輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計

輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計PRELIMINARYDESIGNOFCATHODICPROTECTIONPROJECTOFGASPIPELINE輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計I摘要金屬材料在使用過程中易受環(huán)境作用隨時間的延長而逐漸受到損壞或性能下降，根據(jù)發(fā)達國家的調(diào)查統(tǒng)計，全世界每年因腐蝕損失高于7000億美元。由此可見金屬腐蝕問題十分嚴重和普遍。我國輸氣管道材質(zhì)現(xiàn)在大多采用的是鋼管，鋼質(zhì)輸氣管在埋地運行中常常會發(fā)生一些局部腐蝕而穿孔，造成極大的經(jīng)濟損失，危及人民群眾的生命安全，因此對輸氣管道采取相應的防腐措施是必須的和必要的。陰極保護是一種公認的防腐蝕技術(shù)，其應用領(lǐng)域廣，涉及到地下、水中及化工介質(zhì)中的管道、容器、及化工設(shè)備等各個方面，尤其在埋地鋼質(zhì)管道方面，其防腐蝕效果和其它防腐技術(shù)相比具有無可替代的作用。本設(shè)計在查閱了大量文獻資料基礎(chǔ)上，簡述了埋地輸氣金屬管道電化學腐蝕理論和防腐理論，對牛居青龍臺D426輸氣管道的外防護層和腐蝕現(xiàn)狀進行了分析，找出了影響土壤腐蝕的各種因素。本設(shè)計具有一定的實用價值和指導意義。本工程依據(jù)中國石油遼河油田茨榆坨采油廠提出的設(shè)計任務(wù)委托書。防腐設(shè)計嚴格遵守國家、行業(yè)和部門政策法規(guī)，嚴格執(zhí)行國標及行業(yè)標準。本著“技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、安全環(huán)保、以人為本”的指導思想為設(shè)計原則，在采用新技術(shù)、新設(shè)備、新材料時進行充分論證，以確保所采取的措施及方法技術(shù)上的可行性。關(guān)鍵詞腐蝕；陰極保護；設(shè)計原則；設(shè)計依據(jù)輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計IIPRELIMINARYDESIGNOFCATHODICPROTECTIONPROJECTOFGASPIPELINEABSTRACTTHEMETALMATERIALSINTHEIRUSINGPROCESSINVULNERABILITYENVIRONMENTWILLBEGRADUALLYDAMAGEDORDECLINEINPERFORMANCEWITHTIMELOSSOFMORETHAN700BILLIONDOLLARSEACHYEARDUETOCORROSIONISREPORTEDINTHEDEVELOPEDCOUNTRIESAROUNDTHEWORLDOBVIOUSLY,METALCORROSIONPROBLEMISVERYSERIOUSANDCOMMONINCHINA,STEELISTHEMOSTLYUSEDMATERIALFORNATURALGASPIPELINESTEELNATURALGASPIPEBURIEDINGROUNDOFTENHAVETHEPROBLEMOFCORROSION,WHICHCANCAUSEACCIDENT,ANDENDANGERPEOPLESLIVESANDSAFETYSOITISNECESSARYANDESSENTIALTOTAKEANTICORROSIONPROTECTIONFORTHEGASPIPELINECATHODICPROTECTIONISARECOGNIZEDASANTICORROSIONTECHNOLOGYITISBROADLYAPPLIEDINTHEPROTECTIONOFTHEMEDIAPIPELINE,STORAGECONTAINERS,ANDCHEMICALEQUIPMENT,ANDOTHERVARIOUSASPECTS,ESPECIALLYINTHEBURIEDSTEELPIPELINEMANYPAPERSREPORTTHEELECTROCHEMICALCORROSIONOFMETALSANDANTICORROSIONTHEORYFORTHEBURIEDNATURALGASPIPELINEWEANALYZETHECORROSIONSTATUSOFTHENIUJUQINGLONGTAINATURALGASPIPELINEANDDESIGNACORROSIONPROTECTIVELAYERITISFOUNDTHATAVARIETYOFFACTORSINCLUDINGSOILCANAFFECTCORROSIONOURWORKHASCERTAINPRACTICALVALUEANDGUIDINGSENSETHISPROJECTISCONSTRUCTEDACCORDINGTOTHEREQUIREMENTOFTHECIYUTUOOILPRODUCTIONCOMPANYOFLIAOHEOILFIELDOFCHINATHEDESIGNOFCORROSIONPROTECTIONCOMPLIESWITHTHEREGULATIONSANDPOLICIESOFOURNATIONANDCHEMICALINDUSTRYINTHISWORK,WETAKETHENEWTECHNOLOGY,NEWEQUIPMENTS,ANDNEWMATERIALSANDWEGUARANTEETHATALLTHEMEASUREMENTANDMETHODSARETECHNICALLYFEASIBLEINADESIGNPHILOSOPHYOF“FEASIBILITYOFTECHNOLOGY,RATIONALITYOFECONOMY,SECURITYANDENVIRONMENTALPROTECTION,HUMANCENTERED“ASTHEGUIDINGIDEOLOGYKEYWORDSCORROSION；CATHODICPROTECTION；DESIGNPHILOSOPHY；DESIGNBASIS輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計III目錄摘要IABSTRACTII1概述111工程概況及設(shè)計基礎(chǔ)資料112檢測結(jié)論113工程概況214調(diào)查數(shù)據(jù)綜合分析評價32管道陰極保護821陰極保護設(shè)計的基礎(chǔ)資料822陰極保護系統(tǒng)的構(gòu)成及附屬設(shè)施923計算公式1024計算結