(高清版)GB∕T 37575-2019 埋地接地體陰極保護技術(shù)

ICS25.220.99A29埋地接地體陰極保護技術(shù)國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標準化管理委員會IGB/T37575—2019本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會提出。本標準由全國防腐蝕標準化技術(shù)委員會(SAC/TC381)歸口。本標準起草單位：沈陽中科腐蝕控制工程技術(shù)中心、中國科學院金屬研究所、中蝕國際腐蝕控制工程技術(shù)研究院(北京)有限公司、沈陽中科腐蝕控制工程技術(shù)有限公司、浙江鈺烯腐蝕控制股份有限公司、西安泰金工業(yè)電化學技術(shù)有限公司、中國1GB/T37575—2019埋地接地體陰極保護技術(shù)本標準適用于新建和已建接地體結(jié)構(gòu)的陰極保護系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T21448埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規(guī)范GB/T33373防腐蝕電化學保護術(shù)語GB50058爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB/T50698埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護技術(shù)標準SY/T0017埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護技術(shù)標準ISO15589.1石油、石化和天然氣工業(yè)管線系統(tǒng)的陰極保護第1部分：陸地管線(Petroleum,petrochemicalandnaturalgasindustries—Cathodicprotectionofpipelinesystems—Part1:On-landpipelines)NACERP0572外加電流深地床的設計、安裝、操作與維護(Design,installation,operation,andmaintenanceofimpressedcurrentdeepgroundbeds)3術(shù)語和定義GB/T33373界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1埋入地下并直接與大地接觸的金屬導體。3.2由垂直和水平接地體組成的具有泄流和均壓作用的網(wǎng)狀接地裝置。3.3無IR(即流經(jīng)陰極保護回路的電流I與該回路中被保護體至電極間電解質(zhì)電阻R的乘積)降的陰4符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件。2GB/T37575—2019Ept:不包含IR降的保護電位門檻值(ProtectionPotentialThresholdValue),相當于ISO15589.1中的E。CSE:銅-飽和硫酸銅參比電極(Copper-SaturatedCopperSulphateReferenceElectrode)SRB:硫酸鹽還原菌(SulphateReducingBacteria)5陰極保護必要性的確定5.1基礎資料的收集在確定接地體陰極保護必要性之前，應收集下列資料：b)接地體布設的方式和區(qū)域；c)氣候條件、地形地貌和土壤性質(zhì)等；d)接地體相對于其他設備的位置；e)臨近設施已有的陰極保護狀況；f)接地體周圍雜散電流的影響；g)已建接地體的維護、檢修記錄。5.2腐蝕性的評估在準備實施陰極保護前，評估接地體的腐蝕可能性，通常包括以下內(nèi)容：a)調(diào)查埋地接地體或同種材料在類似環(huán)境中的腐蝕情況，評估可能的腐蝕性；b)測量埋地接地體周圍土壤的電阻率等多種理化性質(zhì)；c)埋設與埋地接地體相同材料的試片，進行電化學等測試，評估接地體材料的腐蝕性；d)對于已建的埋地接地體，進行外觀聲學等檢測，記錄下接地體的狀況，取得有關(guān)腐蝕的數(shù)據(jù)；e)分析已建埋地接地體已有的腐蝕檢查記錄。