)口及補(bǔ)傷 11下溝及回填 12陰極保護(hù) 12基本情況 12陰極保護(hù)方案的選擇 14犧牲陽極法設(shè)計方案 15設(shè)計說明 17陰極保護(hù)效果判據(jù) 20陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計、施工及驗收 20參數(shù)的測試 21竣工資料 21在役管道防腐層的檢查和維護(hù) 22陰極保護(hù)系統(tǒng)的運行和管理 23工程概算 24編制說明 24概算投資表 25設(shè)計圖紙 26連接曹妃甸島與后方陸域的通路路基工程作為關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施，已于2003年3月開工建設(shè)，并于2004年10月竣工通車。根據(jù)規(guī)劃為了滿足曹妃甸港區(qū)和工業(yè)區(qū)的全面開發(fā)建設(shè)要求，需要將曹妃甸通路路基向西拓寬，用于布置高壓走廊和綜合管線帶。在現(xiàn)有通路路基東側(cè)路基西側(cè)及南側(cè)路基北側(cè)45米外建31米寬的綜合管線帶，在通道頂布置綜合管線帶，在管線帶通道與現(xiàn)有路基及擬建管線帶通道之間45米設(shè)置為高壓走廊。在45米寬的高壓走廊中，將高壓鐵塔與管線帶通道之間15米布置為排澇通道。綜合管線帶有效寬度為30米，外坡坡度1：1.5，內(nèi)坡坡度1：1用山皮土作為棱體，堤心砂取自取砂區(qū)粉土、粉砂及細(xì)砂，采用絞吸式挖泥船直接取砂、吹砂工藝。曹妃甸工業(yè)區(qū)供水工程的鋼管道將鋪設(shè)在綜合管線帶中，其周圍有供熱、供氣、光纜等多條并行管線。管道雖未直接鋪設(shè)在海水環(huán)境中，但處于海上吹填砂中，吹填砂從海底取出，含有大量的鹽分，加上地下水為海水，多種因素決定了管道必將遭受嚴(yán)重的腐蝕，所以海上段鋼管必須采取多種防腐蝕措施。本設(shè)計由于西擴(kuò)路工程沒有完工，曹妃甸工業(yè)區(qū)內(nèi)與管線交叉工程等諸多因素尚不確定的條件下，以西擴(kuò)路工程施工圖為依據(jù)，根據(jù)首鋼造地完成部分的地質(zhì)條件進(jìn)行分析與計算，在完成曹妃甸工業(yè)區(qū)供水工程海上鋼管段防腐設(shè)計時，如與實際情況不符，待吹填完成后進(jìn)行實際勘測和修改。為延長海上埋地給水鋼管管道的使用壽命，埋地鋼管采用水泥砂漿襯里內(nèi)防腐，以機(jī)械噴涂為主，局部以人工抹壓為輔。水泥襯里厚度12mm（機(jī)械噴涂），或14mm（手工涂抹）。因受施工條件限制，水泥砂漿內(nèi)防腐采用預(yù)制法施工。水泥砂漿襯里內(nèi)防腐層可以在鋼管內(nèi)壁形成一層致密的保護(hù)層，將管材內(nèi)壁與水或空氣隔開，不但能防止管道內(nèi)壁腐蝕結(jié)垢，延長管道的使用壽命，并能起到保護(hù)水質(zhì)，保證管道輸水能力，節(jié)省能源，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。鋼管在進(jìn)行內(nèi)防腐處理前，應(yīng)將表面的油垢及氧化物等去除，焊縫不得有焊渣、毛刺。消除管材表面的銹層采用電動法除銹，除銹等級為St2級，即采用鋼絲輪將金屬表面的浮銹去除，鋼管內(nèi)的油污用稀釋劑擦洗干凈，再清理其它附著物并用清水沖洗。管道豎向變形不得大于管道內(nèi)徑的2%，即2.4cm。襯里用水泥應(yīng)采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥及礦渣硅酸鹽水泥，并且均應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-85）、《礦渣硅酸鹽水泥、火山炭質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》（GB1344-85）的規(guī)定。水泥標(biāo)號為425號或525號。砂顆粒要堅硬、潔凈、級配良好的天然砂。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法除應(yīng)符合《普通混凝土用砂的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法》（JQJ52-79）外。砂中泥土、云母、有機(jī)雜質(zhì)以及其他有害物質(zhì)的總重量不應(yīng)超過總重量的2%。砂粒應(yīng)全部能通過1.19mm（14目）篩孔，通過0.297mm（50目）篩孔的不應(yīng)超過55%。通過0.149mm（100目）篩孔的不應(yīng)超過5%。拌合水水質(zhì)必須清潔，不得含有泥土、油類、酸、堿、有機(jī)物等影響水泥砂漿襯里質(zhì)量的物質(zhì)。宜采用生活飲用水。為改善砂漿和易性、密實度和粘結(jié)強(qiáng)度需摻加外加劑時，必須通過試驗確定，不得采用對管內(nèi)水質(zhì)起有害作用和對鋼材有腐蝕作用的襯里砂漿外加劑。根據(jù)給水排水管道工程設(shè)計及施工的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合曹妃甸工業(yè)區(qū)供水工程海上鋼管段施工的具體情況，管道內(nèi)防腐采用水泥砂漿襯里，施工采用預(yù)制法施工，機(jī)械噴涂為主，以手工抹壓方法為輔，手工抹壓方法只有在機(jī)械噴涂無法實施時才能使用。