(高清版)GB∕T 37576-2019 金屬埋地儲(chǔ)氣裝置陰極保護(hù)技術(shù)

ICS25.220.99A29金屬埋地儲(chǔ)氣裝置陰極保護(hù)技術(shù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T37576—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC381)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：沈陽中科腐蝕控制工程技術(shù)中心、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、中蝕國(guó)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(xué)技術(shù)有限公司、中國(guó)工業(yè)防腐蝕技術(shù)協(xié)會(huì)。1GB/T37576—2019金屬埋地儲(chǔ)氣裝置陰極保護(hù)技術(shù)本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建和已建的金屬埋地儲(chǔ)氣裝置外表面陰極保護(hù)系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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(hù)技術(shù)規(guī)范GB/T33373防腐蝕電化學(xué)保護(hù)術(shù)語GB50058爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50393鋼制石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范GB/T50698埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0017埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ISO15589.1石油、石化和天然氣工業(yè)管線系統(tǒng)的陰極保護(hù)第1部分：陸地管線(Petroleum,petrochemicalandnaturalgasindustries—Cathodicprotectionofpipelinesystems—Part1:On-landpipelines)NACERP0572外加電流深地床的設(shè)計(jì)、安裝、操作與維護(hù)(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。3.13.2無IR(即流經(jīng)陰極保護(hù)回路的電流I與該回路中被保護(hù)體至參比電極間電解質(zhì)電阻R的乘積)降4符號(hào)和縮略語下列符號(hào)和縮略語適用于本文件。Ep:不包含IR降的保護(hù)電位門檻值(ProtectionPotentialThresholdValue),相當(dāng)于ISO15589.1中的Ep2GB/T37576—2019CSE:銅-飽和硫酸銅參比電極(Copper—SaturatedCopperSulphateReferenceElectrode)PREN:耐點(diǎn)蝕當(dāng)量(PittingResistanceEquivalentNumbers)SRB:硫酸鹽還原菌(SulphateReducingBacteria)5陰極保護(hù)必要性的確定5.1基礎(chǔ)資料的收集在確定金屬埋地儲(chǔ)氣裝置陰極保護(hù)必要性之前，應(yīng)收集下列資料：a)儲(chǔ)氣裝置的結(jié)構(gòu)和材料以及工作條件；b)儲(chǔ)氣裝置布設(shè)的方式和區(qū)域；c)儲(chǔ)存的產(chǎn)品的性質(zhì)或成分；d)儲(chǔ)氣裝置相對(duì)于其他設(shè)備的位置；e)儲(chǔ)氣裝置表面有無涂覆層及其類型；f)臨近設(shè)施已有的陰極保護(hù)狀況；g)儲(chǔ)氣裝置周圍雜散電流的影響；h)已建儲(chǔ)氣裝置的維護(hù)、檢修記錄。5.2腐蝕性的評(píng)估在準(zhǔn)備實(shí)施陰極保護(hù)前，評(píng)估金屬埋地儲(chǔ)氣裝置的腐蝕可能性，通常包括以下內(nèi)容：a)調(diào)查金屬埋地儲(chǔ)氣裝置或同種材料在類似環(huán)境中的腐蝕情況，評(píng)估可能的腐蝕性；b)測(cè)量金屬埋地儲(chǔ)氣裝置周圍土壤的電阻率等多種理化性質(zhì)；c)埋設(shè)與金屬埋地儲(chǔ)氣裝置相同材料的試片，進(jìn)行電化學(xué)等測(cè)試，評(píng)估儲(chǔ)氣裝置材料的腐蝕性；d)對(duì)于已建金屬埋地儲(chǔ)氣裝置，進(jìn)行外觀數(shù)據(jù)；e)分析已建金屬埋地儲(chǔ)氣裝置已有的腐蝕檢查記錄。5.3經(jīng)濟(jì)因素的考慮5.3.1金屬埋地儲(chǔ)氣裝置在其預(yù)期壽命期中服役時(shí)的維護(hù)費(fèi)，應(yīng)包括因腐蝕維修、檢修或者更換部分或全部系統(tǒng)的費(fèi)用。5.3.2腐蝕除了產(chǎn)生直接費(fèi)用外，還可造成間接費(fèi)用。