海水环境下的管道防腐设计

曹妃甸工业区供水工程

海上钢管段防腐设计

（修订稿）唐山市水利规划设计研究院二00六年二月TOC\o"1-5"\h\z前言 1钢管内防腐 1海上钢管道水泥砂浆内防腐在施工前应符合下列规定 2水泥砂浆内防腐层的材料质量应符合下列规定 2施工 3衬里质量检测标准及方法 4修补 5钢管外防腐 5海上段钢管道环氧煤沥青外防腐层所用材料应符合下列规定。 5有关材料的几点规定 7施工技术要求 7防腐层检验及修补 9储存及运输 11补口及补伤 11下沟及回填 12阴极保护 12基本情况 12阴极保护方案的选择 14牺牲阳极法设计方案 15设计说明 17阴极保护效果判据 20阴极保护系统的设计、施工及验收 20参数的测试 21竣工资料 21在役管道防腐层的检查和维护 22阴极保护系统的运行和管理 23工程概算 24编制说明 24概算投资表 25设计图纸 26连接曹妃甸岛与后方陆域的通路路基工程作为关键的基础设施，已于2003年3月开工建设，并于2004年10月竣工通车。根据规划为了满足曹妃甸港区和工业区的全面开发建设要求，需要将曹妃甸通路路基向西拓宽，用于布置高压走廊和综合管线带。在现有通路路基东侧路基西侧及南侧路基北侧45米外建31米宽的综合管线带，在通道顶布置综合管线带，在管线带通道与现有路基及拟建管线带通道之间45米设置为高压走廊。在45米宽的高压走廊中，将高压铁塔与管线带通道之间15米布置为排涝通道。综合管线带有效宽度为30米，外坡坡度1：1.5，内坡坡度1：1用山皮土作为棱体，堤心砂取自取砂区粉土、粉砂及细砂，采用绞吸式挖泥船直接取砂、吹砂工艺。曹妃甸工业区供水工程的钢管道将铺设在综合管线带中，其周围有供热、供气、光缆等多条并行管线。管道虽未直接铺设在海水环境中，但处于海上吹填砂中，吹填砂从海底取出，含有大量的盐分，加上地下水为海水，多种因素决定了管道必将遭受严重的腐蚀，所以海上段钢管必须采取多种防腐蚀措施。本设计由于西扩路工程没有完工，曹妃甸工业区内与管线交叉工程等诸多因素尚不确定的条件下，以西扩路工程施工图为依据，根据首钢造地完成部分的地质条件进行分析与计算，在完成曹妃甸工业区供水工程海上钢管段防腐设计时，如与实际情况不符，待吹填完成后进行实际勘测和修改。为延长海上埋地给水钢管管道的使用寿命，埋地钢管采用水泥砂浆衬里内防腐，以机械喷涂为主，局部以人工抹压为辅。水泥衬里厚度12mm（机械喷涂），或14mm（手工涂抹）。因受施工条件限制，水泥砂浆内防腐采用预制法施工。水泥砂浆衬里内防腐层可以在钢管内壁形成一层致密的保护层，将管材内壁与水或空气隔开，不但能防止管道内壁腐蚀结垢，延长管道的使用寿命，并能起到保护水质，保证管道输水能力，节省能源，具有显著的经济效益和社会效益。钢管在进行内防腐处理前，应将表面的油垢及氧化物等去除，焊缝不得有焊渣、毛刺。消除管材表面的锈层采用电动法除锈，除锈等级为St2级，即采用钢丝轮将金属表面的浮锈去除，钢管内的油污用稀释剂擦洗干净，再清理其它附着物并用清水冲洗。管道竖向变形不得大于管道内径的2%，即2.4cm。衬里用水泥应采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥及矿渣硅酸盐水泥，并且均应符合国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB175-85）、《矿渣硅酸盐水泥、火山炭质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》（GB1344-85）的规定。