5.3其他當腐蝕性評價證明腐蝕會危及埋地接地體的安全運行，加之其他方面的綜合考慮，確認需要陰極保6陰極保護準則6.1接地體的陰極保護電位(即相對于周圍電解質(zhì)的陰極極化電位，下同)應達到表1的Ep(CSE)或更負。6.2如果6.1的準則難以實現(xiàn)，可以采用接地體相對于周圍電解質(zhì)的電位在實施陰極保護后的陰極偏移不少于100mV的判據(jù)。在下列情況下，應避免使用陰極偏移100mV的判據(jù)：a)運行溫度高于40℃時；b)土壤中含有SRB;c)可能存在干擾電流時；d)存在應力腐蝕開裂風險時；e)在接地體包含或連接到不同金屬材料構(gòu)件。6.3接地體陰極保護的最負電位(或稱極限電位)應依據(jù)ISO15589.1,由試驗進行確定或由文件加以說明。3GB/T37575—2019表1常見金屬材料在土壤和水(非海水)中的Ept(CSE)金屬或合金環(huán)境條件碳鋼、低合金鋼和鑄鐵—0.75乏氧且具有SRB腐蝕風險時銅環(huán)境溫度下的土壤和水鍍鋅鋼7陰極保護系統(tǒng)的設計7.1一般原則7.1.1接地體陰極保護系統(tǒng)的設計應滿足第6章要求，并確保在系統(tǒng)的預期壽命期限內(nèi)可靠運行。7.1.2接地體的陰極保護設計應由具有相關(guān)工程經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員或防腐專家進行。7.2陰極保護系統(tǒng)設計的目的7.2.1應向接地體施加足夠的陰極保護電流以使其滿足陰極保護準則。7.2.2應將外部地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的雜散電流影響減至最小。7.2.3地床的設計壽命應與接地體所需壽命相匹配。7.2.4可為地床提供定期維護。7.2.5地床應有足夠容量，為需要保護的接地體提供電流。7.3陰極保護系統(tǒng)設計需考慮因素7.3.1陰極保護電流的確定陰極保護電流的確定方法如下：a)為達到第6章的準則，接地體陰極保護所需要的電流，可通過現(xiàn)場試驗確定；b)接地體陰極保護所需要的電流還可依據(jù)有關(guān)標準如ISO15589.1、GB/T21448中要求的陰極保護電流密度計算方法得到。7.3.2陰極保護系統(tǒng)設計內(nèi)容陰極保護系統(tǒng)設計應考慮以下內(nèi)容：a)確定交流電源的可靠性；b)調(diào)查設備安裝位置是否安全；c)整流器等用的交流電源與接地體要留有一定的距離；d)對材料和安裝要有規(guī)定，符合相應規(guī)范及標準；e)在陰極保護系統(tǒng)的安裝、維修和運行方面應考慮優(yōu)化設計；f)系統(tǒng)應選擇最佳陰極保護電流；g)外部的電干擾。7.4影響陽極位置的考慮因素陽極位置的設置應考慮以下因素：4GB/T37575—2019a)陽極安裝距離應通過試驗或經(jīng)過驗證的方法來決定；b)與接地體相連的電纜位置；c)匯流點的位置和絕緣；d)土壤電阻率；e)淺層地床或深層垂直型地床的使用；f)外部結(jié)構(gòu)的位置；g)干擾或損壞可能性較小的位置。7.5接地體陰極保護系統(tǒng)的類型接地體陰極保護系統(tǒng)分為以下幾種類型：a)外加電流系統(tǒng)；b)犧牲陽極系統(tǒng)；c)外加電流系統(tǒng)和犧牲陽極系統(tǒng)的聯(lián)合使用。7.6選擇陰極保護系統(tǒng)類型的考慮因素選擇陰極保護系統(tǒng)類型應考慮以下因素：a)陰極保護的接地體總表面積；b)土壤電阻率；d)應有可用的自然空間，地面狀況要便于設備安裝和進出；e)與外部結(jié)構(gòu)的靠近程度；f)干擾影響；g)電源的可靠性。應考慮以下幾種因素：a)電流輸出量確定時，陽極壽命取決于陽極材料和填料，以及陰極保護系統(tǒng)中的陽極數(shù)量。