采用預(yù)制法施工時，施工前管道內(nèi)壁應(yīng)符合1.1條規(guī)定，施工時管內(nèi)壁不得有結(jié)露和積水。襯里用料的配制.1水泥砂漿必須用機(jī)械充分混合攪拌，砂漿稠度應(yīng)符合襯里的勻質(zhì)密度要求，砂漿必須在初凝前使用。.2水泥砂漿重量配比應(yīng)在“水泥：黃砂：水：外加劑=1：?2:0.46:適量”的范圍內(nèi)選用，水泥砂漿坍落度宜取60?80mm。.3水泥砂漿抗壓強(qiáng)度不得低于30Mpa。2襯里的施工及養(yǎng)護(hù).1水泥砂漿襯里的厚度機(jī)械噴涂為12mm，手工抹壓為14mm，允許厚度偏差為+3?-2mm。.2管道端點或施工中斷時，應(yīng)預(yù)留搭茬，搭茬長度以15cm為宜。最大不得超過20cm，對搭茬、彎頭、三通特殊管件和鄰近閘閥附近管段等可采用手工涂抹，并以光滑的漸變段與機(jī)械噴涂的襯里相接。當(dāng)采用人工抹壓法施工時，應(yīng)分層抹壓。.3水泥砂漿內(nèi)防腐層形成后，應(yīng)立即將管道封堵，終凝后進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，普通硅酸鹽水泥養(yǎng)護(hù)時間不應(yīng)少于7d,礦渣硅酸鹽水泥不應(yīng)少于14d,直至通水前應(yīng)繼續(xù)封堵，保持管道內(nèi)防腐層水泥砂漿始終處于濕潤狀態(tài)。2.3.3施工中的鋼制承插口管件的承插工作面涂二底二面五毒飲用水涂料，要求刷涂均勻，不得漏刷。水泥砂漿襯里厚度可用鉆孔方法或測厚儀檢測。當(dāng)采用測厚儀檢測時，檢測儀須經(jīng)檢測部門驗證。水泥砂漿厚度允許公差按.1條規(guī)定檢測點在每100m長管段內(nèi)抽查2個斷面，每個斷面上應(yīng)測上下2個點,若其中1個點不合格，再抽查4個斷面，如其中仍有2個不合格，則該檢測段不合格。水泥砂漿襯里的表面平整度，可用300mm直尺平行管道軸線測定襯里表面和直尺之間的間隙，其中每100m管段內(nèi)抽查10處，其中9處的間隙不應(yīng)大于1.6mm,若不符合時，則再抽測20處，其中18處的間隙不應(yīng)大于1.6mm，否則為不合格。水泥砂漿表面的粗糙度，當(dāng)采用機(jī)械噴涂施工時，用樣板比較檢驗，若用手工抹壓時，以手感光滑無砂粒感檢驗。當(dāng)認(rèn)為需要檢測實際n值時，可在管道通水后進(jìn)行流量試驗。水泥砂漿襯里因收縮引起的裂縫，當(dāng)其寬度小于或等于1.6mm，且沿管道軸向的長度不大于管道圓周長度和不大于5m時可不修補(bǔ)。當(dāng)裂縫寬度大于1.6mm時，經(jīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)后裂縫能自動愈合者，可認(rèn)為合格。水泥砂漿襯里表面缺陷（麻面、砂穴、空窩等）。每處不得大于5cm2，單個缺陷的深度大小不得大于-2mm。以手錘輕擊襯里表面的音響判斷空鼓，空鼓面積每平方米不得超過2處，每處不得大于100cm2。不合格的表面缺陷、裂縫、空鼓等，必須進(jìn)行認(rèn)真修補(bǔ)。修補(bǔ)所用的材料、配比等應(yīng)與原襯里相同并按養(yǎng)護(hù)要求及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，修補(bǔ)后的襯里仍應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行檢測，直至符合上述設(shè)計要求為止。為延長海上敷埋地鋼管道的使用壽命，曹妃甸工業(yè)區(qū)供水工程海上鋼管段外防腐采用環(huán)氧煤瀝青防腐漆為膠粘劑（液）、玻璃布為增強(qiáng)材料，防腐層等級采用特加強(qiáng)級。其結(jié)構(gòu)為底漆—面漆—面漆、玻璃布、面漆—面漆、玻璃布、面漆—面漆、玻璃布、面漆—面漆，干膜厚度不小于0.8mm。3.1海上段鋼管道環(huán)氧煤瀝青外防腐層所用材料應(yīng)符合下列規(guī)定。環(huán)氧煤瀝青涂料環(huán)氧煤瀝青涂料是甲、乙雙組分涂料，由底漆的甲組分加乙組分（固化劑）、面漆的甲組分加乙組分（固化劑）組成，并和相應(yīng)的稀釋劑配套使用。環(huán)氧煤瀝青涂料的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表3-1、表3-2、表3-3的規(guī)定。甲組分技術(shù)指標(biāo)表3-1一序號項 目指 標(biāo)試驗方法底漆面漆1粘度（涂-4粘度計，25°C±1°C）常溫型60?10080?150GB/T1723-1993底溫型40?8050?1202細(xì)度（um）<80<80GB/T1724-19793固體含量（％）常溫型>70>80GB/T1725-1979底溫型>75