水泥标号为425号或525号。砂颗粒要坚硬、洁净、级配良好的天然砂。其质量标准及检验方法除应符合《普通混凝土用砂的质量标准及检验方法》（JQJ52-79）外。砂中泥土、云母、有机杂质以及其他有害物质的总重量不应超过总重量的2%。砂粒应全部能通过1.19mm（14目）筛孔，通过0.297mm（50目）筛孔的不应超过55%。通过0.149mm（100目）筛孔的不应超过5%。拌合水水质必须清洁，不得含有泥土、油类、酸、碱、有机物等影响水泥砂浆衬里质量的物质。宜采用生活饮用水。为改善砂浆和易性、密实度和粘结强度需掺加外加剂时，必须通过试验确定，不得采用对管内水质起有害作用和对钢材有腐蚀作用的衬里砂浆外加剂。根据给水排水管道工程设计及施工的有关规定，结合曹妃甸工业区供水工程海上钢管段施工的具体情况，管道内防腐采用水泥砂浆衬里，施工采用预制法施工，机械喷涂为主，以手工抹压方法为辅，手工抹压方法只有在机械喷涂无法实施时才能使用。采用预制法施工时，施工前管道内壁应符合1.1条规定，施工时管内壁不得有结露和积水。衬里用料的配制.1水泥砂浆必须用机械充分混合搅拌，砂浆稠度应符合衬里的匀质密度要求，砂浆必须在初凝前使用。.2水泥砂浆重量配比应在“水泥：黄砂：水：外加剂=1：〜2:0.46:适量”的范围内选用，水泥砂浆坍落度宜取60〜80mm。.3水泥砂浆抗压强度不得低于30Mpa。2衬里的施工及养护.1水泥砂浆衬里的厚度机械喷涂为12mm，手工抹压为14mm，允许厚度偏差为+3〜-2mm。.2管道端点或施工中断时，应预留搭茬，搭茬长度以15cm为宜。最大不得超过20cm，对搭茬、弯头、三通特殊管件和邻近闸阀附近管段等可采用手工涂抹，并以光滑的渐变段与机械喷涂的衬里相接。当采用人工抹压法施工时，应分层抹压。.3水泥砂浆内防腐层形成后，应立即将管道封堵，终凝后进行潮湿养护，普通硅酸盐水泥养护时间不应少于7d,矿渣硅酸盐水泥不应少于14d,直至通水前应继续封堵，保持管道内防腐层水泥砂浆始终处于湿润状态。2.3.3施工中的钢制承插口管件的承插工作面涂二底二面五毒饮用水涂料，要求刷涂均匀，不得漏刷。水泥砂浆衬里厚度可用钻孔方法或测厚仪检测。当采用测厚仪检测时，检测仪须经检测部门验证。水泥砂浆厚度允许公差按.1条规定检测点在每100m长管段内抽查2个断面，每个断面上应测上下2个点,若其中1个点不合格，再抽查4个断面，如其中仍有2个不合格，则该检测段不合格。水泥砂浆衬里的表面平整度，可用300mm直尺平行管道轴线测定衬里表面和直尺之间的间隙，其中每100m管段内抽查10处，其中9处的间隙不应大于1.6mm,若不符合时，则再抽测20处，其中18处的间隙不应大于1.6mm，否则为不合格。水泥砂浆表面的粗糙度，当采用机械喷涂施工时，用样板比较检验，若用手工抹压时，以手感光滑无砂粒感检验。当认为需要检测实际n值时，可在管道通水后进行流量试验。水泥砂浆衬里因收缩引起的裂缝，当其宽度小于或等于1.6mm，且沿管道轴向的长度不大于管道圆周长度和不大于5m时可不修补。当裂缝宽度大于1.6mm时，经加强养护后裂缝能自动愈合者，可认为合格。水泥砂浆衬里表面缺陷（麻面、砂穴、空窝等）。每处不得大于5cm2，单个缺陷的深度大小不得大于-2mm。以手锤轻击衬里表面的音响判断空鼓，空鼓面积每平方米不得超过2处，每处不得大于100cm2。不合格的表面缺陷、裂缝、空鼓等，必须进行认真修补。修补所用的材料、配比等应与原衬里相同并按养护要求及时进行养护，修补后的衬里仍应按规定进行检测，直至符合上述设计要求为止。