(jié)果1125陰極保護設(shè)計技術(shù)要求113特殊管段防腐134環(huán)境保護1341主要污染源、污染物及其控制措施1342引起的生態(tài)變化所采取的防范措施1343綠化1444環(huán)境影響分析145職業(yè)安全衛(wèi)生1451職工安全衛(wèi)生設(shè)計中采用的主要防范措施1452預期效果146消防1561建構(gòu)筑物1562消防設(shè)施1563預期效果157節(jié)能1571能耗分析1572節(jié)能措施158定員要求159概算投資15輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計IV主要符號表及說明16參考文獻17附錄A調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果表181調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果表1811違章建筑物1812腐蝕調(diào)查數(shù)據(jù)32致謝1輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計11概述11工程概況及設(shè)計基礎(chǔ)資料牛居青龍臺D426輸氣管線工程，始建于1984年，目前仍在運行。全長約215KM，起點為龍一聯(lián)，終點為牛一聯(lián)，管線規(guī)格為D4267，材質(zhì)為20鋼，設(shè)計壓力為16MPA，設(shè)計溫度為常溫。管線所經(jīng)地區(qū)為水田和旱地，土壤類型為褐色壤土，土壤電阻率在20453578M之間，管線經(jīng)過遼陽縣小北河鎮(zhèn)通氣彎村、本遼高速、遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚、燈塔縣牛居村、輕烴廠、金稻米業(yè)等地。管線主要穿越流沙河，穿越本遼高速及多處鄉(xiāng)間公路。通過對沿線土壤腐蝕環(huán)境評價數(shù)據(jù)分析，埋地管線所處土壤腐蝕環(huán)境為強腐蝕。本次對該管線進行了全面檢測，檢測結(jié)果為管線腐蝕不很嚴重，最大蝕坑深度為22MM，管線剩余壁厚大多在67MM；管線防腐層為石油瀝青玻璃布，厚度為4MM，防腐層電阻最大值為3600M2，最小值小于100M2，防腐層電阻平均值為1700M2，有8處共計65M管段無防腐層或防腐層龜裂嚴重，防腐層與管線的粘結(jié)力較差。原管線采用犧牲陽極保護，現(xiàn)陰極保護設(shè)施已失效。管線沿線轉(zhuǎn)角樁丟失嚴重，共計27處。12檢測結(jié)論121工程小結(jié)本次工程共計調(diào)查地下輸油管線1條，累計里程215KM。122檢測結(jié)果評價（1）沿線土壤腐蝕環(huán)境評價經(jīng)數(shù)據(jù)處理和化學分析結(jié)果顯示，測區(qū)內(nèi)管線沿線土壤呈偏堿，土壤腐蝕等級為強。具體評價見表11。（2）沿線雜散電流評價根據(jù)對沿線電位梯度及雜散電流測量結(jié)果顯示，該區(qū)域管線存在雜散電流影響，雜散電流評價等級為中等。具體評價見表12。（3）管線防腐層絕緣電阻評價防腐層主要為黑色瀝青玻璃絲布防腐，具體分段評價見附表。（4）管線腐蝕評價根據(jù)對沿線所取的腐蝕調(diào)查數(shù)據(jù)進行管線腐蝕評價，具體分段評價見附表。123推薦方案（1）管線穿本遼高速處加標志樁和管線全線轉(zhuǎn)角樁安裝。輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計2（2）管線由于電位是自然電位，要給管線施加陰極保護，建議采用犧牲陽極保護。（3）管線沿線明管多處防腐層龜裂或者裸管,建議重新做防腐。13工程概況131概述牛居青龍臺426輸氣管線陰極防腐保護系統(tǒng)達不到保護目的且管線沿途標志樁丟失嚴重，特需進行管線全線檢測。132工作量該工程系地下管網(wǎng)探測、腐蝕調(diào)查及綜合評價，共調(diào)查管線1條，累計里程576KM。133坐標系探測到的地下管線特征點（起訖點及折點），使用全球定位系統(tǒng)GPSRTK進行三維坐標測量，坐標系統(tǒng)采用1954年北京坐標系。134測區(qū)自然地理概況測區(qū)地形平坦，測區(qū)內(nèi)為葦田為主。135作業(yè)技術(shù)依據(jù)鋼質(zhì)管線及儲罐腐蝕與防護調(diào)查方法標準埋地鋼質(zhì)管線外防腐層和保溫層現(xiàn)場補口補傷施工及驗收規(guī)范136管線線路的編號、量距及在實地標定137管線探測及腐蝕調(diào)查方法和內(nèi)容138地下管線探查地下管線探測及漏點定位；管線探測點的空間定位測量；139腐蝕調(diào)查內(nèi)容腐蝕環(huán)境調(diào)查的內(nèi)容包括土壤電阻率；氧化還原電位；腐蝕電流；腐蝕率；地下水取樣化驗分析；土壤的理化性能分析。防腐保溫層狀況調(diào)查內(nèi)容包括絕緣層電阻測試；防腐層地面檢漏；管體腐蝕狀況調(diào)查內(nèi)容包括管體腐蝕表面調(diào)查；腐蝕產(chǎn)物進行實驗室內(nèi)的定性分析；判定腐蝕類型及測試管線的殘余壁厚。輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計3雜散電流狀況調(diào)查內(nèi)容包括自然電位測量；管地電位測量；電位梯度測量；雜散電流測量。數(shù)據(jù)微機處理，分析管線腐蝕原因及腐蝕機理，提出相應的處理方案，并出具測試報告。14調(diào)查數(shù)據(jù)綜合分析評價141土壤腐蝕性評估管線埋藏于土壤中，整個土壤環(huán)境作為管線的腐蝕環(huán)境其腐蝕性對預測管體金屬的腐蝕程度起著重要的作用。土壤腐蝕性評價，一般采用多個單因素指標綜合評價的方法?？梢暂^為真實地反映出土壤的腐蝕性。本次調(diào)查采用的評價指標為土壤電阻率、氧化還原電位和管體金屬在土壤中的腐蝕率。土壤電阻率是最早使用評價土壤腐蝕性的指標，土壤電阻率越大，金屬在土壤中的腐蝕性越輕。這個指標的優(yōu)點是方便，快捷，但易產(chǎn)生誤判。本次調(diào)查采用的是SY/T0599的評價標準，將土壤腐蝕性分為四個標準；氧化還原電位是以鉑金電極在不同溫度下相對于甘汞參比電極（SCE）的電位換算成25標準氫電極（SHE）的電位值。氧化還原電位反映了土壤的還原性，環(huán)境與硫酸鹽還原菌腐蝕聯(lián)系在一起。這種腐蝕的細菌能形成群體，多造成局部腐蝕形態(tài)，對管線的危害較大。