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文檔簡介
城市埋地鋼質(zhì)管道軌道交通
動態(tài)直流雜散電流腐蝕防護技術(shù)規(guī)程Technicalspecificationfordynamicstraycurrentcorrosionprotectionofurbanburiedsteelpipelines總則1.0.1為有效緩解城市埋地鋼質(zhì)管道(以下簡稱“管道”)受軌道交通動態(tài)直流雜散電流(以下簡稱“動態(tài)雜散電流”)的干擾,規(guī)范動態(tài)雜散電流干擾測試、評價與防護技術(shù)要求,制定本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程適用于管道受動態(tài)雜散電流干擾的測試、評價與防護工作,。1.0.3管道受動態(tài)雜散電流干擾的測試、評價與防護工作除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)程外,尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)的規(guī)定。
2術(shù)語與參考標(biāo)準(zhǔn)2.1術(shù)語TC"2.1TechnicalTerms"\l22.0.1城市軌道交通urbanrailtransit城市中修建的快速、大中運量,用直流電力牽引,并利用走行軌回流的城市軌道交通線路,線路可在地下、地面或高架上敷設(shè)。2.0.2直流雜散電流DCstraycurrent在非指定回路中流動的直流電流。2.0.3動態(tài)直流雜散電流dynamicDCstraycurrent大小或流動方向隨時間變化的直流雜散電流。2.0.4直流雜散電流腐蝕DCstraycurrentcorrosion由直流雜散電流引起的腐蝕。2.0.5直流干擾防護DCinterferenceprotection為使管道免受直流雜散電流干擾而發(fā)生腐蝕,采取排流、增設(shè)陰極保護、修復(fù)防腐層或電屏蔽等方式對直流雜散電流干擾進(jìn)行治理和控制的過程。2.0.6直流雜散電流排流electricdrainageforDCstraycurrent通過人為形成電氣通路,使管道中的直流雜散電流直接或間接流回到干擾源負(fù)極,減弱直流雜散電流對管道干擾影響的防護措施。2.0.7檢查片coupon由與被調(diào)查管道同類材質(zhì)制作的用于模擬埋地管道防腐層破損點的金屬試樣,用于陰極保護參數(shù)、雜散電流干擾參數(shù)或腐蝕速率的測試。2.0.8地電位梯度soilpotentialgradient單位長度上地表土壤電位的變化值或電位對距離的變化。2.0.9車輛基地baseforthevehicle地鐵系統(tǒng)的車輛停修和后勤保障基地,通常包括車輛段、綜合維修中心、物資總庫、培訓(xùn)中心等部分,以及相關(guān)的生活設(shè)施。2.10極化電位polarizedpotential消除由陰極保護電流或其他電流所引起的IR降后金屬/電解質(zhì)界面的電位。2.11ER腐蝕探頭ERcorrosionprobe利用電阻值的變化來確定金屬腐蝕速率的測試探頭。2.12過渡電阻transitionresistance走行軌與結(jié)構(gòu)之間,走行軌與大地之間或其他兩個導(dǎo)體之間單位長度的電阻。2.13鋼軌電位限制裝置over-voltageprotectiondevice(OVPD)為防止鋼軌對地電位過高造成人身傷害,在車站和車場設(shè)有的保護裝置,當(dāng)發(fā)生超出安全許可的接觸電壓時,此裝置可將鋼軌與大地快速短接,從而保證人員和設(shè)施的安全。2.14軌地電位rail-to-soilpotential鋼軌與相鄰?fù)寥乐g的電位差。2.15直接接地排流directdrainagebygrounding將被干擾管道與金屬接地體相連,使管道內(nèi)的直流雜散電流通過接地體向大地排放,后由大地回流至干擾源負(fù)極的一種雜散電流防護方式。2.16強制接地排流forceddrainagebygrounding被干擾管道與金屬接地體通過直流電源相連,強制管道內(nèi)的直流雜散電流通過接地體向大地排放,后由大地回流至干擾源負(fù)極的一種雜散電流防護方式。2.17極性接地排流polaritydrainagebygrounding在被干擾管道與金屬接地體之間串入具備正向?qū)ā⒎聪蚪刂固匦缘姆滥媪餮b置,使管道內(nèi)的直流雜散電流通過接地體向大地排放,但防止大地中的雜散電流通過接地體流入管道的一種雜散電流防護方式。2.18極性直接排流polaritydrainagetointerferingsource在被干擾管道與干擾源負(fù)極之間串入包括斷路開關(guān)、限流電阻、單向?qū)ㄑb置等安全控制、限流和防逆流裝置,使管道內(nèi)的直流雜散電流直接返回干擾源負(fù)極,但不會反向逆流的一種雜散電流防護方式。2.19聯(lián)合防護combinedprotection為使管道免受直流雜散電流干擾,管道側(cè)和軌道交通側(cè)共同協(xié)作采取防護措施對直流雜散電流干擾進(jìn)行治理和控制的過程。2.20管道陽極區(qū)anodicregionofpipeline管道向土壤中排放雜散電流的區(qū)域。2.21管道陰極區(qū)cathodicregionofpipeline管道從土壤中吸收雜散電流的區(qū)域。2.22交變區(qū)alternatingregionofpipeline直流雜散電流流入或流出管道的方向不斷變化的區(qū)域,這一區(qū)域管道的干擾狀態(tài)不穩(wěn)定,有時從土壤中吸收直流雜散電流,而有時又會向土壤中排放直流雜散電流。2.2參考標(biāo)準(zhǔn)TC"2.1TechnicalTerms"\l21.《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護參數(shù)測量方法》GB/T212462.《埋地鋼質(zhì)管道直流干擾防護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB509913.《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規(guī)范》GB/T214484.《金屬和合金的腐蝕交流腐蝕的測定防護準(zhǔn)則》GB/T403775.《地鐵雜散電流腐蝕防護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ/T496.《陰極保護管道的電絕緣標(biāo)準(zhǔn)》SY/T0086
3基本規(guī)定3.0.1管道在建設(shè)和運行階段,應(yīng)充分考慮動態(tài)雜散電流對管道的腐蝕危害,并應(yīng)對管道可能受到的動態(tài)雜散電流干擾進(jìn)行調(diào)查測試、評價和防護。3.0.2城市軌道交通在建設(shè)和運行時,應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)采取減少動態(tài)雜散電流的措施。3.0.3動態(tài)雜散電流干擾宜由管道方、城市軌道交通方及其他有關(guān)各方的代表組成干擾防護協(xié)調(diào)機構(gòu),進(jìn)行統(tǒng)一測試、評價和防護。3.0.4在干擾影響區(qū)域,宜進(jìn)行干擾源和被干擾管道兩方面的調(diào)查測試。對確認(rèn)遭受干擾影響的管道,應(yīng)采取與干擾程度相適應(yīng)的干擾防護措施。3.0.5受動態(tài)雜散電流干擾的管道宜根據(jù)管道和干擾源的相對位置及干擾程度設(shè)置檢查片,對陰極保護及干擾參數(shù)或腐蝕速率進(jìn)行測試評價。3.0.6受動態(tài)雜散直流干擾的管道同時存在交流干擾時,應(yīng)防止交流干擾對動態(tài)雜散電流測試和防護的影響;動態(tài)雜散電流干擾風(fēng)險評價和排流效果評價時,應(yīng)考慮交流干擾的影響。