漆膜技術(shù)指標(biāo)表3-2序號項 目指標(biāo)試驗方法底漆面漆1干燥時間（25°C±1°C）（h）表干常溫型VIV4GB/T1728T979低溫型V3實干常溫型V6V16低溫型V3V82顏色及外觀紅棕色，無光黑色，有光目測3附著力（級）11GB/T1720-19794柔韌性（mm）V2V2GB/T1731T9935耐沖擊（cm）>50>50GB/T1732-19936硬度GB/T1730-19937耐化學(xué)試劑性10%HVsub>2V/sub>SOVsub>4V/sub>（室溫.3d）漆膜完整，不脫落GB/T1763-197910%Na0H（室溫.3d）漆膜無變化10%NaCL室溫.3d）漆膜無變化防腐層技術(shù)指標(biāo)表3-3序號項 目指標(biāo)試驗方法1剪切粘結(jié)強(qiáng)度（MPa）V4SYJ41-892陰極剝離（級）1?3SYJ37-893工頻電氣強(qiáng)度（MV/m）>720SY/T0447-964體積電阻率（0.M）>71X1010SY/T0447-965吸水率（25°C.24h）（%）SY/T0447-966耐油性（煤油、室溫、7d）通過SY/T0447-967耐沸水性（24h）通過SY/T0447-96玻璃布采用玻璃布作防腐層加強(qiáng)基布時，宜選用經(jīng)續(xù)密度為（10X10）或（10X12）根/cm2,厚度為0.10?0.12mm,中堿（堿量不超過12%）、無捻、平紋、兩邊封邊、帶芯軸的玻璃布卷。玻璃布寬度500mm。底漆、面漆、固化劑和稀釋劑四種配套材料應(yīng)由同一生產(chǎn)廠供應(yīng)。涂料應(yīng)有包括廠名、生產(chǎn)日期、存放期限等內(nèi)容完整的商品標(biāo)志、產(chǎn)品使用說明書及質(zhì)量合格證，否則不應(yīng)進(jìn)入施工現(xiàn)場。涂料說明書內(nèi)容應(yīng)包括涂料技術(shù)指標(biāo)、各組分的配合比例、漆料配制后的使用期、涂敷使用方法、參考用量、運輸及儲存過程的注意事項等。涂料應(yīng)按《涂料產(chǎn)品的取樣》規(guī)定的取樣數(shù)目進(jìn)行抽查，質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)定要求，如不合格，應(yīng)重新抽查，取樣數(shù)目加倍。如仍不合格，則該批涂料為不合格，應(yīng)拒收。涂料儲存期應(yīng)不小于1年。用戶應(yīng)按產(chǎn)品說明書所要求的條件儲存。并在儲存期內(nèi)使用。超過儲存期的涂料應(yīng)按規(guī)定重新檢查，符合要求時方可使用。玻璃布應(yīng)有生產(chǎn)廠名、出廠日期、產(chǎn)品說明書及質(zhì)量合格證、否則應(yīng)拒收。玻璃布應(yīng)按產(chǎn)品說明書和采購合同驗收，必須符合對玻璃布材料的有關(guān)規(guī)定要求。施工前的準(zhǔn)備工作鋼管應(yīng)逐根進(jìn)行外觀檢查和測量，鋼管彎曲度應(yīng)小于0.2%鋼管長度，橢圓度應(yīng)小于或等于0.2%鋼管外徑，鋼管表面如有較多的油脂和積垢，應(yīng)先按照《涂裝前鋼材表面處理規(guī)范》規(guī)定的清洗方法處理。消除管材表面的銹層采用噴砂法除銹，表面處理最低要求達(dá)到工業(yè)級（Sa3級）。鋼管表面處理后，其表面的灰塵應(yīng)清除干凈。焊縫應(yīng)處理至無焊瘤、無棱角、無毛刺。施工環(huán)境溫度在15°C以上時，宜選用常溫固化型環(huán)氧煤瀝青涂料，施工環(huán)境溫度在-8?15C時，宜選用低溫固化型環(huán)氧煤瀝青涂料。施工時，鋼表面溫度應(yīng)高于露點3C以上，空氣相對濕度應(yīng)低于80%。雨、雪、霧、風(fēng)沙等氣候條件下，應(yīng)停止防腐層的露天施工。對玻璃布的包裝應(yīng)有防潮措施，存放時注意防潮受潮后的玻璃布應(yīng)烘干后使用。漆料配制底漆和面漆使用前應(yīng)攪拌均勻，不均勻的漆料不得使用，由專人按產(chǎn)品使用說明書所規(guī)定的比例往漆料中加入固化劑，并攪拌均勻，使用前應(yīng)靜置熟化15?30分鐘，熟化時間視溫度的高低而縮短或延長。對于剛開桶的底漆和面漆，不應(yīng)加稀釋劑。配好的漆料，在必要時可加入少于5%的稀釋劑。超過使用期的漆料嚴(yán)禁使用。涂底漆鋼管表面預(yù)處理合格后，應(yīng)盡快涂底漆。當(dāng)空氣濕度過大時，必須立即涂底漆。鋼管兩端各留10?15cm不涂底漆，或在涂底漆之前在該部位涂刷可焊涂料或硅酸鋅涂料，干膜厚度不應(yīng)小于25umo同時要求底漆要涂敷均勻、無漏涂、無氣泡、無凝塊。打膩子鋼管外防腐層采用玻璃布作加強(qiáng)基布時，在底漆表干后，對高于鋼管表面2mm的焊縫兩側(cè)，應(yīng)抹膩子使其形成平滑過渡面。膩子由配好固化劑的面漆加入滑石粉調(diào)勻制成，調(diào)制時不應(yīng)加入稀釋劑，調(diào)好的膩子應(yīng)在4h內(nèi)用完。涂面漆和纏玻璃布底漆和膩子表干后，固化前涂第一道面漆。要求涂刷均勻，不得漏涂。第一道面漆實干后，固化前涂第二道面漆，隨即纏繞玻璃布。玻璃布要拉緊、表面平整，無皺折和鼓包，壓迫寬度為20?25mm,布頭搭接長度為100?150mm。玻璃纏繞后即涂第三道面漆，要求漆量飽滿，玻璃布所用網(wǎng)眼應(yīng)灌滿涂料。第三道面漆實干后，涂第四道面漆并立即纏第二層玻璃布，涂第五道面漆，或纏第二層浸滿面漆的玻璃布，得實干后，涂第六道面漆，并立即纏第三層玻璃布，涂第七道面漆，或纏第三層浸滿面漆的玻璃布，得實干后，涂最后一道面漆。涂敷好的防腐層，宜靜置自然固化，當(dāng)需要加溫固化時，防腐層加熱溫度不宜超過80°C，并應(yīng)緩慢平穩(wěn)升溫，避免稀釋劑急劇蒸發(fā)產(chǎn)生針孔。防腐層的干性檢查：表干—手指輕觸防腐層不粘手或雖發(fā)粘，但無漆粘在手指上；實干—手指用力推防腐層不移動；固化—手指甲用力刻防腐層不留痕跡。一般要求應(yīng)對防腐層進(jìn)行外觀、厚度、漏點和粘結(jié)力檢驗。外觀、厚度、漏點檢驗應(yīng)在防腐層實干后、固化前進(jìn)行，粘結(jié)力檢驗可在實干或固化后進(jìn)行。外觀檢查防腐管應(yīng)逐根目測檢查，要求表面平整、無空鼓和皺折，壓迫和搭邊粘結(jié)緊密，玻璃布網(wǎng)眼應(yīng)灌滿面漆。