而且在還原性的土壤中有機物可以分解生成酸性物質(zhì)也是造成管線腐蝕的重要原因。我們采用氧化還原電位評價土壤腐蝕性的標準，將土壤的腐蝕性按氧化還原電位分為四級；土壤腐蝕率反映的是土壤中無防腐層金屬被腐蝕的速度。具體標準見表11；土壤的含水率、PH值、CL離子和SO42離子對埋地金屬管線的腐蝕有很大影響，PH較高或較低時金屬的腐蝕速度較大，在管線的防腐層薄弱的地方會增加金屬點蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕的發(fā)生。土壤理化性能分析評價標準見表12。表11土壤腐蝕性評價標準表12土壤理化性能分析評價標準項目強較強中較弱弱土壤含水率2512121010773；254040土壤PH值8545656585項目強較強中弱評判標準土壤電阻率M50SY/T0599氧化還原電位V400SY/T0599腐蝕率MM/Y025402540126012500255525525505100100501000010000500030005000100030001000根據(jù)所調(diào)查管線的實際情況，對管線防腐層絕緣電阻進行了評價，評價結(jié)果見附表。從表中可以看到，管線絕緣層電阻值普遍為差、劣。經(jīng)過開挖探坑驗證，管線腐蝕情況與地面檢測結(jié)果基本正確，如果該處管段環(huán)境地下水位較高，腐蝕環(huán)境較為惡劣，管線將會發(fā)生嚴重腐蝕。144管線腐蝕機理分析埋地金屬管線的腐蝕因素可概分為土壤因素和非土壤因素兩大類，土壤因素與土壤性質(zhì)有直接關(guān)系，非土壤因素主要是由電性因素以及人為因素引起。土壤本身是一個由固、液、氣三相組成的不均一的多相體系，固相部分是由不同粒徑的顆粒組成，氣體與水則充滿在土壤孔隙中。土壤中金屬的腐蝕過程主要是電化學溶解過程，形成各種腐蝕電池，致使金屬受損。土壤的組成、含有的氣體、微生物和酸度等化學因素，土壤的顆粒大小、透氣性、含水量等物理因素以及雨水、氣溫、風和光照等氣候因素都會引起土壤性質(zhì)的顯著變化，進而影響金屬在土壤中的腐蝕速輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計6率。埋地管線金屬與性質(zhì)不同的土壤接觸后，在這些部位產(chǎn)生電位差，不同部位的電位差通過土壤介質(zhì)構(gòu)成回路，形成腐蝕電池，從而在局部加速腐蝕這種腐蝕電池主要有氧濃差電池腐蝕,鹽濃差電池腐蝕,溫差電池等等；電腐蝕是電化學腐蝕的一種特殊形式，是因雜散直流電流和高壓輸電線在土壤中感應產(chǎn)生的交流電流產(chǎn)生強迫溶解而引起地下金屬管線的電腐蝕，包括直流雜散電流和交流雜散電流腐蝕；人為因素主要是在管線的敷設(shè)中由于施工不當造成的人為破損。導致防腐層失效,管線直接暴露在腐蝕介質(zhì)中,從而使管線發(fā)生嚴重的腐蝕損傷。在本次調(diào)查中，經(jīng)過對現(xiàn)場測試的大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，我們認為造成被調(diào)查管線腐蝕的主要原因主要有以下幾種。1由于土壤結(jié)構(gòu)不同導致嚴重的宏電池腐蝕管線沿線經(jīng)過不同土壤層，管線金屬表面與通氣性差的土壤相接觸而引起的腐蝕，如水旱田交界處，池塘岸邊、砂粘相間的土層等。位于水飽和或通氣性差的土壤中的管線表面產(chǎn)生嚴重腐蝕。圖112管線不同部位的腐蝕由于管線在敷設(shè)施工過程中，回填土夯實程度不如原土結(jié)實，而且管線上部又接近地面，故氧氣充足，氧的濃度大，所以管線上部金屬的電極電位高管線下部原土結(jié)實，氧的濃度小，管線下部金屬的電極電位低。因此，管線上、下兩部位電極電位不同，管線上部是腐蝕電池的陰極區(qū)，管線下部是腐蝕電池的陽極區(qū)，遭受腐蝕。圖121管線彎頭處的應力腐蝕敷設(shè)管線施工過程中在管線走向有形狀變化處很多，如管線彈性轉(zhuǎn)彎處、管溝挖深不同致使管線不能完全緊貼溝底敷設(shè)，這樣一來管線某些部位金屬受應力，形成物輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計7理狀態(tài)不均勻。在變形小應力小部位的金屬電極電位高，是腐蝕電池的陰極區(qū)。在變形大應力大部位的金屬電極電位低，是腐蝕電池的陽極區(qū)，一旦防腐層發(fā)生破損,管線暴露在介質(zhì)中時,在應力和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下,管線加速腐蝕,使管線彎頭外側(cè)很快穿孔圖13（2）管線的局部腐蝕從數(shù)據(jù)表中可以看到,管線沿線部分地區(qū)土壤中CL,SO42含量較高,CL和SO42對金屬氧化膜的穿透性極強,因而極易誘發(fā)點蝕,縫隙腐蝕等嚴重的局部腐蝕,這時,腐蝕沿著管壁深度方向快速進行,在管體表面形成深坑,最后導致管線穿孔這類腐蝕也是危害管線安全最嚴重的腐蝕類型之一（3）裸露管線的腐蝕直接露在地面上的管線由于日久風化和某些人為的因素防腐層一般破損較為嚴重,由于瀝青防腐層與管線結(jié)合力不強,防腐層破損處容易封存雨水,被封存的雨水經(jīng)過不斷的蒸發(fā)濃縮,在管線表面與破損的防腐層之間形成一個相對獨立的具有強腐蝕性的環(huán)境,在這個環(huán)境中某些有害離子,比如CL,SO42,S2,H等的濃度要遠遠超過自然環(huán)境,在這種強腐蝕環(huán)境中,管線的腐蝕速度大大增加2管道陰極保護21陰極保護設(shè)計的基礎(chǔ)資料211工藝站場及閥室的設(shè)置牛居青龍臺D426輸氣管線工程，首站為龍一聯(lián)，末站為牛一聯(lián)，中間無其它站廠。212設(shè)計參數(shù)（1）工藝參數(shù)輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計8管道輸送介質(zhì)為天然氣，輸送溫度為常溫，設(shè)計壓力為16MPA。管道采用石油瀝青玻璃布防腐，材質(zhì)為20鋼，管道規(guī)格為D4267，長215KM。（2）基本參數(shù)自然電位060V（相對飽和CU/CUSO4參比電極）最小保護電位085V（相對飽和CU/CUSO4參比電極）最大保護電位115V（相對飽和CU/CUSO4參比電極）最小保護電流密度150A/M2鋼材電阻率0135MM2/M陰極保護方式確定管道陰極保護主要有兩種形式，即犧牲陽極法和強制電流法。陰極保護方式的確定主要考慮以下主要因素（1）工程規(guī)模的大??