为延长海上敷埋地钢管道的使用寿命，曹妃甸工业区供水工程海上钢管段外防腐采用环氧煤沥青防腐漆为胶粘剂（液）、玻璃布为增强材料，防腐层等级采用特加强级。其结构为底漆—面漆—面漆、玻璃布、面漆—面漆、玻璃布、面漆—面漆、玻璃布、面漆—面漆，干膜厚度不小于0.8mm。3.1海上段钢管道环氧煤沥青外防腐层所用材料应符合下列规定。环氧煤沥青涂料环氧煤沥青涂料是甲、乙双组分涂料，由底漆的甲组分加乙组分（固化剂）、面漆的甲组分加乙组分（固化剂）组成，并和相应的稀释剂配套使用。环氧煤沥青涂料的技术指标应符合表3-1、表3-2、表3-3的规定。甲组分技术指标表3-1一序号项 目指 标试验方法底漆面漆1粘度（涂-4粘度计，25°C±1°C）常温型60〜10080〜150GB/T1723-1993底温型40〜8050〜1202细度（um）<80<80GB/T1724-19793固体含量（％）常温型>70>80GB/T1725-1979底温型>75

漆膜技术指标表3-2序号项 目指标试验方法底漆面漆1干燥时间（25°C±1°C）（h）表干常温型VIV4GB/T1728T979低温型V3实干常温型V6V16低温型V3V82颜色及外观红棕色，无光黑色，有光目测3附着力（级）11GB/T1720-19794柔韧性（mm）V2V2GB/T1731T9935耐冲击（cm）>50>50GB/T1732-19936硬度GB/T1730-19937耐化学试剂性10%HVsub>2V/sub>SOVsub>4V/sub>（室温.3d）漆膜完整，不脱落GB/T1763-197910%Na0H（室温.3d）漆膜无变化10%NaCL室温.3d）漆膜无变化防腐层技术指标表3-3序号项 目指标试验方法1剪切粘结强度（MPa）V4SYJ41-892阴极剥离（级）1〜3SYJ37-893工频电气强度（MV/m）>720SY/T0447-964体积电阻率（0.M）>71X1010SY/T0447-965吸水率（25°C.24h）（%）SY/T0447-966耐油性（煤油、室温、7d）通过SY/T0447-967耐沸水性（24h）通过SY/T0447-96玻璃布采用玻璃布作防腐层加强基布时，宜选用经续密度为（10X10）或（10X12）根/cm2,厚度为0.10〜0.12mm,中碱（碱量不超过12%）、无捻、平纹、两边封边、带芯轴的玻璃布卷。玻璃布宽度500mm。底漆、面漆、固化剂和稀释剂四种配套材料应由同一生产厂供应。涂料应有包括厂名、生产日期、存放期限等内容完整的商品标志、产品使用说明书及质量合格证，否则不应进入施工现场。涂料说明书内容应包括涂料技术指标、各组分的配合比例、漆料配制后的使用期、涂敷使用方法、参考用量、运输及储存过程的注意事项等。涂料应按《涂料产品的取样》规定的取样数目进行抽查，质量应符合规定要求，如不合格，应重新抽查，取样数目加倍。如仍不合格，则该批涂料为不合格，应拒收。涂料储存期应不小于1年。用户应按产品说明书所要求的条件储存。并在储存期内使用。超过储存期的涂料应按规定重新检查，符合要求时方可使用。玻璃布应有生产厂名、出厂日期、产品说明书及质量合格证、否则应拒收。玻璃布应按产品说明书和采购合同验收，必须符合对玻璃布材料的有关规定要求。施工前的准备工作钢管应逐根进行外观检查和测量，钢管弯曲度应小于0.2%钢管长度，椭圆度应小于或等于0.2%钢管外径，钢管表面如有较多的油脂和积垢，应先按照《涂装前钢材表面处理规范》规定的清洗方法处理。消除管材表面的锈层采用喷砂法除锈，表面处理最低要求达到工业级（Sa3级）。