(高清版)GB∕T 37575-2019 埋地接地體陰極保護(hù)技術(shù)

ICS25.220.99A29埋地接地體陰極保護(hù)技術(shù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T37575—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC381)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：沈陽(yáng)中科腐蝕控制工程技術(shù)中心、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、中蝕國(guó)際腐蝕控制工程技術(shù)研究院(北京)有限公司、沈陽(yáng)中科腐蝕控制工程技術(shù)有限公司、浙江鈺烯腐蝕控制股份有限公司、西安泰金工業(yè)電化學(xué)技術(shù)有限公司、中國(guó)1GB/T37575—2019埋地接地體陰極保護(hù)技術(shù)本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建和已建接地體結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T21448埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范GB/T33373防腐蝕電化學(xué)保護(hù)術(shù)語(yǔ)GB50058爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50698埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0017埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ISO15589.1石油、石化和天然氣工業(yè)管線系統(tǒng)的陰極保護(hù)第1部分：陸地管線(Petroleum,petrochemicalandnaturalgasindustries—Cathodicprotectionofpipelinesystems—Part1:On-landpipelines)NACERP0572外加電流深地床的設(shè)計(jì)、安裝、操作與維護(hù)(Design,installation,operation,andmaintenanceofimpressedcurrentdeepgroundbeds)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T33373界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1埋入地下并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體。3.2由垂直和水平接地體組成的具有泄流和均壓作用的網(wǎng)狀接地裝置。3.3無(wú)IR(即流經(jīng)陰極保護(hù)回路的電流I與該回路中被保護(hù)體至電極間電解質(zhì)電阻R的乘積)降的陰4符號(hào)和縮略語(yǔ)下列符號(hào)和縮略語(yǔ)適用于本文件。2GB/T37575—2019Ept:不包含IR降的保護(hù)電位門檻值(ProtectionPotentialThresholdValue),相當(dāng)于ISO15589.1中的E。CSE:銅-飽和硫酸銅參比電極(Copper-SaturatedCopperSulphateReferenceElectrode)SRB:硫酸鹽還原菌(SulphateReducingBacteria)5陰極保護(hù)必要性的確定5.1基礎(chǔ)資料的收集在確定接地體陰極保護(hù)必要性之前，應(yīng)收集下列資料：b)接地體布設(shè)的方式和區(qū)域；c)氣候條件、地形地貌和土壤性質(zhì)等；d)接地體相對(duì)于其他設(shè)備的位置；e)臨近設(shè)施已有的陰極保護(hù)狀況；f)接地體周圍雜散電流的影響；g)已建接地體的維護(hù)、檢修記錄。5.2腐蝕性的評(píng)估在準(zhǔn)備實(shí)施陰極保護(hù)前，評(píng)估接地體的腐蝕可能性，通常包括以下內(nèi)容：a)調(diào)查埋地接地體或同種材料在類似環(huán)境中的腐蝕情況，評(píng)估可能的腐蝕性；b)測(cè)量埋地接地體周圍土壤的電阻率等多種理化性質(zhì)；c)埋設(shè)與埋地接地體相同材料的試片，進(jìn)行電化學(xué)等測(cè)試，評(píng)估接地體材料的腐蝕性；d)對(duì)于已建的埋地接地體，進(jìn)行外觀聲學(xué)等檢測(cè)，記錄下接地體的狀況，取得有關(guān)腐蝕的數(shù)據(jù)；e)分析已建埋地接地體已有的腐蝕檢查記錄。5.3其他當(dāng)腐蝕性評(píng)價(jià)證明腐蝕會(huì)危及埋地接地體的安全運(yùn)行，加之其他方面的綜合考慮，確認(rèn)需要陰極保6陰極保護(hù)準(zhǔn)則6.1接地體的陰極保護(hù)電位(即相對(duì)于周圍電解質(zhì)的陰極極化電位，下同)應(yīng)達(dá)到表1的Ep(CSE)或更負(fù)。6.2如果6.1的準(zhǔn)則難以實(shí)現(xiàn)，可以采用接地體相對(duì)于周圍電解質(zhì)的電位在實(shí)施陰極保護(hù)后的陰極偏移不少于100mV的判據(jù)。在下列情況下，應(yīng)避免使用陰極偏移100mV的判據(jù)：a)運(yùn)行溫度高于40℃時(shí)；b)土壤中含有SRB;c)可能存在干擾電流時(shí)；d)存在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)時(shí)；e)在接地體包含或連接到不同金屬材料構(gòu)件。