4現(xiàn)場調(diào)查與測試4.1一般規(guī)定4.1.1調(diào)查與測試應(yīng)遵守現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)方的有關(guān)安全規(guī)定。測試人員應(yīng)經(jīng)過電氣安全和陰極保護知識培訓(xùn),并應(yīng)掌握與測試技術(shù)相關(guān)的電氣安全知識和基本測試知識。4.1.2在調(diào)查與測試開始前,應(yīng)明確調(diào)查測試的具體內(nèi)容和實施測試的管道范圍,選定測試點和測試時間。4.1.3在調(diào)查與測試工作中所使用的測試儀表、參比電極應(yīng)符合《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護參數(shù)測量方法》GB/T21246的有關(guān)規(guī)定。4.1.4動態(tài)雜散電流干擾的現(xiàn)場調(diào)查與測試宜按照建設(shè)和運行兩個階段來進(jìn)行。4.1.5管道與城市軌道交通系統(tǒng)交叉或并行時,應(yīng)按照如下原則設(shè)置動態(tài)直流雜散電流干擾測試點:1管道與城市軌道交通系統(tǒng)交叉的位置,應(yīng)設(shè)置動態(tài)雜散電流干擾測試點,測試點間隔不應(yīng)大于1km。2管道與城市軌道交通系統(tǒng)并行,且最小水平間距小于1km時,應(yīng)設(shè)置動態(tài)雜散電流干擾測試點,測試點間隔不應(yīng)大于1km。3管道與城市軌道交通系統(tǒng)最小水平間距在1km~4km之間時或大于4km但確定存在動態(tài)雜散電流管道,宜設(shè)置動態(tài)直流雜散電流干擾測試點。4.2建設(shè)階段現(xiàn)場調(diào)查與測試4.2.1建設(shè)階段應(yīng)對距離管道擬經(jīng)路由4km范圍內(nèi)的城市軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查內(nèi)容宜包括以下內(nèi)容:1城市軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)時間、供電電壓、饋電方式、饋電極性和牽引電流;2軌道線路分布情況及其與管道的相互位置關(guān)系;3直流供電所的分布情況及其與管道的相互位置關(guān)系;4電車運行狀況。4.2.2建設(shè)階段宜對管道擬經(jīng)路由上干擾源前后4km范圍內(nèi)的地電位梯度進(jìn)行測試,地電位梯度的測量應(yīng)符合《埋地鋼質(zhì)管道直流干擾防護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB50991的有關(guān)規(guī)定,測試密度宜不少于1km/處。4.3運行階段現(xiàn)場調(diào)查與測試4.3.1運行階段的現(xiàn)場調(diào)查與測試宜分為預(yù)備性測試、干擾程度評估測試及防護效果評定測試三種類型,分別對應(yīng)的調(diào)查與測試項目應(yīng)符合表4.3.1的規(guī)定。表4.3.1調(diào)查與測試項目測試對象調(diào)查與測試項目測試分類預(yù)備性測試干擾程度評估測試防護效果評定測試管道管道路由、管道外防腐層類型等基礎(chǔ)信息●●●材質(zhì)、服役年限、防腐層面電阻率,破損點檢測及開挖檢測與缺陷點修復(fù)狀況,管道直徑、埋深、腐蝕歷史及形貌特征◎◎◎管道陰極保護系統(tǒng)和干擾防護系統(tǒng)的設(shè)置、運行參數(shù)及運行狀況○●●檢查片通、斷電電位,直流電流密度○●●管道絕緣法蘭/接頭,跨接線,測試點的分布狀況◎●○管地電位及其分布●●●管(壁)中流動的干擾電流○○—管道干擾電流流入、流出管段分布規(guī)律○●●檢查片或探針的腐蝕速率○◎◎管道沿線土壤電阻率◎●○土壤表面電位梯度與雜散電流流向○○○相鄰或交叉的其他埋地金屬結(jié)構(gòu)物的陰極保護和干擾防護系統(tǒng)的運行參數(shù)和運行狀態(tài)◎●○管道和站場、閥室的接地系統(tǒng)電連接狀況◎●○其他需要測試的內(nèi)容根據(jù)需要選擇軌道交通牽引供電系統(tǒng)的建設(shè)時間、供電電壓、饋電方式◎——軌道交通線路、車站、檢修基地(車輛段、停車場)分布情況及與管道的相互位置關(guān)系●●—牽引變電所的分布情況及與管道的相對位置關(guān)系◎●—軌道交通沿線雜散電流收集網(wǎng)設(shè)計參數(shù)及運行情況○○○軌道交通沿線接地裝置分布及運行狀況○◎○軌道交通沿線排流柜,鋼軌電位限制裝置設(shè)置及運行狀況◎◎○軌道交通鋼軌回流系統(tǒng)內(nèi)單向?qū)ㄑb置的設(shè)置及運行狀況,檢修基地(車輛段、停車場)和正線之間的軌道單向?qū)ㄑb置工作狀況及導(dǎo)通的電流○◎○車輛運行狀況及牽引電流分布○○○軌道對地電位及其分布○○○鋼軌過渡電阻及縱向電阻○◎○鋼軌附近地電位梯度○○○其他需要測試的內(nèi)容根據(jù)需要選擇注:1●—應(yīng)進(jìn)行的項目;◎—宜進(jìn)行的項目;○—可進(jìn)行的項目2預(yù)備性測試適用于新建管道、在役管道的首次測試,或者干擾環(huán)境發(fā)生較大變化時,用于初步了解管道雜散電流干擾程度及管地電位的變化特征,為下一步詳細(xì)測試提供參考。3干擾程度評估測試適用于新建管道及在役管道的雜散電流干擾程度評估測試,用于詳細(xì)了解管道雜散電流干擾程度及管地電位的變化特征,為雜散電流干擾程度評估提供數(shù)據(jù)。4防護效果評定測試適用于雜散電流防護措施實施后的效果評定測試,用于評定被干擾管道側(cè)采取防護措施后的效果,并指導(dǎo)干擾防護措施的調(diào)整。4.3.2預(yù)備性測試應(yīng)符合下列規(guī)定:1在可能存在城市軌道交通動態(tài)直流雜散電流干擾的管段進(jìn)行測試時,宜利用管道現(xiàn)有的測試樁作為測試點;2對與城市軌道交通線路交叉、接近或靠近車輛基地的管段,應(yīng)選擇在干擾源負(fù)荷的高峰時間段內(nèi)進(jìn)行測試,測試過程應(yīng)至少有一個高峰負(fù)荷變化周期,且宜大于1h。4.3.3干擾程度評估測試應(yīng)符合下列規(guī)定:1測試點應(yīng)根據(jù)預(yù)備性測試結(jié)果布設(shè)在干擾較嚴(yán)重的管段上,可利用管道現(xiàn)有的測試樁作為測試點,在干擾幅值最大的位置附近宜增加測試點,測試點最大間距不宜大于1km;2每次測試的持續(xù)測試時間宜不少于24h。在已經(jīng)了解干擾源負(fù)荷變化規(guī)律的情況下,持續(xù)測試時間可適當(dāng)縮短,但應(yīng)大于1h,且應(yīng)選擇在干擾源負(fù)荷的高峰的時間段,對現(xiàn)有排流點、管道絕緣接頭(法蘭)兩端及管道與干擾源接近和交叉處等具有代表性的點,應(yīng)進(jìn)行不少于24h連續(xù)測試。4.3.4防護效果評定測試除應(yīng)符合本規(guī)程第4.3.3條的規(guī)定外,還應(yīng)符合下列規(guī)定:1測試點宜在干擾程度評估測試的測試點中選定,應(yīng)包括擬定排流點、實際排流點和采取其他防護措施的位置、相鄰兩個排流點中間位置等具有代表性的點;2持續(xù)測試時間應(yīng)不少于24h;4.3.5斷電電位采集頻率每分鐘不應(yīng)小于4個,管地電位采集頻率宜為1s/組。4.3.6應(yīng)采取檢查片法來消除管地電位測試中IR降的影響。4.3.7檢查片裸露面積宜為1cm2~50cm2,檢查片的材質(zhì)宜與埋地管道材質(zhì)一致,檢查片除裸露表面外,其余部位應(yīng)作做好防腐絕緣。當(dāng)雜散電流干擾程度為低時,用于評估陰極保護有效性的檢查片面積可根據(jù)防腐層類型依據(jù)表4.3.7進(jìn)行選??;當(dāng)對雜散電流干擾程度進(jìn)行評估時,檢查片面積宜選用1cm2;自腐蝕檢查片的面積可選取6.5cm2~50cm2。表4.3.7試片面積選取防腐層類型檢查片面積3PE1cm2~6.5cm2FBE6.5cm2~10cm2煤焦油瀝青、膠帶類防腐層10cm2~50cm2