；（2）有無經(jīng)濟方便的電源；（3）被保護體所需保護電流密度的大??；（4）被保護體與周圍地下金屬構(gòu)筑物的相互影響；（5）土壤電阻率的大小。犧牲陽極法一般適用于管徑小、距離短或距離較短并帶有優(yōu)質(zhì)防腐層的大口徑管道以及臨時陰極保護；強制電流陰極保護則由于其壽命長，輸出電流、電位可調(diào)，保護范圍大等優(yōu)點，因此在大管徑、長輸埋地鋼質(zhì)管道上得到廣泛應用。本工程管線原犧牲陽極保護系統(tǒng)已失效，根據(jù)管線的沿途情況及管道本身防腐層實際情況，綜合技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟分析，該管線適于采用強制電流的陰極保護方式。22陰極保護系統(tǒng)的構(gòu)成及附屬設(shè)施221陰極保護系統(tǒng)的構(gòu)成強制電流陰極保護系統(tǒng)主要由陰極保護電源設(shè)備、輔助陽極地床、參比電極及連接電纜構(gòu)成。選用電源設(shè)備應具備以下基本要求（1）可靠性高；（2）維護保養(yǎng)簡便；（3）壽命長；（4）對環(huán)境適應性強；（5）輸出電流、電壓可調(diào)；（6）具有抗過載、防雷、抗干擾、故障保護功能。輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計9本設(shè)計推薦選用恒電位儀作為陰極保護電源設(shè)備。每座陰極保護站配備2臺恒電位儀，其中1臺工作，1臺備用，2臺設(shè)備定期輪換使用。輔助陽極選用高硅鑄鐵陽極，采用水平淺埋方式。參比電極采用長效型飽和CU/CUSO4參比電極。陰極保護連接電纜采用帶絕緣和護套的銅芯電纜。按其功能可分為（1）陽極電纜VV2206/1KV116MM2（2）陰極電纜VV2206/1KV116MM2（3）參比電極電纜VV2206/1KV110MM2（4）零位接陰電纜VV2206/1KV110MM2（5）測試電纜VV06/1KV110MM2電纜與管道連接采用鋁熱焊技術(shù)。222陰極保護附屬設(shè)施（1）電絕緣裝置為防止保護電流流失，需在被保護管道與非保護體之間實施電絕緣。本工程電絕緣裝置選用整體絕緣接頭。在管道進、出工藝站場的適當位置各設(shè)置一個絕緣接頭。（2）陰極保護測試系統(tǒng)為監(jiān)測管地電位，在管道沿線安裝測試樁。管道沿線每公里設(shè)1個測試樁，測試樁可兼作線路里程樁。另外，為測試絕緣接頭的電絕緣性，在絕緣接頭安裝處設(shè)置測試樁。陰極保護準則施加陰極保護后，陰極保護效果應達到下列要求測得的管道保護電位（不含IR降）應達到085115V（相對于銅/飽和硫酸銅參比電極）。并且在管道的設(shè)計壽命期間內(nèi)始終維持這一電位范圍。陰極保護設(shè)計工藝計算23計算公式（1）保護長度強制電流陰極保護保護長度按下式計算（21）RJDVLSL82R（22）T輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計10式中L單側(cè)保護長度（M）；最大保護電位與最小保護電位之差（V）；D管道外徑（M）；JS保護電流密度（A/M2）；R單位長度管道縱向電阻（/M）；鋼管電阻率（MM2/M）；TD管道外徑（MM）；管道壁厚（MM）（2）保護電流強制電流陰極保護保護電流按下式計算2IO2DJSL（23）式中IO單側(cè)保護電流（A）。恒電位儀輸出電流ID15IO（A）（3）輔助陽極接地電阻1）單支水平式陽極接地電阻按下式計算（TL）（24）TDLRH2LN式中單支水平式陽極接地電阻（）；L陽極長度（含填料）（M）；D陽極直徑（含填料）（M）；T埋深（填料頂部距地表面）（M）；陽極區(qū)的土壤電阻率（M）。2）陽極接地電阻按下式計算（25）NRFVG式中陽極組接地電阻（）；N陽極支數(shù)；F電阻修正系數(shù)（查圖得）；單支陽極接地電阻（）。VR輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計1124計算結(jié)果（1）保護站設(shè)置根據(jù)計算，陰極保護站保護距離為29KM，即單側(cè)保護距離為145KM，所需保護電流為43A。本設(shè)計在龍一聯(lián)和牛一聯(lián)各設(shè)一座陰極保護站，即可對該管線進行保護。每座陰極保護站內(nèi)設(shè)置2臺（其中1臺備用）20A/20V恒電位儀，2臺設(shè)備定期輪換使用。（2）輔助陽極地床設(shè)置輔助陽極地床由20支高硅鑄鐵陽極組成。陽極規(guī)格為D751500。高硅鑄鐵陽極的允許電流密度為580A/M2，消耗率應小于05KG/（AA）。（3）輔助設(shè)施設(shè)置（1）在管線進、出龍一聯(lián)和牛一聯(lián)的適當位置設(shè)置絕緣接頭，本工程共設(shè)置絕緣接頭2個。規(guī)格為DN400PN16，絕緣接頭的材質(zhì)、規(guī)格、壓力等級、防腐等級應與管道相同。（2）全線共設(shè)電位測試樁25個（包括絕緣接頭測試樁2個、本遼高速及流沙河穿越處各設(shè)1個測試樁）。（3）補設(shè)線路轉(zhuǎn)角樁27個。25陰極保護設(shè)計技術(shù)要求251陰極保護主要工程量牛居至青龍臺管線工程陰極保護主要工程量見表21。表21陰極保護主要工程量表序號項目單位數(shù)量備注1陰極保護站座2龍一聯(lián)和牛一聯(lián)2恒電位儀臺4其中2臺備用3輔助陽極地床安裝組220支高硅鑄鐵陽極4測試樁安裝個255絕緣接頭安裝個2DN400PN166電纜敷設(shè)M20007陰極保護系統(tǒng)測試與調(diào)試KM2158轉(zhuǎn)角樁個27輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計12252陰極保護參數(shù)測試陰極保護參數(shù)測試內(nèi)容以及測試方法較多，本設(shè)計僅對日常管理中基本常規(guī)檢查項目及要求提出建議，其中包括內(nèi)容和推薦使用的儀器儀表以及需要注意的事項，具體測量方法見SY/T002397埋地鋼質(zhì)管道陰極保護參數(shù)測試方法。1）測試內(nèi)容管道沿線管/地保護電位的測量；陰極保護站輔助陽極地床接地電阻的測量；絕緣接頭絕緣性能的測量；2）測試儀器儀表DT930型數(shù)字萬用表；ZC8型土壤電阻率測量儀（四端子型）；便攜式CU/CUSO4參比電極。253陰極保護系統(tǒng)的運行與管理陰極保護系統(tǒng)的運行和管理是陰極保護設(shè)施良好工作的保障，再好的設(shè)計、再優(yōu)質(zhì)的施工安裝、再先進和完備的設(shè)備配置，如果沒有行之有效的良好的管理，也不可能使管道取得良好的陰極保護效果。