b)在犧牲陽極周圍依據(jù)GB/T21448,選用適宜的填料，可提高使用性能。c)外加電流陽極依據(jù)GB/T21448,使用專門的填料(冶金焦炭、焙燒的石油焦炭，及天然或人造石墨等),可延長陽極的使用壽命，減少陽極接地電阻。d)陽極反應產(chǎn)生的氣阻會削弱外加電流地床傳遞電流的能力，應采取措施使陽極排氣。在深井陽極地床中，依據(jù)NACERP0572增加陽極數(shù)量減少每支陽極的電流釋放量可減輕氣阻。e)針對深井地床等特殊應用而選擇的電纜應符合相關(guān)規(guī)范。7.8外加電流系統(tǒng)設計還應考慮的因素外加電流系統(tǒng)設計還應考慮以下因素：a)確定地床位置和電流總需求量，應依據(jù)GB/T21448、ISO15589.1等。b)地床安裝離接地體太近會阻止足夠的電流流入更遠的部位。增加總電流量可能會造成局部保護電位過負或?qū)ζ渌b置和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干擾。c)垂直或水平安裝的陽極性能受到陽極間距的影響。d)在爆炸性氣氛環(huán)境中，選用的直流電源應符合GB50058的規(guī)定。7.9犧牲陽極系統(tǒng)設計時還應考慮的因素犧牲陽極系統(tǒng)設計時還應考慮以下因素：5GB/T37575—2019陰極保護效果更佳；可依據(jù)GB/T21448、ISO15589.1等。8陰極保護系統(tǒng)的安裝依據(jù)第7章的設計要求，安裝陰極保護系統(tǒng)。有關(guān)陰極保護系統(tǒng)的施工作業(yè)應按照設計圖紙和技術(shù)規(guī)范進行。8.5.1應安裝由法蘭組件、預制絕緣接頭和連接器構(gòu)成的絕緣裝置，使保護的接地體與其他非保護的a)設施所有權(quán)改變的地點；b)在保護的接地體與其他非保護的設備或結(jié)構(gòu)之間的連接處。8.5.2絕緣裝置在安裝前后需進行檢測或電氣測量來保證電絕緣的合格。8.5.3考慮絕緣裝置對雷電和故障電流保護的要求。從絕緣裝置到避雷器的連接電纜宜是短的、直接8.7.1.1對整流器或其他電源進行檢驗，保證內(nèi)部機械連接牢固且無損傷。直流電源輸出的額定值應符合設計要求。6GB/T37575—2019絕緣的損壞。如電纜有缺陷應修復或更換。8.7.1.4陽極的填料應符合GB/T21448中要求。8.7.2.3外加電流電源應設計成當組件不運行時能阻止反向電流。8.7.2.4外加電流陽極應垂直或水平安裝，也可安裝于深井中。8.7.2.5導線應按規(guī)范要求進行連接。在電源供電前，應確認陰極線連接到接地體，陽極線連接到輔助陽極地床。在電源供電后，應進行適當?shù)碾姕y量，以確保這些電連接是正確的。8.7.2.6地下陰極線應有效絕緣。8.7.2.7接至陽極的陽極電纜的埋地接頭數(shù)目應保持最少。如果這些接頭是在地下或水下，應進行防8.7.2.8陽極電纜埋地時，應注意避免損壞絕緣。電纜應保持足夠的松弛度，以防接頭和陽極線因固定造成變形。電纜周圍使用的回填料宜無石塊和其他異物。8.8陰極保護測試站8.8.1應在接地體所在區(qū)域安裝可測量電位、電流的測試站或測試樁，以便于陰極保護測試。8.8.2測試導線宜用顏色進行標識或者能永久識別。導線安裝宜松弛，避免對導線造成損壞。測試導線不宜暴露于強光下。測試站最好是在地上。如果測試站與地面齊平，在測試站內(nèi)宜使導線足夠松弛以方便測試連接。8.8.3測試導線可與接地體直接相連或者連在與接地體相連接的地上裝置，連接部位應做涂覆處理。當加熱要求不超過接地體的溫度限制，可用軟釬焊或鋁熱焊連接導線或電纜。9雜散電流的控制接地體可能遭受的雜散電流腐蝕與電解反應相似。雜散電流可在接地體的不同位置進入。雜散電流引起的損害發(fā)生在電流離開接地體進入電解質(zhì)的地方。有關(guān)雜散電流干擾程度的判斷、排流措施的選擇及排流效果的評估應依據(jù)GB/T50698、SY/T0017。10陰極保護系統(tǒng)的運行和維護10.1運行測試和維護一般作法如下：a)如