常見間接費(fèi)用種類有：a)環(huán)境污染等公共責(zé)任索賠；c)產(chǎn)品損失的費(fèi)用；d)由于運(yùn)行中斷導(dǎo)致的合同或信譽(yù)損失。5.4其他當(dāng)對(duì)環(huán)境腐蝕性、已建儲(chǔ)氣裝置腐蝕狀況的調(diào)查分析證明腐蝕會(huì)危及到儲(chǔ)氣裝置的安全運(yùn)行，加之經(jīng)濟(jì)因素等方面的綜合考慮，確認(rèn)需要陰極保護(hù)時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)采用陰極保護(hù)對(duì)新建、已建的金屬埋地儲(chǔ)氣裝置進(jìn)行腐蝕控制。6陰極保護(hù)準(zhǔn)則6.1金屬埋地儲(chǔ)氣裝置的陰極保護(hù)電位(即相對(duì)于周圍電解質(zhì)的陰極極化電位，下同)應(yīng)達(dá)到表1的3GB/T37576—2019Ept(CSE)或更負(fù)。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40℃<T<60℃有氧情況下T≤40℃且100<p<1000Ω·m—0.75有氧情況下的土壤和水T≤40℃且p>1000Ω·m乏氧環(huán)境情況且具有SRB腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的土壤和水PREN<40的奧氏體不銹鋼環(huán)境溫度下中性和堿性土壤與水—0.50PREN>40的奧氏體不銹鋼—0.30馬氏體或雙相不銹鋼—0.50所有不銹鋼環(huán)境溫度下酸性土壤和水b銅環(huán)境溫度下的土壤和水鍍鋅鋼“40℃<T<60℃時(shí)的Em,通過40℃時(shí)的E(-0.65V,-0.75V,-0.85V)與60℃時(shí)的Ea(-0.95V)的線性插值確定。由實(shí)驗(yàn)確定或文件說明。6.2當(dāng)6.1的準(zhǔn)則不易實(shí)現(xiàn)，可以采用金屬埋地儲(chǔ)氣裝置相對(duì)于周圍電解質(zhì)的電位在實(shí)施陰極保護(hù)后的陰極偏移不少于100mV的判據(jù)。應(yīng)注意，在運(yùn)行溫度高于40℃時(shí)或土壤中含有SRB時(shí)或可能存在干擾電流時(shí)或存在應(yīng)力腐蝕開裂風(fēng)險(xiǎn)時(shí)以及在金屬埋地儲(chǔ)氣裝置包含或連接到不同金屬材料構(gòu)件的情況下，應(yīng)避免使用陰極偏移100mV的判據(jù)。6.3金屬埋地儲(chǔ)氣裝置陰極保護(hù)最負(fù)電位(或稱極限電位)依據(jù)ISO15589.1應(yīng)由實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定或由文件加以說明。6.4為了防止外防腐層剝離或鼓泡，金屬埋地儲(chǔ)氣裝置的陰極保護(hù)電位不應(yīng)比-1.20V(CSE)或防腐層陰極剝離電位更負(fù)。7陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.1一般原則7.1.1金屬埋地儲(chǔ)氣裝置陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足第6章，并確保在系統(tǒng)的預(yù)期壽命期限內(nèi)可靠運(yùn)行。7.1.2金屬埋地儲(chǔ)氣裝置的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)由具有相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員或防腐專家進(jìn)行。7.2陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的7.2.1應(yīng)向金屬埋地儲(chǔ)氣裝置施加足夠的陰極保護(hù)電流以使其滿足陰極保護(hù)準(zhǔn)則。7.2.2應(yīng)將外部地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的雜散電流影響減至最小。4GB/T37576—20197.2.3地床的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)與金屬埋地儲(chǔ)氣裝置所需壽命相匹配。7.2.4可為地床提供定期維護(hù)。7.2.5能使地床有足夠容量，為需要保護(hù)的金屬埋地儲(chǔ)氣裝置提供電流。7.3陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮因素7.3.1陰極保護(hù)電流的確定陰極保護(hù)電流的確定方法：a)為達(dá)到第6章的準(zhǔn)則，接地體陰極保護(hù)所需要的電流，可通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定；b)接地體陰極保護(hù)所需要的電流還可依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如ISO15589.1、GB/T50393中要求的陰極保護(hù)電流密度計(jì)算方法得到。