5干擾的識別與評價5.1干擾識別5.1.1宜通過干擾源調(diào)查與不少于24h的長時間測試來對管道所受動態(tài)雜散電流干擾進(jìn)行識別和評價。5.1.2在進(jìn)行管道受動態(tài)雜散電流干擾識別時應(yīng)綜合考慮但不限于以下因素:管地電位,管道與軌道交通系統(tǒng)的相對位置,走行軌對地的過渡電阻,土壤電阻率等;可利用管地電位與附近軌地電位、管軌電位、軌道交通系統(tǒng)運行狀態(tài)等因素的關(guān)聯(lián)性明確干擾源。5.1.3管道所受動態(tài)雜散電流干擾宜通過管地電位隨時間的變化規(guī)律與軌道交通系統(tǒng)運行狀況的對應(yīng)性來進(jìn)行識別;當(dāng)軌道交通系統(tǒng)運行期間,管地電位呈現(xiàn)周期性明顯波動,且軌道交通系統(tǒng)停運期間,管地電位基本無波動,可判斷為存在軌道交通系統(tǒng)雜散電流干擾。5.2干擾程度評判準(zhǔn)則5.2.1新建管道在設(shè)計階段,可采用管道擬經(jīng)路由兩側(cè)各20m范圍內(nèi)的地電位梯度判斷土壤中雜散電流的干擾程度,評判指標(biāo)應(yīng)符合表5.2.1的規(guī)定;當(dāng)干擾程度評判為中時,宜設(shè)計干擾防護措施;當(dāng)干擾程度評判為高時,應(yīng)設(shè)計干擾防護措施。表5.2.1動態(tài)直流雜散電流干擾程度地電位梯度評判指標(biāo)干擾程度低中高地電位梯度(mV/m)≤0.50.5~2.5≥2.55.2.2已建管道未施加陰極保護時,雜散電流干擾程度宜采用管道極化電位相對于該環(huán)境中管道自然腐蝕電位正向偏移超過20mV的時間比例進(jìn)行評判,評判指標(biāo)見表5.2.2。表5.2.2未施加陰極保護的管道雜散電流干擾程度評判指標(biāo)干擾程度等級低中高管道極化電位相對于自然腐蝕電位正向偏移大于20mV的時間比例≤5%5%~15%≥15%5.2.3已建管道施加陰極保護,只存在動態(tài)直流雜散電流干擾時,宜優(yōu)先采用腐蝕速率指標(biāo)進(jìn)行雜散電流干擾程度的評判,評判指標(biāo)見表5.2.3。表5.2.3動態(tài)直流雜散電流干擾程度腐蝕速率評判指標(biāo)干擾程度等級低中高平均腐蝕速率(mm/a)≤0.030.03~0.1≥0.15.2.4施加陰極保護的已建管道當(dāng)無法獲得腐蝕速率時,雜散電流干擾程度宜采用管道極化電位相對于該環(huán)境中管道最小陰極保護電位準(zhǔn)則正向偏移量及時間比例進(jìn)行評判,評判指標(biāo)應(yīng)符合表5.2.4的規(guī)定。表5.2.4已施加陰極保護的管道動態(tài)直流雜散電流干擾程度評判指標(biāo)干擾程度等級管道極化電位正于最小陰極保護電位準(zhǔn)則不同偏移量的時間比例備注正于最小陰極保護電位準(zhǔn)則的時間比例正于最小陰極保護電位準(zhǔn)則+50mV的時間比例正于最小陰極保護電位準(zhǔn)則+100mV的時間比例低≤10%≤5%≤1%同時滿足三個條件評價為低中10%~20%5%~15%1%~10%先對高、低風(fēng)險進(jìn)行評判,既不屬于低風(fēng)險,也不屬于高風(fēng)險的情況,評價為中高≥20%≥15%≥10%滿足其中一個或多個條件評價為高注:表5.2.4中的最小陰極保護電位準(zhǔn)則應(yīng)根據(jù)《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規(guī)范》GB/T21448-2017第4.4.2節(jié)中規(guī)定的最小陰極保護電位(管地極化電位)確定,對于碳鋼材料:1一般土壤或水環(huán)境,最小保護電位為-0.85V(相對于銅/飽和硫酸銅參比電極,以下電位均相對于該參比電極);2溫度高于60℃時,最小保護電位為-0.95V;3當(dāng)環(huán)境電阻率大于100Ω·m且小于1000Ω·m時,最小保護電位為-0.75V;4當(dāng)環(huán)境電阻率大于或等于1000Ω·m時,最小保護電位為-0.65V;5當(dāng)存在硫酸鹽還原菌(SRB)時,最小保護電位為-0.95V;5.2.5當(dāng)已建管道受雜散電流干擾程度評判為中時,宜采取干擾防護措施;當(dāng)干擾程度評判為高時,應(yīng)采取干擾防護措施;在動態(tài)直流雜散電流造成電位過負(fù)情況下,應(yīng)考慮交流干擾的影響,可參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬和合金的腐蝕交流腐蝕的測定防護準(zhǔn)則》GB/T40377進(jìn)行評判。
6干擾防護措施6.1一般規(guī)定6.1.1動態(tài)雜散電流干擾防護可通過軌道交通系統(tǒng)側(cè)控制雜散電流泄漏量和管道側(cè)施加防護措施(含聯(lián)合防護)來實現(xiàn)。6.1.2軌道交通系統(tǒng)側(cè)應(yīng)從源頭上控制雜散電流的泄漏,并限制其向軌道交通系統(tǒng)外部擴散。6.1.3管道側(cè)應(yīng)根據(jù)調(diào)查測試和評價的結(jié)果,綜合下列因素選擇適當(dāng)?shù)母蓴_防護措施:1干擾源具體位置及與管道的相互位置關(guān)系;2干擾的范圍與影響程度;3干擾極值位置,陽極區(qū)、陰極區(qū)和交變區(qū)的位置;4管道周圍地形、地貌、建構(gòu)筑物、土壤電阻率等環(huán)境因素;5管道外防腐層類型及絕緣性能;6管道絕緣裝置及絕緣性能;7管道已有干擾防護措施(包括陰極保護和絕緣裝置等)及防護效果。6.1.4對于已采用強制電流陰極保護的管道,應(yīng)優(yōu)先考慮發(fā)揮陰極保護系統(tǒng)的作用。當(dāng)通過調(diào)整現(xiàn)有陰極保護系統(tǒng)或新增陰極保護系統(tǒng)無法有效抑制干擾時,宜采取直接接地排流、強制接地排流、極性接地排流、分段絕緣、極性直接排流或其他防護措施。6.1.5對于已采取干擾防護措施的管道遭受新的動態(tài)雜散電流干擾時,應(yīng)優(yōu)先考慮利用現(xiàn)有防護措施;當(dāng)調(diào)整現(xiàn)有防護措施無法有效抑制干擾時,應(yīng)增加其他干擾防護措施。6.1.6干擾防護中使用的電纜應(yīng)具有足夠的截面,電纜的額定承載電流應(yīng)為設(shè)計排流電流量的1.5~2倍。干擾防護中使用的其他材料與設(shè)備設(shè)施的選取與敷設(shè)宜參照現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。6.1.7新建地鐵線路在規(guī)劃設(shè)計階段應(yīng)盡量避免管道與軌道交通系統(tǒng)近距離并行或交叉敷設(shè),當(dāng)無法避免時雙方應(yīng)協(xié)商確定可行的動態(tài)雜散電流防護方案。6.2軌道交通系統(tǒng)側(cè)干擾防護6.2.1軌道交通系統(tǒng)雜散電流防護原則應(yīng)為抑制雜散電流產(chǎn)生,并應(yīng)減少雜散電流向軌道交通系統(tǒng)外部擴散。選取的防護方案應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地鐵雜散電流腐蝕防護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ/T49中的相關(guān)要求。6.2.2軌道交通系統(tǒng)側(cè)應(yīng)至少通過以下措施控制雜散電流的泄漏量:1走行軌對結(jié)構(gòu)、對地應(yīng)保持良好絕緣。當(dāng)?shù)罔F采用防護工程方案二時,新建線路和運行期內(nèi)軌地過渡電阻均不應(yīng)小于150Ω·km;當(dāng)?shù)罔F采用防護工程方案三時,新建線路和運行期內(nèi)軌地過渡電阻均不應(yīng)小于15Ω·km;地鐵單線鋼軌24h或24h整數(shù)倍時間段內(nèi)流出的平均雜散電流值不應(yīng)大于2.5A/km;2適當(dāng)縮短牽引變電站間距;3走行軌應(yīng)在正線與車輛基地或停車場連接處設(shè)置絕緣軌縫,此處無機車運行時應(yīng)保持絕緣狀態(tài);4走行軌不得直接接地,不應(yīng)與無回流要求的其他系統(tǒng)有電氣連通,凡與走行軌相連的設(shè)備或裝置應(yīng)與接地的基礎(chǔ)或元件絕緣,并定期檢查。6.2.3軌道交通系統(tǒng)雜散電流防護工程應(yīng)在地鐵工程建設(shè)階段完成施工,并應(yīng)按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地鐵雜散電流腐蝕防護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ/T49要求進(jìn)行工程驗收檢驗,檢驗合格才能移交使用。6.3管道側(cè)干擾防護6.3.1管道側(cè)可采用的干擾防護措施包括排流保護、陰極保護、防腐層修復(fù)、分段絕緣等,宜根據(jù)實際情況參考表6.3.1采用一種或多種防護措施。6.3.2排流保護方式包括強制接地排流、極性接地排流和直接接地排流等,宜在被干擾埋地鋼質(zhì)管道上選取一點或多點作排流點,設(shè)置排流保護設(shè)施。表6.3.1管道側(cè)排流保護方式方式強制接地排流極性接地排流直接接地排流原理示意圖適用范圍適用于管道干擾程度高、陽極區(qū)不穩(wěn)定且有供電條件的場合適用于管道干擾程度較高、陽極區(qū)不穩(wěn)定的場合。