對防腐層的空鼓和皺折應(yīng)鏟除，并按相應(yīng)防腐層結(jié)構(gòu)的要求，補(bǔ)涂面漆和玻璃布至符合要求。厚度檢查用磁性測厚度檢查，以最薄點符合干膜厚度的規(guī)定為合格。防腐管每20根為一組，每組抽查一根（不足20根也抽查1根），測管兩端和中間3個截面，每個截面測上、下、左、右共4點，符合干膜厚度的規(guī)定為合格；若不合格，再在該組內(nèi)隨機(jī)抽查2根，如其中仍有不合格者，則全部為不合格。對厚度不合格防腐管，應(yīng)在涂層未固化前修補(bǔ)至合格。漏點檢查應(yīng)采用電火花檢漏儀對防腐管逐根進(jìn)行漏點檢查，以無漏點為合格。檢漏電壓為6000V。也可設(shè)檢漏探頭發(fā)生的火花長度至少是防腐層設(shè)計厚度的2倍。在連續(xù)檢測時，檢漏電壓或火花長度應(yīng)每4小時校正一次。檢查時，探頭應(yīng)接觸防腐層表面，以約0.2m/s的速度移動,應(yīng)對漏點補(bǔ)涂。將漏點周圍約50mm范圍內(nèi)的防腐層用砂輪或砂紙擴(kuò)毛，然后涂刷面漆至符合要求。固化后應(yīng)再資助進(jìn)行漏點檢查。粘結(jié)力檢查對于特加強(qiáng)級防腐層應(yīng)符合如下規(guī)定：用鋒利刀刃垂直劃透防腐層，形成邊長約100mm,夾角45°?60°的切口，從切口尖端撕開玻璃布，符合下列條件之一認(rèn)為防腐層粘結(jié)力合格：①實干后的防腐層,撕開面積約50cm2，撕開后不露鐵，底漆與面漆粘結(jié)；②固化后的防腐層，只能撕裂，且破壞處不露鐵，底漆與面漆普遍粘結(jié)。防腐管每20根1組，每組抽查1根（不足20根也抽查1要有），每根隨機(jī)抽查1點。如符合以上要求規(guī)定，則該組的粘結(jié)力檢查合格；如不合格，則在該組內(nèi)隨機(jī)抽查2根，如其中仍有不合格，則該組全部為不合格粘結(jié)力不合格的防腐管，不允許補(bǔ)涂處理，應(yīng)鏟掉全部防腐層并按規(guī)定要求重新施工。標(biāo)志與記錄檢驗合格的防腐管，應(yīng)在適當(dāng)位置粘貼合格還并作如下標(biāo)志：（1執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號；（2）鋼管材質(zhì)及規(guī)格；（3）防腐層條塊結(jié)合；（4）防腐層涂敷日期；（5）用戶要求作的補(bǔ)充標(biāo)志。對各項檢驗及修實情況應(yīng)列表記錄，對重大問題應(yīng)作文字闡述。防腐管應(yīng)按防腐等級分類堆放，堆放時應(yīng)采用寬度不小于150mm的熱木和軟質(zhì)隔離墊將防腐管與地面隔開，防腐管層間也應(yīng)采用軟墊隔離，墊其間距為4m。防腐管必須固化后能才疊放，其層數(shù)最高不能超過2層。未固化的防腐管不應(yīng)裝運。防腐管的裝卸、運輸應(yīng)符合《長輸管道線路工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定，防腐管不宜受陽光曝曬，露天堆放時間不宜超過3個月。補(bǔ)口防腐管線焊接前應(yīng)用寬度不小于450mm的厚石棉布或其他遮蓋物遮蓋焊口前邊的防腐層，防止焊渣飛濺燙壞防腐層。防腐管線補(bǔ)口使用的環(huán)氧煤瀝青涂料和防腐結(jié)構(gòu)應(yīng)與管體防腐層相同。補(bǔ)口部位的表面處理應(yīng)符合前面所述的規(guī)定。如不具備噴（拋）射除銹條件，經(jīng)用戶同意后，可按《涂裝前鋼材表面處理規(guī)范》的規(guī)定方法，用動力工具除銹至St3級。焊縫應(yīng)處理至于符合本標(biāo)準(zhǔn)要求的規(guī)定。補(bǔ)口時應(yīng)對管端階梯型接茬處的防腐層表面進(jìn)行清理，去除油污、泥土等雜物，用砂紙打毛。防腐層涂敷方法同以上管件要求的規(guī)定。補(bǔ)口防腐層的搭接寬度應(yīng)大于100mm，補(bǔ)口處防腐層固化后，接上述要求進(jìn)行質(zhì)量檢驗與缺陷處理，其中厚度只測一個截面的4個點。補(bǔ)傷防腐管線補(bǔ)傷使用的材料及防腐層結(jié)構(gòu)，應(yīng)與管體防腐層相同。將已損壞的防腐層清除干凈，用砂紙打毛損傷面積附近的防腐層。對破損處已裸露的鋼表面，宜噴（拋）射除銹至工業(yè)級（Sa3級）。當(dāng)條件不具備時，經(jīng)用戶同意，可用動力工具除銹至St2級。將表面灰塵清掃干凈，接上述規(guī)定的順序和方法涂漆和纏玻璃布，搭接寬度應(yīng)不小于50mm，當(dāng)防腐層破損面積較大時，應(yīng)接補(bǔ)口方法處理。補(bǔ)傷處防腐層固化后，按規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢驗，其中厚度只測一個點。現(xiàn)場施工的防腐管應(yīng)在防腐層固化后方能下溝，下溝前應(yīng)根據(jù)防腐層等級，按規(guī)定用電火花檢漏儀對全線檢查一遍，發(fā)現(xiàn)損傷必須修補(bǔ)合格。防腐管下溝，回填過程的保護(hù)應(yīng)符合《長輸管道線路工程施工及驗收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。管溝回填后，應(yīng)按《長輸管道線路工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定，使用低頻信號檢漏儀檢查漏點及對漏點處進(jìn)行處理。