天然氣廠站內(nèi)埋地敷設(shè)工藝鋼質(zhì)管道陰極保護施工方案

1、天 然 氣 廠 站 埋 地 敷 設(shè) 鋼 質(zhì) 管 道 陰 極 保 護 施 工 方 案河南回來了合金材料1概述天然氣廠站內(nèi)埋地敷設(shè)的工藝鋼質(zhì)管道（以下簡稱工藝管道），普遍采用具備防 腐、絕緣性能的3PE防腐層防腐保護。依據(jù)現(xiàn)行的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，埋地敷 設(shè)的工藝管道應(yīng)采用防腐層輔以陰極保護的腐蝕控制系統(tǒng)。由于廠站區(qū)域及工程 投資額度等條件的限制，局部產(chǎn)權(quán)方或建設(shè)方要求陰極保護設(shè)計單位采用犧牲陽 極的陰極保護認(rèn)為其經(jīng)濟性和實施便捷性最優(yōu)。本文通過以某天然氣 廠站內(nèi)工藝管道采用犧牲陽極的陰極保護方案為例，進行設(shè)計計算，探討方案的 可行性。2工程概況廣東省某城市天然氣調(diào)壓計量站站區(qū)一期工程占地約70

2、mX80 m,工藝裝置 區(qū)占地約12 mX34 m,預(yù)留工藝裝置區(qū)占地約8 mX20 m,工藝放散管區(qū)占 地約3 mX3 m,輔助用房占地約6. 6 mX33 m。二期工程預(yù)留占地約40 mX85 m。站區(qū)內(nèi)需進行陰極保護的工藝管道采用3PE防腐層防腐保護，其 他埋地敷設(shè)的管道均為非金屬管道。站區(qū)內(nèi)外工藝管道均設(shè)置絕緣接頭。站區(qū)內(nèi) 埋地敷設(shè)的金屬物為建構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋（接地系統(tǒng)的組成局部）、防雷裝置及 供配電系統(tǒng)接地、設(shè)備裝置平安保護接地系統(tǒng)（建筑工程用熱鍍鋅鋼質(zhì)材料）。 依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及受工程實施條件的限制，需進行陰極保護的工藝管道無 法與其他金屬物進行電絕緣。特別說明，防雷裝置、供配

3、電系統(tǒng)接地、設(shè)備裝置 平安保護接地等與接地體必須直接可靠聯(lián)結(jié)。站區(qū)需進行陰極保護的工藝管道采 用犧牲陽極的陰極保護方式。3陰極保護設(shè)計的主要依據(jù)GB/T 21448-2008埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規(guī)范（以下簡稱GB/T 214482008）第4. 2. 1. 1 款規(guī)定：陰極保護管道應(yīng)與公共或場區(qū)接地系統(tǒng)電絕緣，經(jīng)測試確認(rèn)所提供的管 道保護電流足以抵消其接地系統(tǒng)造成的電流損失時除外。依據(jù)上述規(guī)定，設(shè)計單 位在進行陰極保護設(shè)計時，應(yīng)計及接地系統(tǒng)造成的電流損失。4陰極保護設(shè)計 計算陰極保護設(shè)計計算依據(jù)陰極保護設(shè)計計算依據(jù)GB/T 21448-2008附錄A。 工藝管道敷設(shè)土壤電阻率工藝管道敷設(shè)深

4、度約為1. 3 m, 土壤深度為2 m的 土壤電阻率設(shè)計取值為HOQ - mo接地系統(tǒng)接地電阻依據(jù)本工程電氣專業(yè)設(shè) 計要求，接地系統(tǒng)接地電阻不大于1 。，因此本站接地系統(tǒng)接地電阻設(shè)計為 1 Q o保護電流密度a.工藝管道保護電流密度工藝管道所需保護電流密度 取值為0. 01 mA/m2o b.建構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋保護電流密度有研究者指出將保護 電流密度（鋼外表）限定為20 mA/m2之內(nèi)，以防止鋼與混凝土之間黏合力可能 降低，通常電流密度在115 mA/m2范圍內(nèi)3 277。有研究者指出對于氯化 物嚴(yán)重污染的環(huán)境，鋼筋上的電流密度應(yīng)在12 mA/m2 4 208,不過BS標(biāo) 準(zhǔn)（英國標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會）給

5、出的鋼筋所需保護電流密度是520 mA/m2,這可能是 初期極化期間要有足夠的大的電流的緣故。依據(jù)上述文獻(xiàn)，本工程鋼筋所需保護 電流密度取值為2 mA/m2o c.接地系統(tǒng)保護電流密度有研究者指出埋地套管、 接地極在無覆蓋層的條件下，其保護電流密度在10100 mA/m2 4 59。建筑 工程用熱鍍鋅鋼質(zhì)材料的熱鍍鋅層較薄，且施工時破損較多，因此其保護電流密 度取值為20 mA/m2。需陰極保護的金屬物外表積統(tǒng)計a.工藝管道外表積工藝 管道外表積統(tǒng)計見表1。工藝管道總長度為660. 3 m,總外表積為713. 44 m2。 表1工藝管道外表積統(tǒng)計b.建構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋外表積建構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋外

6、表積統(tǒng)計見表2 （表中僅為 輔助用房基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋約略統(tǒng)計，實際外表積大于此值。其他建構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋 本次計算暫不統(tǒng)計）。建構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋總外表積為477. 44 m2。表2建構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋外表積統(tǒng)計C.接地系統(tǒng)外表積接地系統(tǒng)外表積統(tǒng)計見表3 （表中僅為一期工程實施局部統(tǒng) 計）。接地系統(tǒng)總外表積為42. 24 m2o表3接地系統(tǒng)外表積統(tǒng)計 需要的陰極保護電流得出工藝管道、建構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋、接地系統(tǒng)所需的保護電流分別為0. 007 A、0. 955 A、0.845 A。犧牲陽極組輸出電流選用22 kg棒狀鎂合金陽極，兩支一組，組內(nèi)陽極間距2 m,采用立式埋設(shè)方式。a.單支立式犧牲陽極接地電阻

7、的計算b.犧牲陽極組接地電阻I1c.犧牲陽極組輸出電流犧牲陽極組輸出電流的計算見式（5）：根據(jù)電氣專業(yè)要求，站內(nèi)接地系統(tǒng)接地電阻為1 Q,因此陰極過渡電阻近似取1。由式（5）得出犧牲陽極組輸出電流為0.028 Ao所需犧牲陽極組數(shù)所需犧牲陽極組數(shù)的計算見式（6）：計算得出所需犧牲陽極組數(shù)為194組。5結(jié)論與建議本文的案例計算是在條件很有利的狀況下計算的。工藝管道需要的保護電流為0.007 A,僅需一支陽極 即可，工藝管道需要的保護電流僅占總保護電流的0.4%,犧牲陽極提供的保護 電流有99. 6%消耗在基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋和接地系統(tǒng)上。另外，一組陽極埋設(shè)約需要1 mX2 m的區(qū)域，194組陽極埋設(shè)需要的區(qū)域本廠站很難提供。根據(jù)概算專業(yè) 按定額提供的數(shù)據(jù)，敷設(shè)單支陽極的費用約為1 200元，總費用約為46. 56X104元。根據(jù)本文的分析，現(xiàn)提出以下建議。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范修訂時， 應(yīng)充分考慮工程實施的必要性、經(jīng)濟性等因素。產(chǎn)權(quán)方或建設(shè)方應(yīng)與設(shè)計