適用于管道干擾程度較高、陽極區(qū)穩(wěn)定的場合6.3.3排流點的選擇宜通過現(xiàn)場排流試驗或數(shù)值模擬計算并綜合下述條件確定:1排流點處管地電位存在較大的正向偏移且正向偏移持續(xù)時間較長;2管道沿線存在多個干擾源時,應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的干擾源調(diào)查,排流點宜選擇影響最大的干擾源附近;3強制接地排流點應(yīng)考慮供電條件;4排流接地體埋設(shè)處的土壤電阻率應(yīng)較低;5排流點所在場地應(yīng)便于管理。6.3.4排流的電流量(排流量)宜通過現(xiàn)場排流試驗或數(shù)值模擬確定;不具備條件時,可參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50991中提供的方法確定。6.3.5排流防護系統(tǒng)應(yīng)與管道已有腐蝕防護系統(tǒng)綜合考慮。6.3.6排流區(qū)域應(yīng)設(shè)置排流測試裝置,測試裝置應(yīng)具備排流效果測試功能,并與排流系統(tǒng)同步實施。6.3.7管道采用強制接地排流防護時,應(yīng)符合下列規(guī)定:1排流地床宜設(shè)置在干擾嚴(yán)重區(qū)域,宜盡可能靠近干擾源;2控制系統(tǒng)宜具備自動調(diào)節(jié)功能;3干擾嚴(yán)重區(qū)域宜設(shè)實時遠(yuǎn)程監(jiān)測報警系統(tǒng);4地床材料宜選用高硅鑄鐵陽極或金屬氧化物陽極,材料性能符合現(xiàn)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。6.3.8管道采用極性接地排流或直接接地排流時,應(yīng)符合下列規(guī)定:1應(yīng)設(shè)置在被干擾管道的干擾較為嚴(yán)重的區(qū)段,宜根據(jù)緩解目標(biāo)來確定是否采用極性接地排流;2應(yīng)采用電位較負(fù)的鎂陽極或鋅陽極等材料作為接地體,材料性能應(yīng)符合國家現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼制管道陰極保護技術(shù)規(guī)范》GB/T21448的有關(guān)規(guī)定;3犧牲陽極排流床設(shè)計壽命宜不少于10年;4宜設(shè)置在土壤電阻率小的位置。6.3.10管道采用絕緣接頭或絕緣法蘭等絕緣裝置進(jìn)行管道分段絕緣時,應(yīng)符合下列規(guī)定:1對于采取其他干擾防護措施后無法有效緩解干擾的管段,可通過絕緣措施將其從整條管道中隔離出來,單獨采取針對性的防護措施;2新建管道臨近車輛段或車輛基地和車站的管段宜優(yōu)先考慮采用分段絕緣的防護措施;3對于分段絕緣的受干擾管道,宜優(yōu)先考慮增設(shè)強制接地排流站,必要時采取其他防護措施;4絕緣裝置宜防電涌保護器;5絕緣裝置位置宜設(shè)置測試裝置;6絕緣裝置性能應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《陰極保護管道的電絕緣標(biāo)準(zhǔn)》SY/T0086的有關(guān)規(guī)定;7應(yīng)對絕緣裝置兩端區(qū)域進(jìn)行測試評估,避免形成新的干擾點。6.4聯(lián)合防護措施6.4.1埋地鋼質(zhì)管道與軌道交通系統(tǒng)交叉處、埋地鋼質(zhì)管道與軌道交通系統(tǒng)水平間距小于50m位置、及埋地鋼質(zhì)管道與車輛段靠近位置,具備管軌電連接的區(qū)域,管軌兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置雜散電流防護的連接端子,宜采用極性直接排流。不具備管軌電連接的區(qū)域,管道側(cè)應(yīng)獨立設(shè)置排流系統(tǒng)。6.4.2埋地鋼質(zhì)管道采用極性直接排流防護時,應(yīng)符合下列規(guī)定:1極性直接排流防護系統(tǒng)在管道上的連接點應(yīng)選擇在被干擾管道的雜散電流流出風(fēng)險較高的位置;2排流用電纜截面不應(yīng)小于25mm2,排流用電纜各處接線端子連接完好;3管道排流系統(tǒng)各器件的額定電流應(yīng)為設(shè)計排流量的1.5~2倍,且不小于100A;4排流器的所有動接點應(yīng)能承受頻繁動作的沖擊,能適應(yīng)管軌電壓或管地電位的波動變化;5單向?qū)ㄑb置應(yīng)具有正向電阻小、反向擊穿電壓大的特點,反向擊穿電壓不小于2kV;6管道排流系統(tǒng)宜在保證管道排流效果的前提下限制排流量,限流電阻的阻值應(yīng)計算確定,無法準(zhǔn)確計算時,不宜小于2Ω,功率不小于10kW,有條件的場所宜設(shè)置可調(diào)電阻;7來自管道的排流電纜應(yīng)方便連接至軌道交通牽引變電站負(fù)母排處,并盡量靠近負(fù)母排。
7干擾防護效果測試與評定7.0.1干擾防護措施建成后,應(yīng)立即投入使用,并對防護效果進(jìn)行評定,測試評定內(nèi)容應(yīng)符合第4章表4.3.1的要求。7.0.2干擾防護效果測試應(yīng)符合下列規(guī)定:1測試點宜在干擾程度評估測試的測試點中選定,應(yīng)包括排流點、緩解程度較大的位置、緩解程度較小的位置、采取其他防護措施的位置、相鄰兩個排流點中間位置等具有代表性的點;2干擾防護效果測試的評定點一般不應(yīng)少于3處(不包括排流點)。當(dāng)干擾段較長、管道系統(tǒng)復(fù)雜且管地電位多變時,評定點不應(yīng)少于5處(不包括排流點);3持續(xù)測試時間應(yīng)不少于24h;7.0.3干擾防護措施效果評定應(yīng)符合本規(guī)程中第5.2.3、5.2.4節(jié)中的干擾程度的評判指標(biāo)要求。7.0.4當(dāng)干擾防護效果評定未達(dá)標(biāo)時,應(yīng)進(jìn)行干擾防護措施的調(diào)整,宜根據(jù)現(xiàn)場試驗或模擬計算確定調(diào)整方案,可綜合采用以下措施:1改變排流點位置(包括接至干擾源的連接點位置)或增設(shè)排流點及其設(shè)施;2調(diào)整各排流點的排流量;3調(diào)整陰極保護系統(tǒng)的控制電位或輸出電流;4利用單向?qū)ㄑb置對排流地床的電流方向進(jìn)行限定;5采用分段絕緣對關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行隔離防護;6對防腐層進(jìn)行修復(fù)、采用特殊設(shè)計(絕緣裝置)對關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行隔離防護;7其它被證實有效的方法。7.0.5干擾防護措施調(diào)整后,應(yīng)重新進(jìn)行干擾防護效果的測試與評定,直到達(dá)到指標(biāo)要求。7.0.6當(dāng)干擾源或者管道出現(xiàn)重大變化時,應(yīng)及時對干擾防護措施的防護效果重新進(jìn)行測試和評定。重大變化包括但不僅限于以下情況:1城市軌道交通線路在管道附近延伸、拆解、改線;2城市軌道交通系統(tǒng)新增直流牽引變電站、車輛基地及已有站擴容等;3城市軌道交通系統(tǒng)新增復(fù)線或改線等;4管道改線、絕緣接頭等相關(guān)附屬設(shè)施整改、線路陰極保護系統(tǒng)及排流裝置調(diào)整等。