钢管表面处理后，其表面的灰尘应清除干净。焊缝应处理至无焊瘤、无棱角、无毛刺。施工环境温度在15°C以上时，宜选用常温固化型环氧煤沥青涂料，施工环境温度在-8〜15C时，宜选用低温固化型环氧煤沥青涂料。施工时，钢表面温度应高于露点3C以上，空气相对湿度应低于80%。雨、雪、雾、风沙等气候条件下，应停止防腐层的露天施工。对玻璃布的包装应有防潮措施，存放时注意防潮受潮后的玻璃布应烘干后使用。漆料配制底漆和面漆使用前应搅拌均匀，不均匀的漆料不得使用，由专人按产品使用说明书所规定的比例往漆料中加入固化剂，并搅拌均匀，使用前应静置熟化15〜30分钟，熟化时间视温度的高低而缩短或延长。对于刚开桶的底漆和面漆，不应加稀释剂。配好的漆料，在必要时可加入少于5%的稀释剂。超过使用期的漆料严禁使用。涂底漆钢管表面预处理合格后，应尽快涂底漆。当空气湿度过大时，必须立即涂底漆。钢管两端各留10〜15cm不涂底漆，或在涂底漆之前在该部位涂刷可焊涂料或硅酸锌涂料，干膜厚度不应小于25umo同时要求底漆要涂敷均匀、无漏涂、无气泡、无凝块。打腻子钢管外防腐层采用玻璃布作加强基布时，在底漆表干后，对高于钢管表面2mm的焊缝两侧，应抹腻子使其形成平滑过渡面。腻子由配好固化剂的面漆加入滑石粉调匀制成，调制时不应加入稀释剂，调好的腻子应在4h内用完。涂面漆和缠玻璃布底漆和腻子表干后，固化前涂第一道面漆。要求涂刷均匀，不得漏涂。第一道面漆实干后，固化前涂第二道面漆，随即缠绕玻璃布。玻璃布要拉紧、表面平整，无皱折和鼓包，压迫宽度为20〜25mm,布头搭接长度为100〜150mm。玻璃缠绕后即涂第三道面漆，要求漆量饱满，玻璃布所用网眼应灌满涂料。第三道面漆实干后，涂第四道面漆并立即缠第二层玻璃布，涂第五道面漆，或缠第二层浸满面漆的玻璃布，得实干后，涂第六道面漆，并立即缠第三层玻璃布，涂第七道面漆，或缠第三层浸满面漆的玻璃布，得实干后，涂最后一道面漆。涂敷好的防腐层，宜静置自然固化，当需要加温固化时，防腐层加热温度不宜超过80°C，并应缓慢平稳升温，避免稀释剂急剧蒸发产生针孔。防腐层的干性检查：表干—手指轻触防腐层不粘手或虽发粘，但无漆粘在手指上；实干—手指用力推防腐层不移动；固化—手指甲用力刻防腐层不留痕迹。一般要求应对防腐层进行外观、厚度、漏点和粘结力检验。外观、厚度、漏点检验应在防腐层实干后、固化前进行，粘结力检验可在实干或固化后进行。外观检查防腐管应逐根目测检查，要求表面平整、无空鼓和皱折，压迫和搭边粘结紧密，玻璃布网眼应灌满面漆。对防腐层的空鼓和皱折应铲除，并按相应防腐层结构的要求，补涂面漆和玻璃布至符合要求。厚度检查用磁性测厚度检查，以最薄点符合干膜厚度的规定为合格。防腐管每20根为一组，每组抽查一根（不足20根也抽查1根），测管两端和中间3个截面，每个截面测上、下、左、右共4点，符合干膜厚度的规定为合格；若不合格，再在该组内随机抽查2根，如其中仍有不合格者，则全部为不合格。对厚度不合格防腐管，应在涂层未固化前修补至合格。漏点检查应采用电火花检漏仪对防腐管逐根进行漏点检查，以无漏点为合格。检漏电压为6000V。也可设检漏探头发生的火花长度至少是防腐层设计厚度的2倍。在连续检测时，检漏电压或火花长度应每4小时校正一次。检查时，探头应接触防腐层表面，以约0.2m/s的速度移动,应对漏点补涂。将漏点周围约50mm范围内的防腐层用砂轮或砂纸扩毛，然后涂刷面漆至符合要求。固化后应再资助进行漏点检查。