曹妃甸工業(yè)區(qū)供水工程海上鋼管段由于埋入由吹填海砂形成的地質(zhì)下，長期受海水腐蝕，為了延長管道的使用壽命，對其采用環(huán)氧煤瀝青特加強(qiáng)級涂層外還必須加陰極保護(hù)（犧牲陽極法）的聯(lián)合保護(hù)方式，一方面可有效地防止由于管道涂層老化及破損而引起的腐蝕穿孔、泄漏；另一方面，可使鋼管使用壽命得到成倍延長，服役期管道的安全性得到較大的提高。特別是管道的外防腐層級別越高，產(chǎn)生點蝕的傾向越不能忽視。對易遭腐蝕破壞的埋地鋼管采取防腐涂層加設(shè)陰極保護(hù)是各國所采用的一致做法，防腐涂層和犧牲陽極法對管道防腐蝕起著相輔相成、非常重要的保護(hù)作用。陰極保護(hù)技術(shù)是一項安全經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保、節(jié)省能源和材料的一項實用技術(shù)，世界各國采用陰極保護(hù)技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史了，其優(yōu)異的防腐蝕效果已經(jīng)得到了世界各國的充分認(rèn)可。鋼管埋入地下要受到土壤環(huán)境介質(zhì)的腐蝕，土壤的理化性質(zhì)決定著鋼管的使用年限和壽命。為了科學(xué)的解決鋼管的保護(hù)設(shè)計問題，對沿線的土壤情況已經(jīng)進(jìn)行認(rèn)真的測量和調(diào)查。相關(guān)數(shù)據(jù)見表4-1。土壤腐蝕情況調(diào)查表表4-1一序號方法內(nèi) 容測定數(shù)據(jù)結(jié)果分析備注1物理法PH數(shù)據(jù)范圍顯示水為中性2含水量數(shù)據(jù)范圍顯示可構(gòu)成土壤腐蝕3可溶鹽總量％強(qiáng)腐蝕范圍4水介質(zhì)電導(dǎo)ms/cm強(qiáng)腐蝕范圍5氯離子％強(qiáng)腐蝕范圍6硫酸根％數(shù)據(jù)顯示鹽類增加，導(dǎo)電性增加7碳酸氫根％數(shù)據(jù)顯示構(gòu)不成對砼構(gòu)物的腐蝕8碳酸根％未檢出9化鈣離子％鹽類增加，土壤導(dǎo)電性增強(qiáng)10學(xué)鎂離子％數(shù)據(jù)顯示鹽類增加，導(dǎo)電性增加11法鈉離子％數(shù)據(jù)顯示鹽類增加，導(dǎo)電性增加12鉀離子％數(shù)據(jù)顯示鹽類增加，導(dǎo)電性增加13硝酸根％數(shù)據(jù)顯示鹽類增加，導(dǎo)電性增加14有機(jī)質(zhì)％有機(jī)質(zhì)含量低，構(gòu)不成生物腐蝕15全氮％全氮含量低，構(gòu)不成生物腐蝕16生物法微生物％沒見硫酸鹽還原菌落數(shù)據(jù)范圍顯示無微生物腐蝕18氧化還原電位，mV300-400數(shù)據(jù)范圍顯示構(gòu)不成生物腐蝕20電化學(xué)法電阻率Q?m強(qiáng)腐蝕范圍21自然腐蝕電位，V數(shù)據(jù)顯示屬正常電位腐蝕范圍22島上電位梯度，mV強(qiáng)腐蝕范圍23中段電位梯度，mV強(qiáng)腐蝕范圍245公里+800m電位梯度，mV強(qiáng)腐蝕范圍由于管道沿線的吹填工作還沒有完成，鋼管也沒有鋪設(shè)，嚴(yán)冬調(diào)查測量難以精確完滿。我院是在通路工程及首鋼吹填已完成的地方，挑選與管道鋪設(shè)條件類似的地點進(jìn)行測量取樣，其成果供防腐設(shè)計參考。上面就根據(jù)現(xiàn)有條件所能調(diào)查的部分?jǐn)?shù)據(jù)和國家陰極保護(hù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對以上土壤分析，得出以下結(jié)論：1、土壤的自然腐蝕性屬于強(qiáng)腐蝕極強(qiáng)腐蝕范圍；2、管道沿線存在強(qiáng)烈的雜散電流的腐蝕條件，應(yīng)當(dāng)增加排流設(shè)施3、測量數(shù)據(jù)顯示構(gòu)成微生物腐蝕的可能性很??；4、綜合全部測量數(shù)據(jù)說明管道埋設(shè)在一個強(qiáng)腐蝕土壤并存在雜散電流腐蝕的環(huán)境中；5、為延長管道壽命，對該環(huán)境中埋設(shè)的鋼質(zhì)管道，在采用較好的防腐層的基礎(chǔ)上必須增設(shè)陰極保護(hù)設(shè)施。陰極保護(hù)有兩種方法，即犧牲陽極法與外加電流（強(qiáng)制電流）法，下表比較了兩種陰極保護(hù)方法的特點。兩種陰極保護(hù)方法特點的比較表4-2方法優(yōu)點缺點強(qiáng)制（外加）電流法輸出電流連續(xù)可調(diào)保護(hù)范圍大不受環(huán)境電阻率限制.工程越大越經(jīng)濟(jì)保護(hù)裝置壽命長犧牲陽極法不需要外部電源對鄰近金屬構(gòu)筑物干擾很小投產(chǎn)后可不需日常管理工程越小越經(jīng)濟(jì)保護(hù)電流分布均勻，利用率高6?兼有防腐、防雷、排流功能5.消耗大量有色金屬，成本費用較高6?安裝費時、費力、煩瑣從表4-2陰極保護(hù)方法的比較，可知兩種方法各有優(yōu)缺點。由于本項目工程的管道附近架設(shè)有高壓線路，以后還要鋪設(shè)多條綜合管道，高壓線路及綜合管道必然會產(chǎn)生嚴(yán)重的雜散電流，由于雜散電流對鋼管的腐蝕極易造成穿孔腐蝕。本處若采用強(qiáng)制（外加）電流法，由于管道沿線雜散電流干擾值較大，不僅對鄰近金屬構(gòu)筑物有干擾的問題需要加以技術(shù)上的解決，還要再增加80?100處排流設(shè)施，增加工程成本及施工難度；如果采用犧牲陽極法，因犧牲陽極法本身就兼有防腐、防雷、排流功能，不需要另外再增加排流設(shè)施。