8干擾防護系統(tǒng)的運行維護8.0.1干擾防護系統(tǒng)的運行維護宜包括定期測試、遠(yuǎn)程監(jiān)測、專項測試、維修和資料歸檔。8.0.2干擾防護系統(tǒng)的檢測宜與陰極保護系統(tǒng)的定期檢測合并進(jìn)行。年度檢測應(yīng)包括以下所有內(nèi)容,季度檢測應(yīng)包括:1,2,3,6,7。1管道通/斷電電位;2強制接地排流和極性接地排流系統(tǒng)排流器的工作狀態(tài);3強制接地排流系統(tǒng)的控制電位、輸出電壓和輸出電流;4極性接地排流和直接接地排流系統(tǒng)的排流電流;5排流接地體的開路電位、閉路電位、排流電流和接地電阻;6系統(tǒng)各電氣連接點的接觸情況。7系統(tǒng)各主要元器件的性能;8系統(tǒng)各指示儀表的準(zhǔn)確性;9干擾防護效果評定測試;10干擾環(huán)境調(diào)查。8.0.3在干擾嚴(yán)重區(qū)域設(shè)置的干擾防護系統(tǒng)宜使用遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置。遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)宜與現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)保持一致,并在檢測時進(jìn)行復(fù)核調(diào)整。8.0.4對于季度檢測和遠(yuǎn)程監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的電位正向偏移較大或電位的異常點或區(qū)域,年度檢測發(fā)現(xiàn)的干擾防護效果不足或干擾環(huán)境發(fā)生較大變化的區(qū)域,應(yīng)進(jìn)行專項測試。根據(jù)專項測試結(jié)果進(jìn)行干擾防護系統(tǒng)的調(diào)整/改造或補充/追加。8.0.5干擾防護系統(tǒng)的維修應(yīng)包括以下內(nèi)容:1更換失效的元器件;2對接觸不良的連接點應(yīng)進(jìn)行處理并重新連接牢固;3維修或更換失效的儀表;4降低排流接地體電阻。8.0.6當(dāng)干擾防護系統(tǒng)主要元器件進(jìn)行維修后,應(yīng)進(jìn)行干擾防護效果評定測試。8.0.7干擾防護系統(tǒng)的檢測、遠(yuǎn)程監(jiān)測、專項測試和維修記錄應(yīng)分類歸檔和保存。資料宜包括以下內(nèi)容:1季度檢測和年度檢測數(shù)據(jù)和記錄;2干擾防護系統(tǒng)調(diào)整/改造或補充/追加后測試的數(shù)據(jù)和記錄;3干擾防護系統(tǒng)主要元器件維修后測試的數(shù)據(jù)和記錄;9干擾源方的協(xié)調(diào)與配合工作(附則)9.0.1軌道交通方與管道方應(yīng)建立相互協(xié)作機制,明確負(fù)責(zé)人、聯(lián)系人、聯(lián)系方式和協(xié)作辦法,定期進(jìn)行雜散電流防護工作的數(shù)據(jù)交換和通報。9.0.2在役管道附近新建城市軌道交通系統(tǒng)時,軌道交通方宜在鄰近的正線、車輛基地、牽引變電站及具備條件的地方,預(yù)留管道排流裝置的空間、管道排流線纜與軌道連接端子、相應(yīng)的電源等,并在軌道交通工程設(shè)計階段開展管道的干擾影響評估,并應(yīng)根據(jù)評估結(jié)果確定在軌道交通系統(tǒng)和管道上采取的干擾防護措施。9.0.3已運行軌道交通附近管道明確受到軌道交通系統(tǒng)雜散電流干擾時,軌道交通方與管道方應(yīng)啟動協(xié)作機制,就雙方雜散電流干擾防護具體措施及其工作情況進(jìn)行溝通,分析雜散電流干擾來源及其影響,開展雜散電流干擾聯(lián)合測試和評估,并根據(jù)評估結(jié)果確定干擾防護措施。9.0.4管道排流裝置的安裝、調(diào)試、運行與維護階段,軌道交通方和管道方應(yīng)相互配合開展相關(guān)工作,保持排流裝置的正常工作。本規(guī)程用詞說明1為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時區(qū)別對待,對要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下:1)表示很嚴(yán)格,非這樣做不可的:正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴(yán)禁”;2)表示嚴(yán)格,在正常情況下均應(yīng)這樣做的:正面詞采用“應(yīng)”,反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”;3)表示允許稍有選擇,在條件允許時首先應(yīng)這樣做的:正面詞采用“宜”,反面詞采用“不宜”;4)表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的,采用“可”。2規(guī)程中指明應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時的寫法為:“應(yīng)符合……的有關(guān)規(guī)定”或“應(yīng)按……執(zhí)行”。中國土木工程學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)城市埋地鋼質(zhì)管道
動態(tài)雜散電流腐蝕防護技術(shù)規(guī)程TechnicalspecificationfordynamicstraycurrentcorrosionprotectionofurbanburiedsteelpipelinesT/CCESX-20XX條文說明1總則1.0.1城市軌道交通運行會在周圍環(huán)境中產(chǎn)生動態(tài)直流雜散電流,對周邊管道產(chǎn)生干擾影響,帶來腐蝕風(fēng)險。大量管道腐蝕失效案例說明,動態(tài)直流雜散電流干擾腐蝕穿孔在管道腐蝕失效事故中占相當(dāng)大的比例。為保證管道安全運行,城市軌道交通雜散電流對管道干擾測試評估及防護工作變得更加迫切和重要。編制本標(biāo)準(zhǔn)就是為了規(guī)范城市軌道交通系統(tǒng)動態(tài)直流雜散電流干擾測試、評價及防護技術(shù)要求,以現(xiàn)有的條件為基礎(chǔ),從工程實際出發(fā),達(dá)到控制動態(tài)直流雜散電流造成的管道腐蝕危害,保障管道安全運行的目的。1.0.3近年來,國內(nèi)交通、電力等部門為控制動態(tài)直流雜散電流干擾已先后制定了一些國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對相關(guān)設(shè)施減少動態(tài)直流雜散電流的泄漏及對管道的干擾影響提供了指導(dǎo)和依據(jù)。本條明確了城市軌道交通對埋地鋼質(zhì)管道造成雜散電流干擾測試、評價與防護工作應(yīng)遵照執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn),同時尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)定。國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括GB50991,GB/T21448,GB/T21447,GB/T40377,SY/T0029及SY/T0087.6等。2術(shù)語2.1參考城市軌道交通設(shè)計規(guī)范DB11/995-2013術(shù)語描述。2.2~2.8,2.10,2.11,2.15~2.22參考了GB50991-2014及DG/TJ08-2302-2019,并依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的使用場合進(jìn)行了補充和部分修改完善。2.9,2.12~2.14參考了GB50157-2013、CJJ49-2020、DB11/995-2013及DG/TJ08-2302中有關(guān)軌道側(cè)術(shù)語的規(guī)定。2.16強制接地排流類似于外加電流陰極保護原理,電源設(shè)備的響應(yīng)速度要求達(dá)到秒級,同時抗干擾強度高于一般的陰極保護電源裝置。3基本規(guī)定3.0.2對管道造成動態(tài)直流雜散電流影響的城市軌道交通方,是指城市軌道交通產(chǎn)權(quán)單位或運營單位。從源頭控制動態(tài)直流雜散電流是管道干擾防護最有效的措施。對管道造成直流干擾的干擾源方,應(yīng)從國民經(jīng)濟發(fā)展和安全環(huán)保大局出發(fā),積極采取相關(guān)措施減輕動態(tài)直流雜散電流對外部設(shè)施的干擾影響。例如,電氣化鐵路可通過降低鐵軌接頭電阻、提高鐵軌對大地的絕緣程度、適當(dāng)縮小供電區(qū)間范圍等措施減少動態(tài)直流雜散電流的泄漏。此外,管道方的干擾防護工作離不開干擾源方的支持和配合;例如,干擾的調(diào)查測試工作往往需要對干擾源進(jìn)行調(diào)查和測試,這就需要干擾源產(chǎn)權(quán)或運營單位幫助供相關(guān)信息,幫助選擇干擾源側(cè)的測試點并在測試過程中進(jìn)行安全監(jiān)護。在防護措施的實施過程中,也需要干擾源產(chǎn)權(quán)或運營單位的積極參與和配合,才能安全、順利地實現(xiàn)干擾防護目標(biāo)。3.0.3動態(tài)直流雜散電流干擾影響具有如下特點:干擾影響廣,往往是地域性的,即在某一干擾地區(qū),所有的埋地金屬構(gòu)筑物均會受到干擾影響;干擾影響的分布和狀態(tài)復(fù)雜多變。對于理地金屬管道,復(fù)雜多變較為突出,其干擾影響在位置(管道長度方向)分布、時間分布上都存在較大的差異,往往沒有固定的規(guī)律,只是大體上的趨同;干擾影響具有交互作用。