【正文】 reliminary design of cathodic protection project of gaspipe line Abstract The metal materials in their using process in vulnerability environment will be gradually damaged or decline in performance with time. Loss of more than 700 billion dollars each year due to corrosion is reported in the developed countries around the world. Obviously, metal corrosion problem is very serious and mon. In China, steel is the mostly used material for natural gas pipeline. Steel natural gas pipe buried in ground often have the problem of corrosion, which can cause accident, and endanger people39。通過對沿線土壤腐蝕環(huán)境評價數據分析，埋地管線所處土壤腐蝕環(huán)境為強腐蝕。 檢測結果評價 （ 1） 沿線土壤腐蝕環(huán)境評價 ： 經數據處理和化學分析結果顯示，測區(qū)內管線沿線土壤呈偏堿，土壤腐蝕等級為強。 （ 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。 輸氣管線陰極防腐保護工程初步設計 3 數據微機處理，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。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 腐蝕聯系在一起。如果防腐層破損，管線將發(fā)生腐蝕 。由此看來，雜散電流對管線的危害是非常嚴重的，應引起高度重視。本次調查采用中科院金屬腐蝕與防護研究所研制的 SCM－ 2 智能型雜散電流腐蝕測量儀，對管地電位進行長時間的連續(xù)監(jiān)測，所得數據經軟件處理可分析管線中雜散電流的大小與方向。因此， 絕緣層質量的好壞將直接影響到埋地管線的使用壽命 。防腐 層絕緣電阻的測量采用 PCM 管線測量系統。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。 管線下部原土結實，氧的濃度小，管線下部金屬的電極電位低 。 mm2/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 。 輔助陽極選用高硅鑄鐵陽極，采用水平淺埋方式。管道沿線每公里設 1 個測試樁，測試樁可兼作線路里程樁。 恒電位儀輸出電流 Id＝ （ 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： tdLLR H2ln2 ?? ?? （ tL） （ ） 式中： HR ——單支水平式陽極接地電 阻（Ω）； 輸氣管線陰極防腐保護工程初步設計 11 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（Ω高硅鑄鐵陽極的允許電流密度為 5～ 80A/m2，消耗率應小于 （ A 1） 測試內容： 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。 （ 1） 設備意外事故造成的污染 ； (2)管道腐蝕穿孔造成的污染 。 （ 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。 （ 5）生產作業(yè)區(qū)在施工及生產管理中應根據特定場所按《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。 預期效果 本工程在設計過程中嚴 格執(zhí)行有關防火技術規(guī)定，針對生產過程中各種危害因素，本著“以防為主、防消結合”的原則，從杜絕火源、嚴格控制燃燒物和設置有效的滅火設施等方面采取了相應措施。 m 功率；輻射通量 瓦［特］ W J/s 電荷量 庫［侖］ C A [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 。 [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濟貿易委員會 2021年 04月24日 。 [24]《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》 GB501832021。 表 違反安全距離規(guī)定位置表 序 號 里程（ Km+m） 建筑物距管線距離(m) 管線穿建筑物距離(m) 備 注 1 5+050 10 遼陽縣小北河鎮(zhèn)通氣彎村民房 2 5+205 5 遼陽縣小北河鎮(zhèn)通氣彎村民房 3 6+203 3 遼陽縣小北河鎮(zhèn)通氣彎村民房墻 4 7+150 0 48 遼陽縣小北河鎮(zhèn)正在修建本遼高速 5 11+048 遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚地基 6 11+110 遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚民房和移動公司通信房 7 13+348 0 45 廢舊雙樂園飯店院 8 14+791 15 遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚墳 9 15+040 