(高清版)GB∕T 37575-2019 埋地接地体阴极保护技术

ICS25.220.99A29埋地接地体阴极保护技术国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会IGB/T37575—2019本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国石油和化学工业联合会提出。本标准由全国防腐蚀标准化技术委员会(SAC/TC381)归口。本标准起草单位：沈阳中科腐蚀控制工程技术中心、中国科学院金属研究所、中蚀国际腐蚀控制工程技术研究院(北京)有限公司、沈阳中科腐蚀控制工程技术有限公司、浙江钰烯腐蚀控制股份有限公司、西安泰金工业电化学技术有限公司、中国1GB/T37575—2019埋地接地体阴极保护技术本标准适用于新建和已建接地体结构的阴极保护系统。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T21448埋地钢质管道阴极保护技术规范GB/T33373防腐蚀电化学保护术语GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB/T50698埋地钢质管道交流干扰防护技术标准SY/T0017埋地钢质管道直流排流保护技术标准ISO15589.1石油、石化和天然气工业管线系统的阴极保护第1部分：陆地管线(Petroleum,petrochemicalandnaturalgasindustries—Cathodicprotectionofpipelinesystems—Part1:On-landpipelines)NACERP0572外加电流深地床的设计、安装、操作与维护(Design,installation,operation,andmaintenanceofimpressedcurrentdeepgroundbeds)3术语和定义GB/T33373界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1埋入地下并直接与大地接触的金属导体。3.2由垂直和水平接地体组成的具有泄流和均压作用的网状接地装置。3.3无IR(即流经阴极保护回路的电流I与该回路中被保护体至电极间电解质电阻R的乘积)降的阴4符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。2GB/T37575—2019Ept:不包含IR降的保护电位门槛值(ProtectionPotentialThresholdValue),相当于ISO15589.1中的E。CSE:铜-饱和硫酸铜参比电极(Copper-SaturatedCopperSulphateReferenceElectrode)SRB:硫酸盐还原菌(SulphateReducingBacteria)5阴极保护必要性的确定5.1基础资料的收集在确定接地体阴极保护必要性之前，应收集下列资料：b)接地体布设的方式和区域；c)气候条件、地形地貌和土壤性质等；d)接地体相对于其他设备的位置；e)临近设施已有的阴极保护状况；f)接地体周围杂散电流的影响；g)已建接地体的维护、检修记录。5.2腐蚀性的评估在准备实施阴极保护前，评估接地体的腐蚀可能性，通常包括以下内容：a)调查埋地接地体或同种材料在类似环境中的腐蚀情况，评估可能的腐蚀性；b)测量埋地接地体周围土壤的电阻率等多种理化性质；c)埋设与埋地接地体相同材料的试片，进行电化学等测试，评估接地体材料的腐蚀性；d)对于已建的埋地接地体，进行外观声学等检测，记录下接地体的状况，取得有关腐蚀的数据；e)分析已建埋地接地体已有的腐蚀检查记录。5.3其他当腐蚀性评价证明腐蚀会危及埋地接地体的安全运行，加之其他方面的综合考虑，确认需要阴极保6阴极保护准则6.1接地体的阴极保护电位(即相对于周围电解质的阴极极化电位，下同)应达到表1的Ep(CSE)或更负。6.2如果6.1的准则难以实现，可以采用接地体相对于周围电解质的电位在实施阴极保护后的阴极偏移不少于100mV的判据。在下列情况下，应避免使用阴极偏移100mV的判据：a)运行温度高于40℃时；b)土壤中含有SRB;c)可能存在干扰电流时；d)存在应力腐蚀开裂风险时；e)在接地体包含或连接到不同金属材料构件。6.3接地体阴极保护的最负电位(或称极限电位)应依据ISO15589.1,由试验进行确定或由文件加以说明。3GB/T37575—2019表1常见金属材料在土壤和水(非海水)中的Ept(CSE)金属或合金环境条件碳钢、低合金钢和铸铁—0.75乏氧且具有SRB腐蚀风险时铜环境温度下的土壤和水镀锌钢7阴极保护系统的设计7.1一般原则7.1.1接地体阴极保护系统的设计应满足第6章要求，并确保在系统的预期寿命期限内可靠运行。7.1.2接地体的阴极保护设计应由具有相关工程经验的专业技术人员或防腐专家进行。7.2阴极保护系统设计的目的7.2.1应向接地体施加足够的阴极保护电流以使其满足阴极保护准则。7.2.2应将外部地下结构产生的杂散电流影响减至最小。7.2.3地床的设计寿命应与接地体所需寿命相匹配。7.2.4可为地床提供定期维护。