特別是該項工程采用犧牲陽極法不會對今后其他部門的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面影響，而且其他部門所采用的金屬構(gòu)件對本工程的鋼質(zhì)管道影響甚微。犧牲陽極法的不足是：安裝費時、費力、煩瑣，一次性投入費用高。如果采用強(qiáng)制(外加)電流法，再加上增加80?100處排流設(shè)施，也能夠較好的解決以上問題，此費用與犧牲陽極法費用相當(dāng)。根據(jù)本工程的特點，從安全、穩(wěn)妥、長期使用和管理方便的角度考慮，本次陰極保護(hù)設(shè)計方案采用犧牲陽極法。執(zhí)行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范：《埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)設(shè)計規(guī)范》(SY/T0019-97)《埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SY/T0017-96)《埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SY/T0032-2000)(4)《鋼制儲罐罐底外壁陰極保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SY/T0088-95)《埋地鋼質(zhì)管道環(huán)氧煤瀝青防腐涂層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SY/T0447-96)《絕緣法蘭設(shè)計技術(shù)規(guī)范》(SY/T0516-97)《長輸管道陰極保護(hù)工程施工及驗收規(guī)范》(SYJ40006-901997)《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測試方法》(SY/T0023-97)材料的選?。焊鶕?jù)《埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)設(shè)計規(guī)范》(SY/T0019-97)和30年的設(shè)計壽命犧牲陽極陰極保護(hù)材料的選取如下：土壤電阻率范圍陽極種類陽極重量(kg)P為31-226Q?cm鋅陽極犧牲陽極設(shè)計參數(shù)：Q.mmz/m。覆蓋層電阻：環(huán)氧煤瀝青10000Q.m2。保護(hù)電流密度：i=A/m2。最小保護(hù)電位：-0.85V,平均土壤電阻率：P=Q.m管道長度L=13000mX2=26000m管道直徑：①=1220mm設(shè)計壽命T=30年。犧牲陽極設(shè)計計算保護(hù)面積S€,xDXL€,X1.224x13000x2=99978山2;保護(hù)電流I€sxi€99978x0.5=49989mA；所需鋅陽極總重量W二TX3XI/K=30XX=30434kg陽極間距定為36米；陽極數(shù)量（只數(shù)）N=13000X2/36=722支，每根水管每隔36米處放一支陽極；單支陽極重量：30434/722=42.2kg,選42.5kg。設(shè)計結(jié)果：曹妃甸工業(yè)區(qū)供水工程海上鋼管段管道直徑為1220mm,長度約13Km,雙管線，設(shè)計鋅陽極361組（間距36米），每組2支42.5公斤鋅陽極,共用722支,考慮施工時不可預(yù)見及一定程度的損耗,增加計算用量的10%,總計794支。測試樁20個。套管情況及絕緣支撐和帶狀陽級設(shè)計

套管絕緣支撐（RGV—50）設(shè)計帶狀陽級設(shè)計測試樁部位直徑mm長度m類型距>單支個總計，套總計型號距>總計（米）設(shè)計（支）沿線五處160030砼143004200大B6005沿線五處過公路，每處安裝①1600砼套管30m。設(shè)計采用RGV-50絕緣支撐，m放一組，每組14支，共300組（套）總計4200支。管道陰極保護(hù)材料見下表管道陰極保護(hù)材料表序號材料名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1鋅合金陽極支7942填包料化學(xué)純噸663絕緣接頭1220套24參比電極Cu/CuSO4支205測試樁①108X3000套206測試片100X200片207電纜VV-1/1X10M60008電纜VV-1/1X25M1009電纜VV-1/1X6M50010電纜XM20011鋁熱焊劑瓶130012點火器支140013鋁熱焊模具付614鋅帶狀陽極菱形大-1米60015絕緣支撐5014RGV-50組300絕緣裝置的設(shè)置電絕緣可以將保護(hù)電流限定在一定的范圍里，避免相互間的干擾；為了防止保護(hù)電流的流失確保站間管道保護(hù)效果，防止外加電流對設(shè)備的影響，本工程在泵站各站進(jìn)出管道上設(shè)置絕緣裝置。絕緣裝置采用埋地型絕緣接頭，絕緣接頭材質(zhì)采用與管道相同材質(zhì)（Q235）,絕緣性能符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。絕緣考慮到管道沿線雷電較多，鄰近高壓電線路的特點，埋地絕緣接頭采用雙鋅接地電池進(jìn)行保護(hù)，每一個絕緣接頭處設(shè)置雙鋅接地電池一套。防止雜散電流的措施mv/mmv/m時應(yīng)考慮采取防護(hù)措施。