本設(shè)計對日常運行管理提出以下建議輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計131）陰極保護系統(tǒng)應由具有專業(yè)技能的專職腐蝕工程師負責日常管理和維護；2）應建立有關(guān)陰極保護的行之有效的嚴格的運行管理條例和崗位職責制，實行持證上崗；3）恒電位儀的備用機至少每個季度人為切換一次，以免因長期停機不用，使電子元件受潮損壞；4）對陰極保護附屬設(shè)施諸如長效埋地型CU/CUSO4參比電極進行定期的檢測及必要的校準，尤其是對于處于高電阻干燥地區(qū)內(nèi)的埋地CU/CUSO4參比電極，必要時應定期澆水浸潤，維持參比電極的潮濕的良好工作環(huán)境，確保陰極保護系統(tǒng)始終處于理想的工作條件下。3特殊管段防腐無防腐層或防腐層龜裂嚴重管段采用改性瀝青熱補口帶防腐，改性瀝青補口帶是以玻璃絲布為胎體，以改性瀝青為主要原料，是瀝青管道整體修復的理想材料。補口帶厚度為4MM。管體表面處理至ST3級，補口帶與原防腐層搭接100MM，每圈之間搭接100MM。4環(huán)境保護41主要污染源、污染物及其控制措施411主要污染源、污染物本工程的首站和末站分別在龍一聯(lián)和牛一聯(lián)，其供水、采暖、排水等公用設(shè)施均依托原設(shè)計，不會產(chǎn)生新的污染源。本工程新增主要污染源施工過程中廢棄的防腐材料、工人日常生活排放的生活垃圾等。（1）設(shè)備意外事故造成的污染；2管道腐蝕穿孔造成的污染。412控制措施（1）本工程的線路走向、施工敷設(shè)等嚴格執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)范，對所經(jīng)過地區(qū)的農(nóng)田、村莊等不會產(chǎn)生不良影響。（2）管道正常運行期間，采用密閉方式輸送，不會產(chǎn)生污染物污染周圍環(huán)境。（3）管道采取直埋敷設(shè)方式埋于凍土層以下，對管道所經(jīng)過的農(nóng)田不會產(chǎn)生不良影響，復土上面仍可種植農(nóng)作物；（4）管道采用陰極保護，一般不會產(chǎn)生管道泄漏事故。（5）管線檢修時的污水統(tǒng)一回收處理。輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計14（6）施工過程中廢棄的防腐材料、工人日常生活排放的生活垃圾等統(tǒng)一回收，統(tǒng)一處理。42引起的生態(tài)變化所采取的防范措施421引起的生態(tài)變化施工期將涉及臨時占用農(nóng)田，擾動土壤和破壞少量植被、樹木等。422防范措施1為減小土壤的擾動，施工挖溝時，將生、疏土分開堆放；回填時分層回填土。（2）施工時，將破壞少量樹木和植被，施工后立即恢復，對樹木、植被影響不大。（3）管道沿線大部分為平原農(nóng)業(yè)區(qū)，不會引起水土流失；43綠化龍一聯(lián)及牛一聯(lián)內(nèi)原有綠化面積達標，本工程不破壞原有綠化建設(shè)。44環(huán)境影響分析本工程嚴格執(zhí)行國家規(guī)范要求，搞好場區(qū)的綠化工作，美化工作與生活環(huán)境，創(chuàng)造一個清新、舒適的工作與生活環(huán)境。由于在設(shè)計及生產(chǎn)過程中采取了有效的措施，所以該項目的建設(shè)不會引起周圍生態(tài)的變化。5職業(yè)安全衛(wèi)生51職工安全衛(wèi)生設(shè)計中采用的主要防范措施（1）電氣設(shè)備嚴格按照爆炸、火災危險場所的類別、級別、范圍進行選擇、布置。（2）防爆區(qū)內(nèi)電力設(shè)備、儀表均選用隔爆型。（3）為減緩管道的腐蝕速率，保證管道的安全運行，全線采取強制電流陰極保護措施。（4）管道沿線設(shè)置醒目的標志樁，以避免其它施工作業(yè)危害管道安全生產(chǎn)。（5）生產(chǎn)作業(yè)區(qū)在施工及生產(chǎn)管理中應根據(jù)特定場所按安全標志GB28941996進行懸掛“禁止、警告、指令、提示”四大安全標志，用以表達各場所特定的安全信息，提示人們注意安全。（6）施工及生產(chǎn)人員必須經(jīng)過嚴格培訓，做到每個員工持證上崗。輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計15（7）進入作業(yè)區(qū)人員必須按規(guī)范要求穿戴勞保服、勞保鞋和安全帽，定期給各工種人員發(fā)放勞動保護用品。（8）增強職工安全意識，開展經(jīng)常性的安全教育活動，提高職工在異常情況下的應變能力。52預期效需要全文聯(lián)系QQ869260800本工程在設(shè)計過程中嚴格執(zhí)行有關(guān)職業(yè)安全衛(wèi)生技術(shù)規(guī)定，針對生產(chǎn)過程中各種危害因素，各方面采取相應措施。只要操作人員在生產(chǎn)過程中嚴格執(zhí)行崗位操作規(guī)程，可以保證勞動人員的職業(yè)安全。6消防61建構(gòu)筑物牛居青龍臺輸氣管道首末站均為已建，本次沒有新增建構(gòu)筑物。62消防設(shè)施本工程首末站均為已建，原消防設(shè)施滿足要求，本次設(shè)計不用新增消防設(shè)施。63預期效果本工程在設(shè)計過程中嚴格執(zhí)行有關(guān)防火技術(shù)規(guī)定，針對生產(chǎn)過程中各種危害因素，本著“以防為主、防消結(jié)合”的原則，從杜絕火源、嚴格控制燃燒物和設(shè)置有效的滅火設(shè)施等方面采取了相應措施。只要操作人員在生產(chǎn)時嚴格執(zhí)行操作規(guī)程和防火規(guī)定，可以保證本工程的防火安全。7節(jié)能71能耗分析本工程為輸氣管線陰極保護，恒電位能增加少量電力消耗。72節(jié)能措施在恒電位儀選擇上以滿足管線陰極保護電流要求即可，以減少陰極保護運行過程中的電能消耗。8定員要求該管線陰極保護系統(tǒng)需要專人負責，人數(shù)1人。輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計169概算投資牛居青龍臺D426輸氣管線陰極防腐保護工程概算總投資為16111萬元。