7.3.2陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下內(nèi)容：a)確定交流電源的可靠性；b)調(diào)查設(shè)備安裝位置是否安全；c)整流器等用的交流電源與金屬埋地儲(chǔ)氣裝置要留有一定的距離；d)對(duì)材料和安裝要有規(guī)定，符合相應(yīng)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；e)在陰極保護(hù)系統(tǒng)的安裝、維修和運(yùn)行方面應(yīng)考慮優(yōu)化設(shè)計(jì)；f)系統(tǒng)應(yīng)選擇最佳陰極保護(hù)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(shè)置應(yīng)考慮以下因素：a)陽極安裝距離應(yīng)通過試驗(yàn)或經(jīng)過驗(yàn)證的方法來決定；b)與接地體相連的電纜位置；c)匯流點(diǎn)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金屬埋地儲(chǔ)氣裝置陰極保護(hù)系統(tǒng)的類型金屬埋地儲(chǔ)氣裝置陰極保護(hù)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(hù)系統(tǒng)類型的考慮因素選擇陰極保護(hù)系統(tǒng)類型應(yīng)考慮以下因素：a)陰極保護(hù)的金屬埋地儲(chǔ)氣裝置總表面積；b)土壤電阻率；c)與金屬埋地儲(chǔ)氣裝置相連的埋地管道系統(tǒng)，盡可能納入同一保護(hù)系統(tǒng)中；5GB/T37576—2019e)應(yīng)有可用的自然空間，地面狀況要便于設(shè)備安裝和進(jìn)出；f)與外部結(jié)構(gòu)的靠近程度；g)干擾影響；h)電源的可靠性。應(yīng)考慮以下幾種因素：a)電流輸出量確定時(shí)，陽極壽命取決于陽極材料和填料，以及陰極保護(hù)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(zhǎng)陽極的使用壽命，減少陽極接地電阻。d)陽極反應(yīng)產(chǎn)生的氣阻會(huì)削弱外加電流地床傳遞電流的能力，應(yīng)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(duì)深井地床等特殊應(yīng)用而選擇的電纜應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范。7.8外加電流系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮的因素外加電流系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮以下因素：a)確定地床位置和電流總需求量，應(yīng)依據(jù)GB/T50393、ISO15589.1等。b)地床安裝離金屬埋地儲(chǔ)氣裝置太近會(huì)阻止足夠的電流流入更遠(yuǎn)的部位。增加總電流量可能會(huì)造成局部保護(hù)電位過負(fù)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)可用的直流電源的種類及特殊環(huán)境下的選用如下：1)把交流電轉(zhuǎn)換成直流電的整流器或恒電位儀；2)熱電式發(fā)電機(jī)；3)太陽能發(fā)電系統(tǒng)；4)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、動(dòng)力發(fā)電機(jī)或帶整流器的交流發(fā)電機(jī)；5)在爆炸性氣氛環(huán)境中，選用的直流電源應(yīng)符合GB50058的規(guī)定。7.9犧牲陽極系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮的因素8陰極保護(hù)系統(tǒng)的安裝依據(jù)第7章的設(shè)計(jì)要求，安裝陰極保護(hù)系統(tǒng)。8.2施工依據(jù)有關(guān)陰極保護(hù)系統(tǒng)的施工作業(yè)應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。8.3施工監(jiān)督8.3.1有關(guān)陰極保護(hù)系統(tǒng)的施工作業(yè)，應(yīng)在有資質(zhì)的專業(yè)人員的監(jiān)督下進(jìn)行。GB/T37576—2019金屬埋地儲(chǔ)氣裝置采用陰極保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)的預(yù)先措施確保金屬埋地儲(chǔ)氣裝8.5.1應(yīng)安裝由法蘭組件、預(yù)制絕緣接頭和連接器構(gòu)成的絕緣裝置，使保護(hù)的金屬埋地儲(chǔ)氣裝置與其a)設(shè)施所有權(quán)改變的地點(diǎn)；b)在保護(hù)的金屬埋地儲(chǔ)氣裝置與其他非保護(hù)的設(shè)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(jìn)行檢測(cè)或電氣測(cè)量來保證電絕緣的合格。8.5.3考慮絕緣裝置對(duì)雷電和故障電流保護(hù)的要求。