一個被干擾體往往也是另一個埋地金屬構(gòu)筑物的干擾源,特別是某一被干擾體單獨采取防護措施時,對其他埋地金屬構(gòu)筑物所造成的干擾通常是不能忽視的。反之,其他埋地金屬構(gòu)筑物也會對某一特定的被干擾體造成影響;在干擾防護上沒有一個普遍適用的方法。例如,排流法雖然是主要的有效方法,但是如果沒有其他輔助性的方法與之配合使用,其排流效果也會受到較大的影響。鑒于上述特點,單靠被干擾管道方采取措施往往難以收到滿意的干擾防護效果,需要被干擾方,干擾源方及其他相關(guān)方組成防干擾協(xié)調(diào)機構(gòu),相互配合,共同采取行動,按照統(tǒng)一測試和評價,協(xié)調(diào)設(shè)計干擾防護措施并分別實施和管理的原則開展工作。本條對此作了原則性的規(guī)定。3.0.4通過對干擾的調(diào)查和測試結(jié)果的分析,可以明確干擾是否存在,了解干擾的嚴(yán)重程度,并根據(jù)干擾程度及實施條件參照本標(biāo)準(zhǔn)第6章采取直接接地排流、極性接地排流、強制接地排流等防護措施。3.0.5許多干擾防護措施對被防護管道以外的鄰近埋地金屬構(gòu)筑物會產(chǎn)生程度不同的干擾影響,例如排流法會對排流地床附近的其他管道造成新的干擾影響。對于這種干擾影響加以限制才能避免干擾的擴展和轉(zhuǎn)移,最大限度減少干擾對各類設(shè)施的危害。當(dāng)采取限制措施后仍不能消除這種干擾影響時,將受到影響的其他埋地金屬構(gòu)筑物納入擬定的干擾防護系統(tǒng),實施共同防護則是一個較好的方法。所謂共同防護包括兩個方面的含義,其一是將處于同一干擾環(huán)境或區(qū)域的不同被干擾系統(tǒng)作為一個防護系統(tǒng)共同采取防護措施;其二是將明確受到某一防護系統(tǒng)干擾的其他系統(tǒng)納入該防護系統(tǒng)中共同防護。在受雜散電流干擾的區(qū)域如果存在多條燃?xì)夤艿?,為了避免干擾防護系統(tǒng)對目標(biāo)管線外其他管道的干擾,需要開展多條燃?xì)夤艿绖討B(tài)直流雜散電流干擾的綜合評價及聯(lián)合防護。3.0.6使用干擾參數(shù)或腐蝕速率測試探頭或檢查片可以幫助了解無干擾時的自然電位,也可以測試不包含IR降的管地電位,利用試片還可以測試腐蝕失重速率,這對于干擾狀況和防護效果的準(zhǔn)確評價都非常重要。3.0.7近年來國內(nèi)外交流腐蝕研究表明直流參數(shù)會對交流腐蝕產(chǎn)生較大影響,在管地電位偏正或偏負(fù),直流電流密度偏小或偏大情況下均存在交流腐蝕風(fēng)險,因此同時存在直流干擾和交流干擾時,需要綜合考慮交直流參數(shù)的影響,具體可依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T40377-2021《金屬和合金的腐蝕交流腐蝕的測定防護準(zhǔn)則》及石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0087.6-2021《鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕評價標(biāo)準(zhǔn)第6部分:埋地鋼質(zhì)管道交流干擾腐蝕評價》進(jìn)行評判。4現(xiàn)場調(diào)查與測試4.1一般規(guī)定4.1.2干擾范圍包括了管道和軌道交通系統(tǒng),二者均需要調(diào)查與測試。雜散電流干擾區(qū)域廣且軌道交通系統(tǒng)實際運行狀態(tài)對測試結(jié)果有影響,需在現(xiàn)場測試工作開展前進(jìn)行確認(rèn)。4.1.5動態(tài)直流雜散電流干擾測試點,需要根據(jù)管道與城市軌道交通系統(tǒng)交叉或并行情況進(jìn)行設(shè)置,可以為永久性測試點,也可以是臨時設(shè)置的測試點:在管道與多個地鐵同時交叉時,可在各個交叉點位置均設(shè)置測試點,測試點間距,不宜大于500m。根據(jù)近年來相關(guān)研究成果和現(xiàn)場調(diào)查的數(shù)據(jù),軌道交通系統(tǒng)距離埋地鋼質(zhì)管道越近,管地電位波動越大,軌道交通系統(tǒng)影響明顯,其中軌道交通的鐵軌、軌道交通系統(tǒng)車站和車輛檢修基地為地鐵雜散電流干擾的主要來源。軌道交通系統(tǒng)線路與管道交叉時,地鐵雜散電流可能通過鐵軌泄漏,流入管道。軌道交通系統(tǒng)的車站內(nèi)為了保證軌道對地電壓在安全范圍內(nèi),在鐵軌和地鐵接地網(wǎng)直接設(shè)置有鋼軌電位限制器,在鋼軌電位限制器閉鎖時,地鐵雜散電流會通過地鐵站的接地網(wǎng)流入流出,因此車站是地鐵雜散電流流入流出的一個主要源頭之一。軌道交通系統(tǒng)的車輛基地為了保證檢修人員安全,會將檢修基地的鐵軌接地,因此檢修基地也是地鐵雜散電流泄漏的一個主要源頭之一。SY/T5919-2009中5.4.3條認(rèn)為干擾源距離管道50米以內(nèi),干擾程度嚴(yán)重。本標(biāo)準(zhǔn)提出主動防護理念,為主動防護措施提供測試條件,當(dāng)軌道交通系統(tǒng)采用專用回流軌供電方式時,對外界雜散電流干擾可能降低,因此在與采用專用回流軌供電的軌道交通系統(tǒng)交叉并行時,監(jiān)測裝置的設(shè)置間距可以適當(dāng)放寬。4.3運行階段現(xiàn)場調(diào)查與測試4.3.1表4.3.1的規(guī)定是根據(jù)一般規(guī)律提出的,由于各項調(diào)查和測試項目的重要程度往往隨著干擾源和被干擾體的情況及干擾的具體情況的不同而變化,同一個測試項目在某一特定的場合中可能是必須進(jìn)行的,而且另外的場合可能就毫無意義或無須測試,因此允許靈活運用,但表中應(yīng)進(jìn)行的項目除外。在進(jìn)行干擾程度測試時,可通過同步監(jiān)測不同時刻,管道電位的正負(fù)向偏移情況,分析雜散電流流入流出的規(guī)律,為采取干擾防護措施提供數(shù)據(jù)支撐。4.3.3持續(xù)測試時間、讀數(shù)時間間隔和測試點的間距等規(guī)定符合標(biāo)準(zhǔn)GB50991-2014的相關(guān)要求并結(jié)合近年來我國的干擾防護工程實踐提出的,實際工作中采用專用的數(shù)據(jù)記錄儀來完成。根據(jù)初步測試的結(jié)果判定管道是否存在地鐵雜散電流干擾,對應(yīng)管道的管地電位波動在300mV以上,初步判定為雜散電流干擾嚴(yán)重,宜進(jìn)行詳細(xì)測試。4.3.7當(dāng)雜散電流干擾程度為低時,用于評估陰極保護有效性的檢查片面積參考SY/T0029-2012選取,選取較大面積檢查片評估的陰極保護效果要比小面積檢查片評估結(jié)果差,即選取的檢查片面積越大,評估的結(jié)果越保守,根據(jù)不同的防腐層類型,建議選取不同面積的檢查片,3PE的防腐層,建議選取6.5cm2,石油瀝青的防腐層,建議選取50cm2。但當(dāng)對雜散電流腐蝕危害進(jìn)行評估時,現(xiàn)場試驗表明,檢查片面積越小腐蝕風(fēng)險越高,即選取的檢查片面積越小,評估的結(jié)果越保守,因此規(guī)定當(dāng)對雜散電流干擾程度進(jìn)行評估時,檢查片面積宜選用1cm2。5干擾的識別與評價5.1干擾識別5.1.1由于管道所受城市軌道交通系統(tǒng)雜散電流干擾為動態(tài)干擾,其管地電位的24h監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)典型的波動特征,同時動態(tài)的時間累積效果又會影響到腐蝕程度的評判,因此干擾的識別與評判都需要長時間的測試,同時還需要結(jié)合干擾源的調(diào)查來開展。5.1.2管道受軌道交通系統(tǒng)雜散電流干擾的影響因素很多,包括管道與軌道交通系統(tǒng)的相對位置,走行軌對地過渡電阻,土壤電阻率,管道的陰極保護水平等,需要重點關(guān)注的管道與軌道交通系統(tǒng)相對位置包括:(1)管道與軌交線路交叉處;(2)管道與軌交線路正線并行且距離較近處;(3)管道臨近車輛基地處。一般情況下走行軌對地過渡電阻越小,由走行軌泄漏到土壤中的雜散電流會越大。管道是否施加了陰極保護及陰極保護的水平會直接影響其在軌交雜散電流干擾下的腐蝕程度,在腐蝕程度評價指標(biāo)部分需要考慮二者的影響;當(dāng)測試的管地電位沿時間分布不能明確為軌道交通系統(tǒng)雜散電流干擾,或者受多條軌道交通線路影響需要分析影響的主次時,已通過多次的現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)證明用管地電位與附近軌地電位、車輛運行時刻上的關(guān)聯(lián)性可明確干擾源。