16 遼陽縣小北河鎮(zhèn)劉家窩棚豬廠 10 19+375 燈塔縣牛居村民房 11 21+161 0 62 輕烴廠 12 21+320 0 75 金稻米業(yè) 13 21+395 0 52 輕烴廠 合 計 違章建筑 13 處 序 號 里程（ Km+m） 明管長度（ m） 備 注 1 6+750 2 2 10+160 4 3 14+870 15 4 16+675 5 5 17+320 6 6 17+870 4 7 19+265 13 8 21+482 16 合 計 明管 8 處 輸氣管線陰極防腐保護工程初步設計 19 表 管線沿線樁統計表 序 號 里 程（ Km+m） 樁 總 類 1 0+409 標志樁 2 1+122 標志樁 3 2+050 標志樁 4 2+584 標志樁 5 3+738 標志樁 6 5+632 標志樁 7 6+752 標志樁 8 7+491 標志樁 9 7+650 標志樁 10 10+156 標志樁 11 10+984 標志樁 12 13+216 標志樁 13 13+348 標志樁 14 15+519 標志樁 15 16+158 標志樁 16 16+675 標志樁 17 17+308 標志樁 18 17+854 標志樁 19 18+387 標志樁 20 18+887 標志樁 21 19+259 標志樁 22 19+878 標志樁 23 20+368 標志樁 24 20+888 標志樁 25 21+050 標志樁 合 計 沿線 25 個標志樁 表 管線全線測試樁測試 序 號 里 程（ Km+m） 管地電位 (mv) 樁 總 類 1 1+200 624 測試樁 2 1+800 613 測試樁 3 3+700 625 測試樁 4 4+300 608 測試樁 5 6+820 611 測試樁 6 11+050 624 測試樁 7 10+800 599 測試樁 輸氣管線陰極防腐保護工程初步設計 20 表 管線沿線缺轉角樁和標志樁測量成果統計表 編號 橫坐標 縱坐標 備注 (X) (Y) QD 41484E+07 起點樁 Z1 41484E+07 轉角樁 Z2 41484E+07 轉角樁 Z3 轉角樁 Z4 轉角樁 Z5 轉角樁 Z6 轉角樁 Z7 轉角樁 Z8 轉角樁 Z9 轉角樁 Z10 轉角樁 Z11 轉角樁 Z12 轉角樁 Z13 轉角樁 Z14 轉角樁 Z15 轉角樁 Z16 轉角樁 Z17 轉角樁 Z18 轉角樁 Z19 轉角樁 Z20 轉角樁 Z21 轉角樁 Z22 轉角樁 Z23 轉角樁 Z24 轉角樁 ZD 終點樁 本遼高速 輸氣管線陰極防腐保護工程初步設計 21 表 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。 [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 。 [20]《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》 GBZ12021。 [12]《建設項目環(huán)境保護管理條例》 1998年 11月 29日國務院令第 253號 。 [4]《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》 GB8923－ 88。 8 定員要求 該管線陰極保護系統需要專人負責，人數 1 人。 預期效 需要全文聯系 869260800 本工程在設計過程中嚴格執(zhí)行有關職業(yè)安全衛(wèi)生技術規(guī)定，針對生產過程中各種危害因素，各方面采取相應措施。 5 職業(yè)安全衛(wèi)生 職工安全衛(wèi)生設計中采用的主要防范措施 （ 1）電氣設備嚴格按照爆炸、火災危險場所的類別、級別、范圍進行選擇、布置。 （ 5） 管線檢修時的污水統一回收處理。補口帶厚度為 4mm。 （ 2）全線共設電位測試樁 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 1 個測試樁）。本設計在龍一聯和牛一聯各設一座陰極保護站，即可對該管線進行保護 。 陰極保護設計工藝計算 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： RJD VL sL ??? ?? ? 82 （ ） R＝ ??? ? )( ??D T （ ） 式中： L—— 單側保護長度（ m）； LV? ——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（Ω /m）； T? ——鋼管電阻率（Ω 陰極保護附屬設施 （ 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。 陰極保護系統的構成及附屬設施 陰極 保護系統的構成 強制電流陰極保護系統主要由 陰極保護電源設備、輔助陽極地床、參比電極及連接電纜構成 。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 ,管線暴露在介質中時 ,在應力和腐蝕介質的聯合作用下 ,管線加速腐蝕 ,使管線彎頭外側很快穿孔 . 圖 （ 2） 管線的局部腐蝕 從數據表中可以看到 ,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 . 輸氣管線陰極防腐保護工程初步設計 8 （ 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合力不強 ,防腐層破損處容易封存雨水 ,被封存的雨水經過不斷的蒸發(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 陰極保護設計的基礎資料 工藝站場及閥室的設置 牛居 — 青龍臺 D426 輸氣管線工程，首站為龍一聯，末站為牛一聯，中間無其它站廠。 在本次調查中，經過對現場測試的大量數據統計分析，我們認為造成被調