7.2.5地床应有足够容量，为需要保护的接地体提供电流。7.3阴极保护系统设计需考虑因素7.3.1阴极保护电流的确定阴极保护电流的确定方法如下：a)为达到第6章的准则，接地体阴极保护所需要的电流，可通过现场试验确定；b)接地体阴极保护所需要的电流还可依据有关标准如ISO15589.1、GB/T21448中要求的阴极保护电流密度计算方法得到。7.3.2阴极保护系统设计内容阴极保护系统设计应考虑以下内容：a)确定交流电源的可靠性；b)调查设备安装位置是否安全；c)整流器等用的交流电源与接地体要留有一定的距离；d)对材料和安装要有规定，符合相应规范及标准；e)在阴极保护系统的安装、维修和运行方面应考虑优化设计；f)系统应选择最佳阴极保护电流；g)外部的电干扰。7.4影响阳极位置的考虑因素阳极位置的设置应考虑以下因素：4GB/T37575—2019a)阳极安装距离应通过试验或经过验证的方法来决定；b)与接地体相连的电缆位置；c)汇流点的位置和绝缘；d)土壤电阻率；e)浅层地床或深层垂直型地床的使用；f)外部结构的位置；g)干扰或损坏可能性较小的位置。7.5接地体阴极保护系统的类型接地体阴极保护系统分为以下几种类型：a)外加电流系统；b)牺牲阳极系统；c)外加电流系统和牺牲阳极系统的联合使用。7.6选择阴极保护系统类型的考虑因素选择阴极保护系统类型应考虑以下因素：a)阴极保护的接地体总表面积；b)土壤电阻率；d)应有可用的自然空间，地面状况要便于设备安装和进出；e)与外部结构的靠近程度；f)干扰影响；g)电源的可靠性。应考虑以下几种因素：a)电流输出量确定时，阳极寿命取决于阳极材料和填料，以及阴极保护系统中的阳极数量。b)在牺牲阳极周围依据GB/T21448,选用适宜的填料，可提高使用性能。c)外加电流阳极依据GB/T21448,使用专门的填料(冶金焦炭、焙烧的石油焦炭，及天然或人造石墨等),可延长阳极的使用寿命，减少阳极接地电阻。d)阳极反应产生的气阻会削弱外加电流地床传递电流的能力，应采取措施使阳极排气。在深井阳极地床中，依据NACERP0572增加阳极数量减少每支阳极的电流释放量可减轻气阻。e)针对深井地床等特殊应用而选择的电缆应符合相关规范。7.8外加电流系统设计还应考虑的因素外加电流系统设计还应考虑以下因素：a)确定地床位置和电流总需求量，应依据GB/T21448、ISO15589.1等。b)地床安装离接地体太近会阻止足够的电流流入更远的部位。增加总电流量可能会造成局部保护电位过负或对其他装置和结构产生干扰。c)垂直或水平安装的阳极性能受到阳极间距的影响。d)在爆炸性气氛环境中，选用的直流电源应符合GB50058的规定。7.9牺牲阳极系统设计时还应考虑的因素牺牲阳极系统设计时还应考虑以下因素：5GB/T37575—2019阴极保护效果更佳；可依据GB/T21448、ISO15589.1等。8阴极保护系统的安装依据第7章的设计要求，安装阴极保护系统。有关阴极保护系统的施工作业应按照设计图纸和技术规范进行。8.5.1应安装由法兰组件、预制绝缘接头和连接器构成的绝缘装置，使保护的接地体与其他非保护的a)设施所有权改变的地点；b)在保护的接地体与其他非保护的设备或结构之间的连接处。8.5.2绝缘装置在安装前后需进行检测或电气测量来保证电绝缘的合格。8.5.3考虑绝缘装置对雷电和故障电流保护的要求。从绝缘装置到避雷器的连接电缆宜是短的、直接8.7.1.1对整流器或其他电源进行检验，保证内部机械连接牢固且无损伤。直流电源输出的额定值应符合设计要求。6GB/T37575—2019绝缘的损坏。如电缆有缺陷应修复或更换。8.7.1.4阳极的填料应符合GB/T21448中要求。8.7.2.3外加电流电源应设计成当组件不运行时能阻止反向电流。8.7.2.4外加电流阳极应垂直或水平安装，也可安装于深井中。8.7.2.5导线应按规范要求进行连接。在电源供电前，应确认阴极线连接到接地体，阳极线连接到辅助阳极地床。在电源供电后，应进行适当的电测量，以确保这些电连接是正确的。8.7.2.6地下阴极线应有效绝缘。8.7.2.7接至阳极的阳极电缆的埋地接头数目应保持最少。如果这些接头是在地下或水下，应进行防8.7.2.8阳极电缆埋地时，应注意避免损坏绝缘。电缆应保持足够的松弛度，以防接头和阳极线因固定造成变形。电缆周围使用的回填料宜无石块和其他异物。8.8阴极保护测试站8.8.1应在接地体所在区域安装可测量电位、电流的测试站或测试桩，以便于阴极保护测试。8.8.2测试导线宜用颜色进行标识或者能永久识别。导线安装宜松弛，避免对导线造成损坏。测试导线不宜暴露于强光下。测试站最好是在地上。如果测试站与地面齐平，在测试站内宜使导线足够松弛以方便测试连接。8.8.3测试导线可与接地体直接相连或者连在与接地体相连接的地上装置，连接部位应做涂覆处理。当加热要求不超过接地体的温度限制，可用软钎焊或铝热焊连接导线或电缆。9杂散电流的控制接地体可能遭受的杂散电流腐蚀与电解反应相似。杂散电流可在接地体的不同位置进入。杂散电流引起的损害发生在电流离开接地体进入电解质的地方。有关杂散电流干扰程度的判断、排流措施的选择及排流效果的评估应依据GB/T50698、SY/T0017。10阴极保护系统的运行和维护10.1运行测试和维护一般作法如下：a)如