6.3接地體陰極保護(hù)的最負(fù)電位(或稱極限電位)應(yīng)依據(jù)ISO15589.1,由試驗(yàn)進(jìn)行確定或由文件加以說(shuō)明。3GB/T37575—2019表1常見(jiàn)金屬材料在土壤和水(非海水)中的Ept(CSE)金屬或合金環(huán)境條件碳鋼、低合金鋼和鑄鐵—0.75乏氧且具有SRB腐蝕風(fēng)險(xiǎn)時(shí)銅環(huán)境溫度下的土壤和水鍍鋅鋼7陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.1一般原則7.1.1接地體陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足第6章要求，并確保在系統(tǒng)的預(yù)期壽命期限內(nèi)可靠運(yùn)行。7.1.2接地體的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)由具有相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員或防腐專家進(jìn)行。7.2陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的7.2.1應(yīng)向接地體施加足夠的陰極保護(hù)電流以使其滿足陰極保護(hù)準(zhǔn)則。7.2.2應(yīng)將外部地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的雜散電流影響減至最小。7.2.3地床的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)與接地體所需壽命相匹配。7.2.4可為地床提供定期維護(hù)。7.2.5地床應(yīng)有足夠容量，為需要保護(hù)的接地體提供電流。7.3陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮因素7.3.1陰極保護(hù)電流的確定陰極保護(hù)電流的確定方法如下：a)為達(dá)到第6章的準(zhǔn)則，接地體陰極保護(hù)所需要的電流，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定；b)接地體陰極保護(hù)所需要的電流還可依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如ISO15589.1、GB/T21448中要求的陰極保護(hù)電流密度計(jì)算方法得到。7.3.2陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下內(nèi)容：a)確定交流電源的可靠性；b)調(diào)查設(shè)備安裝位置是否安全；c)整流器等用的交流電源與接地體要留有一定的距離；d)對(duì)材料和安裝要有規(guī)定，符合相應(yīng)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；e)在陰極保護(hù)系統(tǒng)的安裝、維修和運(yùn)行方面應(yīng)考慮優(yōu)化設(shè)計(jì)；f)系統(tǒng)應(yīng)選擇最佳陰極保護(hù)電流；g)外部的電干擾。7.4影響陽(yáng)極位置的考慮因素陽(yáng)極位置的設(shè)置應(yīng)考慮以下因素：4GB/T37575—2019a)陽(yáng)極安裝距離應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)或經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的方法來(lái)決定；b)與接地體相連的電纜位置；c)匯流點(diǎn)的位置和絕緣；d)土壤電阻率；e)淺層地床或深層垂直型地床的使用；f)外部結(jié)構(gòu)的位置；g)干擾或損壞可能性較小的位置。7.5接地體陰極保護(hù)系統(tǒng)的類型接地體陰極保護(hù)系統(tǒng)分為以下幾種類型：a)外加電流系統(tǒng)；b)犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)；c)外加電流系統(tǒng)和犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)的聯(lián)合使用。7.6選擇陰極保護(hù)系統(tǒng)類型的考慮因素選擇陰極保護(hù)系統(tǒng)類型應(yīng)考慮以下因素：a)陰極保護(hù)的接地體總表面積；b)土壤電阻率；d)應(yīng)有可用的自然空間，地面狀況要便于設(shè)備安裝和進(jìn)出；e)與外部結(jié)構(gòu)的靠近程度；f)干擾影響；g)電源的可靠性。應(yīng)考慮以下幾種因素：a)電流輸出量確定時(shí)，陽(yáng)極壽命取決于陽(yáng)極材料和填料，以及陰極保護(hù)系統(tǒng)中的陽(yáng)極數(shù)量。b)在犧牲陽(yáng)極周圍依據(jù)GB/T21448,選用適宜的填料，可提高使用性能。c)外加電流陽(yáng)極依據(jù)GB/T21448,使用專門的填料(冶金焦炭、焙燒的石油焦炭，及天然或人造石墨等),可延長(zhǎng)陽(yáng)極的使用壽命，減少陽(yáng)極接地電阻。d)陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生的氣阻會(huì)削弱外加電流地床傳遞電流的能力，應(yīng)采取措施使陽(yáng)極排氣。