粘结力检查对于特加强级防腐层应符合如下规定：用锋利刀刃垂直划透防腐层，形成边长约100mm,夹角45°〜60°的切口，从切口尖端撕开玻璃布，符合下列条件之一认为防腐层粘结力合格：①实干后的防腐层,撕开面积约50cm2，撕开后不露铁，底漆与面漆粘结；②固化后的防腐层，只能撕裂，且破坏处不露铁，底漆与面漆普遍粘结。防腐管每20根1组，每组抽查1根（不足20根也抽查1要有），每根随机抽查1点。如符合以上要求规定，则该组的粘结力检查合格；如不合格，则在该组内随机抽查2根，如其中仍有不合格，则该组全部为不合格粘结力不合格的防腐管，不允许补涂处理，应铲掉全部防腐层并按规定要求重新施工。标志与记录检验合格的防腐管，应在适当位置粘贴合格还并作如下标志：（1执行标准号；（2）钢管材质及规格；（3）防腐层条块结合；（4）防腐层涂敷日期；（5）用户要求作的补充标志。对各项检验及修实情况应列表记录，对重大问题应作文字阐述。防腐管应按防腐等级分类堆放，堆放时应采用宽度不小于150mm的热木和软质隔离垫将防腐管与地面隔开，防腐管层间也应采用软垫隔离，垫其间距为4m。防腐管必须固化后能才叠放，其层数最高不能超过2层。未固化的防腐管不应装运。防腐管的装卸、运输应符合《长输管道线路工程施工及验收规范》的规定，防腐管不宜受阳光曝晒，露天堆放时间不宜超过3个月。补口防腐管线焊接前应用宽度不小于450mm的厚石棉布或其他遮盖物遮盖焊口前边的防腐层，防止焊渣飞溅烫坏防腐层。防腐管线补口使用的环氧煤沥青涂料和防腐结构应与管体防腐层相同。补口部位的表面处理应符合前面所述的规定。如不具备喷（抛）射除锈条件，经用户同意后，可按《涂装前钢材表面处理规范》的规定方法，用动力工具除锈至St3级。焊缝应处理至于符合本标准要求的规定。补口时应对管端阶梯型接茬处的防腐层表面进行清理，去除油污、泥土等杂物，用砂纸打毛。防腐层涂敷方法同以上管件要求的规定。补口防腐层的搭接宽度应大于100mm，补口处防腐层固化后，接上述要求进行质量检验与缺陷处理，其中厚度只测一个截面的4个点。补伤防腐管线补伤使用的材料及防腐层结构，应与管体防腐层相同。将已损坏的防腐层清除干净，用砂纸打毛损伤面积附近的防腐层。对破损处已裸露的钢表面，宜喷（抛）射除锈至工业级（Sa3级）。当条件不具备时，经用户同意，可用动力工具除锈至St2级。将表面灰尘清扫干净，接上述规定的顺序和方法涂漆和缠玻璃布，搭接宽度应不小于50mm，当防腐层破损面积较大时，应接补口方法处理。补伤处防腐层固化后，按规定进行质量检验，其中厚度只测一个点。现场施工的防腐管应在防腐层固化后方能下沟，下沟前应根据防腐层等级，按规定用电火花检漏仪对全线检查一遍，发现损伤必须修补合格。防腐管下沟，回填过程的保护应符合《长输管道线路工程施工及验收规范》的有关规定。管沟回填后，应按《长输管道线路工程施工及验收规范》的规定，使用低频信号检漏仪检查漏点及对漏点处进行处理。曹妃甸工业区供水工程海上钢管段由于埋入由吹填海砂形成的地质下，长期受海水腐蚀，为了延长管道的使用寿命，对其采用环氧煤沥青特加强级涂层外还必须加阴极保护（牺牲阳极法）的联合保护方式，一方面可有效地防止由于管道涂层老化及破损而引起的腐蚀穿孔、泄漏；另一方面，可使钢管使用寿命得到成倍延长，服役期管道的安全性得到较大的提高。特别是管道的外防腐层级别越高，产生点蚀的倾向越不能忽视。对易遭腐蚀破坏的埋地钢管采取防腐涂层加设阴极保护是各国所采用的一致做法，防腐涂层和牺牲阳极法对管道防腐蚀起着相辅相成、非常重要的保护作用。阴极保护技术是一项安全经济、高效、环保、节省能源和材料的一项实用技术，世界各国采用阴极保护技术已经有几十年的历史了，其优异的防腐蚀效果已经得到了世界各国的充分认可。