根據(jù)調(diào)查與測定結(jié)果的分析，設(shè)計中在雜散電流段設(shè)測試樁，根據(jù)實際的測試情況而采取不同的排流保護(hù)措施。防止和克服雜散電流的主要措施是排流保護(hù)。在雜散電流干擾嚴(yán)重的地區(qū)可以通過提供防腐層等級和設(shè)置排流鋅陽極組來減少雜散電流對管道的腐蝕和干擾。管段設(shè)置大型排流陽極地床（8?12支鋅排流陽極），中等干擾程度采用4支鋅排流陽極，弱干擾管段采用2支鋅排流陽極。本處雜散電流干擾情況經(jīng)測量在2-8mV之間，干擾是很嚴(yán)重。其雜散電流源來自與管道相距較近的高壓輸電線路。如此大強(qiáng)度的雜散電流，其影響范圍一定很大，當(dāng)然必須強(qiáng)制排流。如果采用外加電流法，還需另外增加如上所述的排除方案。但是采用犧牲陽極法，其本身就要安裝很多的犧牲陽極，因為犧牲陽極具有防腐、防靜電、排流等綜合功能，因此不需經(jīng)再增加排流陽極了。陰極保護(hù)測試系統(tǒng)為了定期檢測管道陰極保護(hù)參數(shù)，本工程在管道沿線設(shè)置電位測試樁，電位測試樁每公里設(shè)置一個；絕緣接頭電位測試樁每一絕緣處設(shè)一個。測試樁可兼作線路里程樁；測試樁應(yīng)埋設(shè)牢固穩(wěn)定。測試片的設(shè)置：陰極保護(hù)以后，為了比較陰極保護(hù)和沒保護(hù)的實際效果，在每個測試樁下均要放一片與管道的材質(zhì)相同的測試片?？缭教幍奶厥獗Ｗo(hù)公路和鐵路穿越工程，因為承重需加設(shè)保護(hù)套管。理想的套管穿越，應(yīng)能保持套管內(nèi)干燥無水，但在實際工程中，很難保持套管干燥無水；特別在主管防腐層破損的情況下，由于金屬套管的屏蔽作用，使該段主管道外加電流流失，造成套管內(nèi)主管保護(hù)失效，加速了套管內(nèi)輸送管的腐蝕。因此在設(shè)計時對套管內(nèi)管道增加犧牲陽極保護(hù)。能保護(hù)套管中管道的犧牲陽極有鐲式鋅陽極、帶狀鋅陽極、帶狀鎂陽極等。由于帶狀鎂陽極的驅(qū)動電位高，腐蝕速度快，壽命短；帶狀鋅陽極的壽命較長，保護(hù)效果比較好；鐲式鋅陽極壽命長，要求管道外壁與套管內(nèi)壁的間距大（200mm左右），保護(hù)效果好。因此套管中的管道也可以采用鐲式鋅陽極進(jìn)行保護(hù)。采用什么種類的陽極保護(hù)最好，要根據(jù)該處的情況如電阻率、套管與保護(hù)管之間的空間、保護(hù)壽命來綜合考慮，本處宜采用帶狀鋅陽極大型的河流穿跨越由于施工復(fù)雜、維護(hù)困難，為確保穿跨越管道的安全，本工程在大型的河流穿越段采用加強(qiáng)犧牲陽極保護(hù)。焊點防腐陰極保護(hù)系統(tǒng)與管道焊接點的防腐質(zhì)量直接影響陰極保護(hù)的效果和壽命，是陰極保護(hù)施工重要的質(zhì)量控制點，因此我們采用先進(jìn)的防腐工藝。首先應(yīng)用鋁熱焊技術(shù)，減小焊接對防腐層的影響；其次破除防腐層的面積控制到盡量小（4平方厘米）；清除焊渣后，用熱熔膠或環(huán)氧樹脂、玻璃絲布進(jìn)行不低于原防腐級別的防腐；最后交聯(lián)輻射熱縮帶包覆。防腐層漏點檢測防腐層絕緣、老化性能和漏點的數(shù)量直接影響管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的運行和壽命，所以在管道施工過程中要保護(hù)好管道的防腐層，盡量減少破損；管道回填前進(jìn)行防腐檢查，對漏點進(jìn)行防腐；回填時盡量避免對防腐層破壞；回填后管中電流法（PCM）對管線的防腐層進(jìn)行復(fù)查和評定，如有漏點必須開挖修復(fù)。.1第一階段檢測--管道施工前與施工中對管道防腐層漏點的檢測在管道未回填前，管道裸露狀況下，采用高壓電火花檢測儀檢測管道防腐層，及時發(fā)現(xiàn)管道因施工或其它原因造成的防腐層破損，及時修補(bǔ)管道防腐層。.2第二階段檢測--管道施工完畢回填后對管道漏點的檢測管道施工完畢回填后，由于回填時疏忽造成部分體積較大的石塊或其它結(jié)構(gòu)破壞管道防腐層，應(yīng)采用穩(wěn)定可靠的儀器與方法(管中電流法)對管道進(jìn)行不開挖非接觸檢測，對檢測到的漏點及時開挖修復(fù)。管道陰極保護(hù)參數(shù)的測試方法管地電位、犧牲陽極輸出電流、絕緣接頭絕緣性能、接地電阻、土壤電阻率等測試方法依據(jù)SY/T0023-97《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測試方法》。焊接后，測量管道的保護(hù)電位和陽極輸出電流。陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)效果應(yīng)達(dá)到下列指標(biāo)之一:施加陰極保護(hù)后，使用銅一飽和硫酸銅參比電極(以下簡稱CSE參比電極)測得的極化電位至少應(yīng)達(dá)到-850mV或更負(fù)。測量電位時，必須考慮IR降的影響。采用斷電法測得管道相對于CSE參比電極的極化電位應(yīng)達(dá)到-850mV或更負(fù)。在陰極保護(hù)極化形成或衰減時，測得被保護(hù)管道表面與接觸土壤的、穩(wěn)定的CSE參比電極之間的陰極極化電位值不應(yīng)小于100mV。4.6陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計、施工及驗收犧牲陽極陰極保護(hù)的設(shè)計、施工及驗收應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)設(shè)計規(guī)范》SY/T0019的規(guī)定。