在深井陽(yáng)極地床中，依據(jù)NACERP0572增加陽(yáng)極數(shù)量減少每支陽(yáng)極的電流釋放量可減輕氣阻。e)針對(duì)深井地床等特殊應(yīng)用而選擇的電纜應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范。7.8外加電流系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮的因素外加電流系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮以下因素：a)確定地床位置和電流總需求量，應(yīng)依據(jù)GB/T21448、ISO15589.1等。b)地床安裝離接地體太近會(huì)阻止足夠的電流流入更遠(yuǎn)的部位。增加總電流量可能會(huì)造成局部保護(hù)電位過(guò)負(fù)或?qū)ζ渌b置和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干擾。c)垂直或水平安裝的陽(yáng)極性能受到陽(yáng)極間距的影響。d)在爆炸性氣氛環(huán)境中，選用的直流電源應(yīng)符合GB50058的規(guī)定。7.9犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮的因素犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮以下因素：5GB/T37575—2019陰極保護(hù)效果更佳；可依據(jù)GB/T21448、ISO15589.1等。8陰極保護(hù)系統(tǒng)的安裝依據(jù)第7章的設(shè)計(jì)要求，安裝陰極保護(hù)系統(tǒng)。有關(guān)陰極保護(hù)系統(tǒng)的施工作業(yè)應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。8.5.1應(yīng)安裝由法蘭組件、預(yù)制絕緣接頭和連接器構(gòu)成的絕緣裝置，使保護(hù)的接地體與其他非保護(hù)的a)設(shè)施所有權(quán)改變的地點(diǎn)；b)在保護(hù)的接地體與其他非保護(hù)的設(shè)備或結(jié)構(gòu)之間的連接處。8.5.2絕緣裝置在安裝前后需進(jìn)行檢測(cè)或電氣測(cè)量來(lái)保證電絕緣的合格。8.5.3考慮絕緣裝置對(duì)雷電和故障電流保護(hù)的要求。從絕緣裝置到避雷器的連接電纜宜是短的、直接8.7.1.1對(duì)整流器或其他電源進(jìn)行檢驗(yàn)，保證內(nèi)部機(jī)械連接牢固且無(wú)損傷。直流電源輸出的額定值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。6GB/T37575—2019絕緣的損壞。如電纜有缺陷應(yīng)修復(fù)或更換。8.7.1.4陽(yáng)極的填料應(yīng)符合GB/T21448中要求。8.7.2.3外加電流電源應(yīng)設(shè)計(jì)成當(dāng)組件不運(yùn)行時(shí)能阻止反向電流。8.7.2.4外加電流陽(yáng)極應(yīng)垂直或水平安裝，也可安裝于深井中。8.7.2.5導(dǎo)線應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行連接。在電源供電前，應(yīng)確認(rèn)陰極線連接到接地體，陽(yáng)極線連接到輔助陽(yáng)極地床。在電源供電后，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾姕y(cè)量，以確保這些電連接是正確的。8.7.2.6地下陰極線應(yīng)有效絕緣。8.7.2.7接至陽(yáng)極的陽(yáng)極電纜的埋地接頭數(shù)目應(yīng)保持最少。如果這些接頭是在地下或水下，應(yīng)進(jìn)行防8.7.2.8陽(yáng)極電纜埋地時(shí)，應(yīng)注意避免損壞絕緣。電纜應(yīng)保持足夠的松弛度，以防接頭和陽(yáng)極線因固定造成變形。電纜周圍使用的回填料宜無(wú)石塊和其他異物。8.8陰極保護(hù)測(cè)試站8.8.1應(yīng)在接地體所在區(qū)域安裝可測(cè)量電位、電流的測(cè)試站或測(cè)試樁，以便于陰極保護(hù)測(cè)試。8.8.2測(cè)試導(dǎo)線宜用顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)或者能永久識(shí)別。導(dǎo)線安裝宜松弛，避免對(duì)導(dǎo)線造成損壞。測(cè)試導(dǎo)線不宜暴露于強(qiáng)光下。測(cè)試站最好是在地上。如果測(cè)試站與地面齊平，在測(cè)試站內(nèi)宜使導(dǎo)線足夠松弛以方便測(cè)試連接。8.8.3測(cè)試導(dǎo)線可與接地體直接相連或者連在與接地體相連接的地上裝置，連接部位應(yīng)做涂覆處理。當(dāng)加熱要求不超過(guò)接地體的溫度限制，可用軟釬焊或鋁熱焊連接導(dǎo)線或電纜。9雜散電流的控制接地體可能遭受的雜散電流腐蝕與電解反應(yīng)相似。雜散電流可在接地體的不同位置進(jìn)入。雜散電流引起的損害發(fā)生在電流離開(kāi)接地體進(jìn)入電解質(zhì)的地方。有關(guān)雜散電流干擾程度的判斷、排流措施的選擇及排流效果的評(píng)估應(yīng)依據(jù)GB/T50698、SY/T0017。10陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)10.1運(yùn)行測(cè)試和維護(hù)一般作法如下：a)如