钢管埋入地下要受到土壤环境介质的腐蚀，土壤的理化性质决定着钢管的使用年限和寿命。为了科学的解决钢管的保护设计问题，对沿线的土壤情况已经进行认真的测量和调查。相关数据见表4-1。土壤腐蚀情况调查表表4-1一序号方法内 容测定数据结果分析备注1物理法PH数据范围显示水为中性2含水量数据范围显示可构成土壤腐蚀3可溶盐总量％强腐蚀范围4水介质电导ms/cm强腐蚀范围5氯离子％强腐蚀范围6硫酸根％数据显示盐类增加，导电性增加7碳酸氢根％数据显示构不成对砼构物的腐蚀8碳酸根％未检出9化钙离子％盐类增加，土壤导电性增强10学镁离子％数据显示盐类增加，导电性增加11法钠离子％数据显示盐类增加，导电性增加12钾离子％数据显示盐类增加，导电性增加13硝酸根％数据显示盐类增加，导电性增加14有机质％有机质含量低，构不成生物腐蚀15全氮％全氮含量低，构不成生物腐蚀16生物法微生物％没见硫酸盐还原菌落数据范围显示无微生物腐蚀18氧化还原电位，mV300-400数据范围显示构不成生物腐蚀20电化学法电阻率Q・m强腐蚀范围21自然腐蚀电位，V数据显示属正常电位腐蚀范围22岛上电位梯度，mV强腐蚀范围23中段电位梯度，mV强腐蚀范围245公里+800m电位梯度，mV强腐蚀范围由于管道沿线的吹填工作还没有完成，钢管也没有铺设，严冬调查测量难以精确完满。我院是在通路工程及首钢吹填已完成的地方，挑选与管道铺设条件类似的地点进行测量取样，其成果供防腐设计参考。上面就根据现有条件所能调查的部分数据和国家阴极保护相关规范标准，对以上土壤分析，得出以下结论：1、土壤的自然腐蚀性属于强腐蚀极强腐蚀范围；2、管道沿线存在强烈的杂散电流的腐蚀条件，应当增加排流设施3、测量数据显示构成微生物腐蚀的可能性很小；4、综合全部测量数据说明管道埋设在一个强腐蚀土壤并存在杂散电流腐蚀的环境中；5、为延长管道寿命，对该环境中埋设的钢质管道，在采用较好的防腐层的基础上必须增设阴极保护设施。阴极保护有两种方法，即牺牲阳极法与外加电流（强制电流）法，下表比较了两种阴极保护方法的特点。两种阴极保护方法特点的比较表4-2方法优点缺点强制（外加）电流法输出电流连续可调保护范围大不受环境电阻率限制.工程越大越经济保护装置寿命长牺牲阳极法不需要外部电源对邻近金属构筑物干扰很小投产后可不需日常管理工程越小越经济保护电流分布均匀，利用率高6•兼有防腐、防雷、排流功能5.消耗大量有色金属，成本费用较高6•安装费时、费力、烦琐从表4-2阴极保护方法的比较，可知两种方法各有优缺点。由于本项目工程的管道附近架设有高压线路，以后还要铺设多条综合管道，高压线路及综合管道必然会产生严重的杂散电流，由于杂散电流对钢管的腐蚀极易造成穿孔腐蚀。本处若采用强制（外加）电流法，由于管道沿线杂散电流干扰值较大，不仅对邻近金属构筑物有干扰的问题需要加以技术上的解决，还要再增加80〜100处排流设施，增加工程成本及施工难度；如果采用牺牲阳极法，因牺牲阳极法本身就兼有防腐、防雷、排流功能，不需要另外再增加排流设施。特别是该项工程采用牺牲阳极法不会对今后其他部门的钢结构产生负面影响，而且其他部门所采用的金属构件对本工程的钢质管道影响甚微。牺牲阳极法的不足是：安装费时、费力、烦琐，一次性投入费用高。如果采用强制(外加)电流法，再加上增加80〜100处排流设施，也能够较好的解决以上问题，此费用与牺牲阳极法费用相当。根据本工程的特点，从安全、稳妥、长期使用和管理方便的角度考虑，本次阴极保护设计方案采用牺牲阳极法。