從絕緣裝置到避雷器的連接電纜宜是短的、直接8.6.2陽極的填料應(yīng)符合GB/T21448中要求，陽8.7.1.1對(duì)整流器或其他電源進(jìn)行檢驗(yàn)，保證內(nèi)部機(jī)械連接牢固且無損傷。直流電源輸出的額定值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。損傷陽極。絕緣的損壞。如電纜有缺陷應(yīng)修復(fù)或更換。8.7.1.4陽極的填料應(yīng)符合GB/T21448中要求。8.7.2.4地下陰極線應(yīng)是有效絕緣。8.7.2.5接至陽極的陽極電纜的埋地接頭數(shù)目應(yīng)保持最少。如果這些接頭是在地下或水下，應(yīng)進(jìn)行防造成變形。電纜周圍使用的回填料宜無石塊和其他異物。8.8.1應(yīng)在金屬埋地儲(chǔ)氣裝置所在區(qū)域安裝可測(cè)量電位、電流的測(cè)試站或測(cè)試樁，以便于陰極保護(hù)67GB/T37576—2019測(cè)試。8.8.2測(cè)試導(dǎo)線宜用顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)或者能永久識(shí)別。導(dǎo)線安裝宜松弛，避免對(duì)導(dǎo)線造成損壞。測(cè)試導(dǎo)線不宜暴露于強(qiáng)光下。測(cè)試站最好是在地上。如果測(cè)試站與地面齊平，在測(cè)試站內(nèi)宜使導(dǎo)線足夠松弛以方便測(cè)試連接。8.8.3測(cè)試導(dǎo)線可與金屬埋地儲(chǔ)氣裝置直接相連或者連在與金屬埋地儲(chǔ)氣裝置相連接的地上裝置，連接部位應(yīng)做涂覆處理。當(dāng)加熱要求不超過金屬埋地儲(chǔ)氣裝置的溫度限制，可用鋁熱焊或釬焊連接導(dǎo)線9雜散電流的控制金屬埋地儲(chǔ)氣裝置可能遭受的雜散電流腐蝕與電解反應(yīng)相似。雜散電流可在金屬埋地儲(chǔ)氣裝置的不同位置進(jìn)入。雜散電流引起的損害發(fā)生在電流離開金屬埋地儲(chǔ)氣裝置進(jìn)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(píng)估應(yīng)依據(jù)GB/T50698、SY/T0017。10陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)10.1運(yùn)行測(cè)試和維護(hù)一般做法如下：a)如已確定按照準(zhǔn)則建立保護(hù)，并使陰極保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，應(yīng)定期對(duì)系統(tǒng)狀況進(jìn)行測(cè)量和b)如通過測(cè)試判斷陰極保護(hù)未達(dá)到準(zhǔn)則要求，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修。10.2系統(tǒng)啟動(dòng)后的測(cè)試測(cè)量的數(shù)據(jù)如下：b)匯流點(diǎn)處金屬埋地儲(chǔ)氣裝置的陰極保護(hù)的電位、電流等；c)不同位置的金屬埋地儲(chǔ)氣裝置相對(duì)于周圍電解質(zhì)(如土壤等的)電位；d)在系統(tǒng)啟動(dòng)7天后或系統(tǒng)穩(wěn)定后，再次進(jìn)行以上測(cè)試。10.3陰極保護(hù)運(yùn)行測(cè)試和維護(hù)在陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行期間，應(yīng)進(jìn)行如下檢查和測(cè)試：a)每三個(gè)月測(cè)量一次匯流點(diǎn)處的陰極保護(hù)的電位、電流等；b)每三個(gè)測(cè)量一次不同位置的金屬埋地儲(chǔ)氣裝置相對(duì)于周圍電解質(zhì)電位；c)所有外加電流保護(hù)設(shè)備應(yīng)進(jìn)行年檢。檢查包括儀表精確度、絕緣、接地等；d)在定期檢驗(yàn)中應(yīng)對(duì)電絕緣設(shè)備和電連續(xù)接頭的有效性予以評(píng)價(jià)；e)選擇合適的測(cè)量電氣數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)設(shè)備，對(duì)其精確度應(yīng)進(jìn)行年檢；f)當(dāng)測(cè)試和檢查并對(duì)照準(zhǔn)則發(fā)現(xiàn)陰極保護(hù)已不足時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)救措施，這些措施包括：1)修理、更換或調(diào)整陰極保護(hù)系統(tǒng)的部件；2)需要附加陰極保護(hù)時(shí)提供附加設(shè)施；3)修理、更換或調(diào)整連續(xù)性接頭；4)去除易造成事故的不必要的金屬連接；5)修理有缺陷的電絕緣裝置。GB/T37576—201911陰極保護(hù)記錄同其他與腐蝕控制有關(guān)的資料均應(yīng)妥善保存。11.2陰極保護(hù)設(shè)計(jì)前的有關(guān)記錄記錄項(xiàng)目如下：a)金屬埋地儲(chǔ)氣裝置腐蝕調(diào)查資料；b)金屬埋地儲(chǔ)氣裝置自然電位分布數(shù)據(jù)；c)用于金屬埋地儲(chǔ)氣裝置外表面的防腐層類型；d)