陰極保護(hù)絕緣裝置的設(shè)計、安裝及測試應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《陰極保護(hù)管道的電絕緣標(biāo)準(zhǔn)》SY/T0086的規(guī)定。-測試裝置的安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：裝置的測試電纜與管道連接采用鋁熱焊劑焊接，應(yīng)做到連接牢固、電氣導(dǎo)通，且在連接處必須進(jìn)行防腐絕緣處理；管道回填時，測試電纜應(yīng)保持一定的松弛度；裝置采用地下測試井設(shè)置方式時，應(yīng)在地面上注明位置標(biāo)記其接線端子和測試頭均應(yīng)采用銅制品并封閉在測試盒內(nèi)；測試電纜應(yīng)采用雙電纜接頭。參數(shù)的測試陰極保護(hù)系統(tǒng)竣工后，應(yīng)進(jìn)行下列參數(shù)的測試：陽極開路電位；極閉路電位；管道開路電位；管道保護(hù)電壓；單支陽極輸出電流；組合陽極聯(lián)合輸出電流；單支陽極接地電阻；組合陽極接地電阻；埋設(shè)點的土壤電阻率。陰極保護(hù)系統(tǒng)竣工后，應(yīng)提供下列竣工資料：竣工圖:.1平面布置圖；.2陽極地床結(jié)構(gòu)圖；.3測試樁接線圖；.4電纜連接和敷設(shè)圖。設(shè)備說明書；產(chǎn)品合格證、檢驗證明；隱蔽工程記錄；各項參數(shù)的竣工驗收測試數(shù)據(jù)記錄。在役管道防腐層應(yīng)定期檢測，且應(yīng)符合下列規(guī)定:檢測周期:高壓、次高壓管道三年進(jìn)行1次；中壓管道五年進(jìn)行1次；低壓管道八年進(jìn)行1次。上述管道運行十年后，檢測周期分別為二年、三年、五年。檢測方法與內(nèi)容:管道防腐層絕緣電阻可采用直流法或電流密度法求出；管道防腐層定性檢漏可采用交流法，即選頻變頻法或多頻管中電流法，評價應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《管道防腐層檢漏試驗方法》SY/IO063的規(guī)定?？刹捎瞄_挖探坑或在檢測孔處通過外觀檢測、粘結(jié)性檢測及電火花檢測評價管道防腐層狀況；已實施陰極保護(hù)的管道，當(dāng)采用檢測陰極保護(hù)的保護(hù)電流、保護(hù)電位、保護(hù)電位分布評價管道防腐層狀況時，出現(xiàn)下列情況應(yīng)檢查管道防腐層:運行保護(hù)電流大于正常保護(hù)電流范圍；運行保護(hù)電位超出正常保護(hù)電位范圍；保護(hù)電位分布出現(xiàn)異常。管道防腐層發(fā)生損傷時，必須進(jìn)行更換或修補(bǔ)，且應(yīng)符合相應(yīng)國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。進(jìn)行更換或修補(bǔ)的防腐層應(yīng)與原防腐層有良好的相容性，且不應(yīng)低于原防腐層性能。出現(xiàn)下列情況時，應(yīng)先進(jìn)行管道補(bǔ)焊、補(bǔ)傷，再實施防腐層的更換和修補(bǔ):更換或修補(bǔ)的防腐層所包覆的管道出現(xiàn)泄漏；出現(xiàn)蝕深大于或等于50%壁厚的損傷。陰極保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)定期檢測，且應(yīng)符合下列規(guī)定:檢測周期:犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測每年不少于2次；外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測每年不少于2次；電絕緣裝置檢測每年不少于1次；陰極保護(hù)電源檢測每年不少于6次，且間隔時間不超過3個月陰極保護(hù)電源輸出電流、電壓檢測每日不少于1次。陰極保護(hù)系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)應(yīng)記錄在案，并應(yīng)依此畫出電位分布曲線圖和電流分布曲線圖。陰極保護(hù)失效區(qū)域應(yīng)進(jìn)行重點檢測，出現(xiàn)下列故障時應(yīng)及時排除管道與其他金屬構(gòu)筑物搭接；絕緣失效；陽極地床故障；管道防腐層漏點；套管絕緣失效。陰極保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到開機(jī)率90%，覆蓋率100%，保護(hù)度85%。陰極保護(hù)系統(tǒng)投入運行的第一年應(yīng)進(jìn)行保護(hù)度考核，此后應(yīng)每三年進(jìn)行1次。(1)本工程為曹妃甸工業(yè)區(qū)供水工程海上段的鋼管道防腐，本預(yù)算未含鋼管件的防腐。(2)編制依據(jù)：內(nèi)、外防腐依據(jù)《全國統(tǒng)一安裝工程預(yù)算定額河北省綜合基價》第十一冊、《全國統(tǒng)一市政工程預(yù)算定額河北省綜合基價第5冊編制，取費標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)與上述定額配套使用的《河北省建筑、安裝、市政、裝飾裝修工程費率》取費；電化學(xué)防腐依據(jù)石油工業(yè)