主要符號表及說明國際單位制中具有專門名稱的導出單位量的名稱單位名稱單位符號其他表示式例力；重力牛頓NKGM/S2壓力，壓強；應力帕斯卡PAN/M2能量；功；熱焦耳JNM功率；輻射通量瓦特WJ/S電荷量庫侖CAS電位；電壓；電動勢伏特VW/A電容法拉FC/V電阻歐姆V/A攝氏溫度攝氏度長度米M質(zhì)量千克（公斤）KG時間秒S電流安培A輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計17參考文獻1鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕控制工程設(shè)計規(guī)范SY00071999。2埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標準SY/T04132002。3涂裝前鋼材表面預處理規(guī)范SY/T040797。4涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級GB892388。5埋地鋼質(zhì)管道強制電流陰極保護設(shè)計規(guī)范SY/T00362000。6陰極保護管道的電絕緣標準SY/T00862003。7埋地鋼質(zhì)管道陰極保護參數(shù)測試方法SY/T002397。8中華人民共和國環(huán)境保護法1989年12月26日主席令第22號。9中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法1996年10月29日中華人民共和國主席令77號公布。10建設(shè)項目環(huán)境保護管理辦法的規(guī)定1986年3月20日國務(wù)院環(huán)境保護委員會、國家計劃委員會，國家經(jīng)濟委員會86國環(huán)字第003號。11建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定1987年3月20日國家計劃委員會、國務(wù)院保護委員會發(fā)布。12建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例1998年11月29日國務(wù)院令第253號。13工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準GB123481990。14石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范GB501832004。15中華人民共和國安全生產(chǎn)法2002年6月9日主席令第70號。16石油天然氣管道安全監(jiān)督與管理暫行規(guī)定中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會2000年04月24日。17建設(shè)項目（工程）勞動安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定中華人民共和國勞動部1996年10月17日。18壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定勞部發(fā)1996140號。19石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范GB501832004。20工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準GBZ12002。21爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB5005892。22石油天然氣工業(yè)健康、安全與環(huán)境管理體系SY/T62761997。23中華人民共和國消防法1998年4月29日主席令第4號。24石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范GB501832004。輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計1825建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范GB501402005。26爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB5005892。27石油設(shè)施電氣裝置場所分類SY002595。28中華人民共和國節(jié)約能源法1997年11月1日中華人民共和國主席令第90號。29天然氣長輸管道和地下儲氣庫工程設(shè)計節(jié)能技術(shù)規(guī)范SY/T66382005。30油田地面工程設(shè)計節(jié)能技術(shù)規(guī)范SY/T64201999。輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計19附錄A調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果表1調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果表11違章建筑物在本次調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)有些地段管線的周圍的建筑物違反GB5018393安全距離的規(guī)定,具體位置見下表。表11違反安全距離規(guī)定位置表序號里程（KMM）建筑物距管線距離M管線穿建筑物距離M備注1505010遼陽縣小北河鎮(zhèn)通氣彎村民房252055遼陽縣小北河鎮(zhèn)通氣彎村民房362033遼陽縣小北河鎮(zhèn)通氣彎村民房墻47150048遼陽縣小北河鎮(zhèn)正在修建本遼高速51104808遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚地基61111012遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚民房和移動公司通信房713348045廢舊雙樂園飯店院81479115遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚墳91504016遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚豬廠101937528燈塔縣牛居村民房1121161062輕烴廠1221320075金稻米業(yè)1321395052輕烴廠合計違章建筑13處序號里程（KMM）明管長度（M）備注1675022101604314870154166755