5.1.3大量現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)顯示,在軌道交通系統(tǒng)雜散電流干擾下,管道管地電位呈現(xiàn)典型的動態(tài)波動特征,如圖5.1.3所示,在受軌道交通系統(tǒng)雜散電流干擾宜通過管地電位隨時間的變化與車輛運行狀況的對應(yīng)性來進(jìn)行識別,當(dāng)車輛運行期間,管地電位呈現(xiàn)周期為0~300s的明顯波動,車輛停運期間,管地電位基本無波動,可判斷為存在軌交雜散電流干擾;圖5.1.3受軌道交通系統(tǒng)雜散電流干擾管道管地電位24小時圖譜5.2干擾程度評判準(zhǔn)則5.2.1在新建管道工程設(shè)計階段,無法通過測試管道電位評價干擾情況,但可以通過測試管道所經(jīng)路由的地電位梯度來了解土壤中的動態(tài)直流雜散電流情況,雖然這時得到的情況與管道敷設(shè)后的情況往往會存在一定差異,但仍能幫助我們了解現(xiàn)存的動態(tài)直流雜散電流強度及來源。日本《電蝕、土壤腐蝕手冊》推薦的地電位梯度與動態(tài)直流雜散電流強弱的關(guān)系見表5.2.1。當(dāng)發(fā)現(xiàn)管道所經(jīng)路由的地電位梯度超過一定限值時(本標(biāo)準(zhǔn)中此限值采用表5.2.1中規(guī)定的“一般”程度上限的中值,即2.5mV/m),管道敷設(shè)后受到直流干擾影響的可能性大為增加,因此條文中規(guī)定此時應(yīng)評估管道敷設(shè)后可能受到的直流干擾影響,并應(yīng)根據(jù)評估結(jié)果預(yù)設(shè)干擾防護措施。表5.2.1地電位梯度與動態(tài)直流雜散電流強弱對應(yīng)表地電位梯度(mV/m)雜散電流的強弱<0.5弱0.5~5一般>5強地電位梯度在管道所經(jīng)路由兩側(cè)的一定范圍內(nèi)測試才有意義,條文中根據(jù)地電位梯度分布規(guī)律和以往工程經(jīng)驗,明確了地電位梯度采用管道擬經(jīng)路由兩側(cè)各20m范圍內(nèi)的測試數(shù)據(jù),測試地電位梯度的平均值。5.2.2未實施陰極保護的管道受雜散電流干擾腐蝕風(fēng)險評判指標(biāo)是基于現(xiàn)場腐蝕試片試驗和實驗室模擬實驗數(shù)據(jù)確定。近年來,標(biāo)準(zhǔn)編寫組在遭受城市軌道交通動態(tài)直流干擾的管道上埋設(shè)了腐蝕試片,其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)來自于沒有施加陰極保護的管道上,同時通過室內(nèi)模擬實驗考察了管線鋼在自然腐蝕狀態(tài)下遭受動態(tài)直流干擾后的腐蝕速率變化規(guī)律,分析了消除IR降的試片極化電位相對于沒有遭受干擾時同一環(huán)境中的自然腐蝕電位正向偏移超過20mV的比例與腐蝕速率之間的相關(guān)性,結(jié)果如附圖5.0.3所示,部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)表于論文《CorrosionBehaviorofBuriedPipelineunderDynamicDCStrayCurrentInterference》NACECORROISON2019-13203中,用于評估的自然腐蝕電位為不存在動態(tài)直流干擾時的電位穩(wěn)定值,自然腐蝕電位現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)取夜間城市軌道交通系統(tǒng)停運后的電位穩(wěn)定值。附圖5.2.2未施加陰極保護的管道在雜散電流干擾下腐蝕速率與極化電位相對于自腐蝕電位正向偏移超過20mV的時間比例管地電位偏移比例的測試方法是采用數(shù)據(jù)記錄儀及試片對試片的24h通、斷電電位進(jìn)行測試,取夜間不波動的數(shù)據(jù)作為試片自然腐蝕電位,之后對試片斷電電位的24h測試數(shù)據(jù)與夜間自然電位的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,統(tǒng)計電位正向偏移超過20mV的比例。5.2.3腐蝕速率是評估腐蝕風(fēng)險最直接的指標(biāo),可通過試片、ER腐蝕探頭、在線檢測設(shè)備或其它已證明有效的檢測方法測試獲得。國內(nèi)外陰極保護相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如ISO15589-1:2015,GB/T21448-2017及GB/T21447-2018等采用0.01mm/a作為陰極保護下低腐蝕風(fēng)險的指標(biāo),而NACE0169-2013采用0.0254mm/a(1mil/a)作為陰極保護下低腐蝕風(fēng)險指標(biāo)。本標(biāo)準(zhǔn)此處采用的腐蝕速率分級指標(biāo)是基于近年來多個現(xiàn)場測試及實驗室獲得的腐蝕速率數(shù)據(jù)確定(部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)表于論文《CorrosionBehaviorofBuriedPipelineunderDynamicDCStrayCurrentInterference》NACECORROISON2019-13203),本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定腐蝕速率低于0.03mm/a作為低腐蝕風(fēng)險的指標(biāo),主要基于現(xiàn)場腐蝕試片埋設(shè)試驗和實驗室模擬實驗結(jié)果確定。在20多個區(qū)域的實際埋地管道附近埋設(shè)了300余組腐蝕試片,一部分腐蝕試片不與管道電連接,用于獲取在所埋設(shè)環(huán)境中的自然腐蝕速率;還有一部分腐蝕試片與埋地管道通過測試樁進(jìn)行電連接,用于模擬管道外防腐層缺陷漏點,受到陰極保護或動態(tài)直流雜散電流干擾。在試片埋設(shè)過程中,通過數(shù)據(jù)記錄儀連續(xù)采集試片的通、斷電電位數(shù)據(jù),在埋設(shè)6~12個月后對試片進(jìn)行開挖,通過腐蝕失重法獲得腐蝕速率數(shù)據(jù)。實驗室實驗是通過模擬實驗控制試樣陰極保護電位滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,通過失重測試獲得腐蝕速率數(shù)據(jù)。對于陰極保護效果良好,受外界干擾試片極化電位波動幅度很小,且在整個埋設(shè)期間,試片極化電位均滿足GB/T21448中最小保護電位準(zhǔn)則的試片腐蝕速率如表5.2.3所示,腐蝕速率數(shù)值分布在0.001~0.03mm/a之間,在60組腐蝕速率數(shù)據(jù)中,其中58組數(shù)據(jù)低于0.03mm/a,滿足的比例超過96%;同時49組超出了0.01mm/a的數(shù)值,不滿足低于0.01mm/a的比例超過82%,這是由于在如此低的腐蝕速率條件下,采用失重或其它方法評估腐蝕速率時存在一定的測量誤差,故考慮到實際腐蝕速率評估的可操作性,此處選取了低于0.03mm/a作為低腐蝕風(fēng)險的指標(biāo)。同時在雜散電流干擾下的腐蝕試片腐蝕速率數(shù)據(jù)顯示,在存在較為明顯的動態(tài)直流雜散電流干擾時的腐蝕速率分布在0.1mm/y~0.5mm/y之間(見附圖5.2.4),故選取了0.1mm/y作為高腐蝕風(fēng)險的指標(biāo),而介于0.03與0.1mm/y之間的腐蝕速率作為中腐蝕風(fēng)險指標(biāo)。