517320661787047192651382148216合計明管8處輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計20表12管線沿線樁統(tǒng)計表序號里程（KMM）樁總類10409標志樁21122標志樁32050標志樁42584標志樁53738標志樁65632標志樁76752標志樁87491標志樁97650標志樁1010156標志樁1110984標志樁1213216標志樁1313348標志樁1415519標志樁1516158標志樁1616675標志樁1717308標志樁1817854標志樁1918387標志樁2018887標志樁2119259標志樁2219878標志樁2320368標志樁2420888標志樁2521050標志樁合計沿線25個標志樁表13管線全線測試樁測試序號里程（KMM）管地電位MV樁總類11200624測試樁21800613測試樁33700625測試樁44300608測試樁56820611測試樁611050624測試樁710800599測試樁輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計21表14管線沿線缺轉(zhuǎn)角樁和標志樁測量成果統(tǒng)計表橫坐標縱坐標編號XY備注QD458053513941484E07起點樁Z1458053275641484E07轉(zhuǎn)角樁Z2458046041441484E07轉(zhuǎn)角樁Z34580459410484128922轉(zhuǎn)角樁Z44580562872484120759轉(zhuǎn)角樁Z54580598243484177419轉(zhuǎn)角樁Z64580709259484175722轉(zhuǎn)角樁Z74580988806484462457轉(zhuǎn)角樁Z84581562657485823875轉(zhuǎn)角樁Z94581964878487568522轉(zhuǎn)角樁Z104582789509489111557轉(zhuǎn)角樁Z114582971697489630296轉(zhuǎn)角樁Z124583021732489708779轉(zhuǎn)角樁Z134583004919489723779轉(zhuǎn)角樁Z144583339758490306066轉(zhuǎn)角樁Z154584019286490503037轉(zhuǎn)角樁Z164588442229494084480轉(zhuǎn)角樁Z174588856939494903727轉(zhuǎn)角樁Z184592183064496767513轉(zhuǎn)角樁Z194594531800497052890轉(zhuǎn)角樁Z204594590804497068254轉(zhuǎn)角樁Z214594650511497002379轉(zhuǎn)角樁Z224594731920496994852轉(zhuǎn)角樁Z234594848764497098997轉(zhuǎn)角樁Z244594831008497162446轉(zhuǎn)角樁ZD4594864028497189698終點樁4583171426490011361本遼高速輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計22表15管線探測定位、定深采用PCM地下管線探測儀對全線進行普測，確定管線的具體位置、走向、管線埋深。里程KMM深度M里程KMM深度M00001250020155004015600601610080183010016801201600140178016019001801800200175022017502401800260173028013403001500320130034013003601350380140040013004201340440135046014604801420500146052013905401400560130058013906001320620142064013606601350680134070013007201300740140076013407801370800132082012208401310860134088014009001400920178094014509601300980138100013610201481040134106013310801151100123112011611401341160136118013912001141220138124013612601311280137130013314001481420138144013914601541480143150014915201071540125156011115801341600130162012316401211660130168013017001231720130174011417601301780120180013618201231840126186012318801231900117192013719401,2019601101980124輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計23里程KMM深度M里程KMM深度M2000123202012020401372060124208013521001312120140214014621601232180132220013022201332240144226012522801452300142232013423401392360141238015324001332420148244014824601592480145250015425201462540138256015825801392600087262011826401452660109268010827001542720129274013727601392780143280015428201442840120286012728801352900130292013629401202960130298012330001433020134304013930601433080123310014231201183140129316012331801223200116322012832401343260158328014330016533200943340132336012333801233400154342011934401334601233480143500145352014535401233560135358013436001563620132364010036601333680130370013437201403740137376013437801343800146386013038801463900134392014039401323960139398013140001424020140404013540601784080130410013041201404140136輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計24里程KMM深度M里程KMM深度M416013741801344200122422011542401344260116428014043001364320145434011443601384380136440014844201374440133446014844801234500139452013445401434560139458010746001384620111464013146601304680133470012147201384740130476015447801204800149482010848401254860120488013449001174920123494014549601304980145000123502014550401145060135508012051001565200111522010052401205260130528011453001405320119534013453601005380146540011854201465440154546014054801005500139552011055401425560116558013556001185620100564010456601305680134570014057201305740134576013457801465800132582014658401315860140588014059001395920178594014259601305980135600013660201306040134606014060801156100137612011661401226160136618013462001146220140624013662601456280137630013863201486340148輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計25里程KMM深度M里程KMM深度M63801396400133642014364401236460107648013465001116520139654013065601386580121660013166201306640133666013366801386700121672015467401256760149678011168001256820146840134686014568801236900135692013069401566960123698010070001147020130704012070601407080123710013471201087140146716012171801467200107722014072400787260139728010773001427320099734013573600787380132740013274201337440077746010974801327500147520142754014575600987580135760010076201567640135766010076801307700130772013577401407760142778013478001397820146784013078601467880132790014079201367940139796013479801428000130802013580401348060130808013281001408120131814013481601408180146820017882401468260130828014083001368320139834013483601428380115840013584201168440130846013684801408500130輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計26里程KMM深度M里程KMM深度M852013785401348560122858013286001348620131864014086601408700145872017877401387760130878014888001368820133884013488601238880115890013489201168940139896013689801389000114902013190401369060133908013791001389120148914015491601399180149920014392401259260107928013493001119320123934013093601309380121940012394201309440114946010894801209500098952008695401009560124958010096000009620130964013496601409700100972013497401217760146978010898001469820088984014098601209880139990013499201429940134996013599801371000013010000120100201401004012310060137100801331010012210120134101401341016000010180140102001341022014510240130102601381028013410300148103201321034013310360131103801231040014010420134104401781046013910480130105001381052013610540131105601341058013310600115106201381064011610660154輸氣管線陰極防腐保護工程初步設(shè)計27里程KMM深度M里程KMM深度M1068013610700149107201141074012510760136107801341080013710820123108401481086013010880139109001231092014310940114109601071098012011000111110201351104013011060130110801211110013511120130111401421116011311180139112001151122013011240020112601321128010311300136113201331134