表5.2.3在陰極保護極化電位滿足GB/T21448標(biāo)準(zhǔn)要求下現(xiàn)場及實驗室腐蝕速率數(shù)據(jù)(條件:陰極保護極化電位始終處于-0.85VCSE~-1.2VCSE范圍內(nèi))數(shù)據(jù)標(biāo)號腐蝕速率(mm/a)數(shù)據(jù)來源10.023現(xiàn)場腐蝕試片試驗20.024現(xiàn)場腐蝕試片試驗30.014現(xiàn)場腐蝕試片試驗40.021現(xiàn)場腐蝕試片試驗50.023現(xiàn)場腐蝕試片試驗60.019現(xiàn)場腐蝕試片試驗70.022現(xiàn)場腐蝕試片試驗80.026現(xiàn)場腐蝕試片試驗90.014現(xiàn)場腐蝕試片試驗100.017現(xiàn)場腐蝕試片試驗110.018現(xiàn)場腐蝕試片試驗120.008現(xiàn)場腐蝕試片試驗130.015現(xiàn)場腐蝕試片試驗140.014現(xiàn)場腐蝕試片試驗150.011現(xiàn)場腐蝕試片試驗160.017現(xiàn)場腐蝕試片試驗170.017現(xiàn)場腐蝕試片試驗180.021現(xiàn)場腐蝕試片試驗190.026現(xiàn)場腐蝕試片試驗200.010現(xiàn)場腐蝕試片試驗210.014現(xiàn)場腐蝕試片試驗220.014現(xiàn)場腐蝕試片試驗230.011現(xiàn)場腐蝕試片試驗240.012現(xiàn)場腐蝕試片試驗250.014現(xiàn)場腐蝕試片試驗260.008現(xiàn)場腐蝕試片試驗270.012現(xiàn)場腐蝕試片試驗280.005現(xiàn)場腐蝕試片試驗290.014現(xiàn)場腐蝕試片試驗300.012現(xiàn)場腐蝕試片試驗310.004現(xiàn)場腐蝕試片試驗320.012現(xiàn)場腐蝕試片試驗330.012現(xiàn)場腐蝕試片試驗340.010現(xiàn)場腐蝕試片試驗350.012現(xiàn)場腐蝕試片試驗360.001現(xiàn)場腐蝕試片試驗370.002現(xiàn)場腐蝕試片試驗380.003現(xiàn)場腐蝕試片試驗390.012現(xiàn)場腐蝕試片試驗400.020現(xiàn)場腐蝕試片試驗410.001現(xiàn)場腐蝕試片試驗420.006現(xiàn)場腐蝕試片試驗430.012現(xiàn)場腐蝕試片試驗440.021現(xiàn)場腐蝕試片試驗450.017實驗室模擬實驗460.013實驗室模擬實驗470.017實驗室模擬實驗480.013實驗室模擬實驗490.017實驗室模擬實驗500.020實驗室模擬實驗510.013實驗室模擬實驗520.012實驗室模擬實驗530.010實驗室模擬實驗540.019實驗室模擬實驗550.019實驗室模擬實驗560.011實驗室模擬實驗570.025實驗室模擬實驗580.020實驗室模擬實驗590.011實驗室模擬實驗600.019實驗室模擬實驗5.2.4已施加陰極保護的管道受城市軌道交通系統(tǒng)動態(tài)直流雜散電流干擾腐蝕風(fēng)險評判指標(biāo)是基于現(xiàn)場腐蝕試片試驗和實驗室模擬實驗數(shù)據(jù)確定。近年來,標(biāo)準(zhǔn)編寫組在遭受城市軌道交通系統(tǒng)動態(tài)直流干擾的管道現(xiàn)場埋設(shè)了腐蝕試片,同時開展了動態(tài)直流干擾下的實驗室腐蝕模擬,在現(xiàn)場及實驗室實驗中連續(xù)監(jiān)測了腐蝕試片消除IR降的極化電位在動態(tài)直流干擾下的變化規(guī)律,通過腐蝕失重法獲得了在不同動態(tài)直流干擾條件下的腐蝕速率數(shù)據(jù),將消除IR降的極化電位相對于陰極保護準(zhǔn)則正向偏移量及時間比例與腐蝕速率進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果如附圖5.0.4(a)~(c)所示,部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)表于論文《CorrosionBehaviorofBuriedPipelineunderDynamicDCStrayCurrentInterference》NACECORROISON2019-13203中。附圖5.2.4(a)~(c)已施加陰極保護的管道動態(tài)直流雜散電流干擾腐蝕速率與極化電位偏移陰極保護電位準(zhǔn)則的時間比例管地電位偏移比例的測試方法是采用數(shù)據(jù)記錄儀及試片對試片的24h通、斷電電位進(jìn)行測試,之后對試片斷電電位的24h測試數(shù)據(jù)與陰極保護最小保護電位準(zhǔn)則進(jìn)行對比,統(tǒng)計電位正向偏移的比例。6干擾防護方案設(shè)計6.1一般規(guī)定6.1.2本條為原則性規(guī)定。在干擾源頭采取控制措施,往往會有事半功倍的效果?,F(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ/T49-2020中3.0.2條的有關(guān)規(guī)定:應(yīng)將預(yù)防與治理地鐵直流牽引系統(tǒng)回流電流的泄漏作為防護工程的根本,并應(yīng)使其產(chǎn)生的雜散電流減小至最低限度。應(yīng)限制雜散電流向地鐵外部擴散。6.1.3參照GB50991-2014中6.1.1條內(nèi)容和DG/TJ08-2302-2019中6.1.3內(nèi)容。增加了干擾極值位置的考慮因素,其原因是干擾極值位置的確定對于干擾防護措施設(shè)置點有非常重要的影響??紤]到構(gòu)建物的存在對干擾防護方案的制定有非常重要的影響(尤其是城市燃?xì)夤艿溃颂幵黾恿私?gòu)筑物的考慮因素。分段絕緣方法在燃?xì)夤艿乐袘?yīng)用效果良好,在此處增加“管道絕緣裝置及絕緣性能”。6.1.6電纜應(yīng)采用銅芯電纜,參照GB/T21448-2017中8.5.2.1內(nèi)容,電纜截面不宜小于16mm2。防護措施使用的其他材料與設(shè)備設(shè)施等可參照該標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。6.2軌道交通系統(tǒng)側(cè)干擾防護6.2.1雜散電流應(yīng)從源頭上控制才是根本。根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ/T49中4.2.2內(nèi)容,根據(jù)回流導(dǎo)體的類型即專用軌或走形軌,為專用軌設(shè)置了系統(tǒng)性絕緣防護方案一,為走行軌設(shè)置了加強絕緣+監(jiān)測的防護方案二或絕緣+監(jiān)測+排流的防護方案三,各方案均有詳細(xì)的規(guī)定。從理論上講,采用方案一是最佳的,對于新建軌可以考慮方案二。對于采用方案二和方案三的情況,應(yīng)首先確保設(shè)計滿足要求,且實際運行時仍然能保持較高的要求。6.2.2從理論上講,以走行軌回流的軌道交通系統(tǒng),雜散電流的泄漏通道包括正線軌道、車輛段軌道和可能導(dǎo)通的接地系統(tǒng)等,分別從1、3和4條對此進(jìn)行規(guī)定有利于控制雜散電流的泄漏量,其中在第4條中,“接地”中指軌道交通系統(tǒng)內(nèi)安全、防雷等接地,不包含受干擾的埋地管道,即走行軌不得直接與軌道交通系統(tǒng)內(nèi)安全等接地相連,需要增加單向?qū)ㄑb置,且需確保其有效性。在上述因素一定的情況下,適當(dāng)縮短牽引變電站間距也能夠降低雜散電流泄漏量。6.2.3要求軌道交通系統(tǒng)雜散電流防護工程應(yīng)在軌道交通建設(shè)期內(nèi)同步建成,并驗收合格,滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,以確保雜散電流得到合理控制。6.3管道側(cè)干擾防護6.3.4排流量過大則易引起管道側(cè)管地電位過負(fù),排流量過小則效果不明顯。應(yīng)制造測試條件采用現(xiàn)場排流試驗的測試結(jié)果確定電流量。6.3.5排流系統(tǒng)是為排雜散電流而設(shè),在無干擾即軌道交通系統(tǒng)停運時不應(yīng)導(dǎo)致原有腐蝕防護系統(tǒng)不達(dá)標(biāo)。6.3.6由于軌道交通系統(tǒng)雜散電流的時變性,排流量和排流效果也處于時刻變化中,有必要跟蹤排流量及防護效果,為防護效果評價、防護措施的正常運行和優(yōu)化調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。6.3.7當(dāng)干擾水平較高時,推薦采用工作原理與外加電流系統(tǒng)相近的強制接地排流防護干擾,不一定提供陰極保護。當(dāng)管道附近土壤電阻率較高或者排流量較大而軌道交通系統(tǒng)無法提供連接端子而不能采用極性直接排流時,可采用強制接地排流??刂葡到y(tǒng)宜具備的自動調(diào)節(jié)功能除了常規(guī)恒電位儀具備的自動調(diào)節(jié)功能外,還包括啟停時間(與受軌道交通系統(tǒng)側(cè)雜散電流干擾時間相匹配)、反饋頻率(匹配雜散電流的波動頻率)等。6.3.9對于受干擾的管道,當(dāng)外檢測發(fā)現(xiàn)防腐層破損點時,宜先開展雜散電流干擾專項評價,當(dāng)評價結(jié)果顯示干擾程度等級為低時,應(yīng)及時修復(fù)防腐層;當(dāng)評價結(jié)果顯示干擾程度等級為中或高,宜待采取有效防護措施后再修復(fù)防腐層。防腐層修復(fù)時應(yīng)采用加強級防腐。6.
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