执行设计标准、规范：《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》(SY/T0019-97)《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》(SY/T0017-96)《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》(SY/T0032-2000)(4)《钢制储罐罐底外壁阴极保护技术标准》(SY/T0088-95)《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐涂层技术标准》(SY/T0447-96)《绝缘法兰设计技术规范》(SY/T0516-97)《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》(SYJ40006-901997)《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》(SY/T0023-97)材料的选取：根据《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》(SY/T0019-97)和30年的设计寿命牺牲阳极阴极保护材料的选取如下：土壤电阻率范围阳极种类阳极重量(kg)P为31-226Q•cm锌阳极牺牲阳极设计参数：Q.mmz/m。覆盖层电阻：环氧煤沥青10000Q.m2。保护电流密度：i=A/m2。最小保护电位：-0.85V,平均土壤电阻率：P=Q.m管道长度L=13000mX2=26000m管道直径：①=1220mm设计寿命T=30年。牺牲阳极设计计算保护面积S€,xDXL€,X1.224x13000x2=99978山2;保护电流I€sxi€99978x0.5=49989mA；所需锌阳极总重量W二TX3XI/K=30XX=30434kg阳极间距定为36米；阳极数量（只数）N=13000X2/36=722支，每根水管每隔36米处放一支阳极；单支阳极重量：30434/722=42.2kg,选42.5kg。设计结果：曹妃甸工业区供水工程海上钢管段管道直径为1220mm,长度约13Km,双管线，设计锌阳极361组（间距36米），每组2支42.5公斤锌阳极,共用722支,考虑施工时不可预见及一定程度的损耗,增加计算用量的10%,总计794支。测试桩20个。套管情况及绝缘支撑和带状阳级设计

套管绝缘支撑（RGV—50）设计带状阳级设计测试桩部位直径mm长度m类型距>单支个总计，套总计型号距>总计（米）设计（支）沿线五处160030砼143004200大B6005沿线五处过公路，每处安装①1600砼套管30m。设计采用RGV-50绝缘支撑，m放一组，每组14支，共300组（套）总计4200支。管道阴极保护材料见下表管道阴极保护材料表序号材料名称规格型号单位数量备注1锌合金阳极支7942填包料化学纯吨663绝缘接头1220套24参比电极Cu/CuSO4支205测试桩①108X3000套206测试片100X200片207电缆VV-1/1X10M60008电缆VV-1/1X25M1009电缆VV-1/1X6M50010电缆XM20011铝热焊剂瓶130012点火器支140013铝热焊模具付614锌带状阳极菱形大-1米60015绝缘支撑5014RGV-50组300绝缘装置的设置电绝缘可以将保护电流限定在一定的范围里，避免相互间的干扰；为了防止保护电流的流失确保站间管道保护效果，防止外加电流对设备的影响，本工程在泵站各站进出管道上设置绝缘装置。绝缘装置采用埋地型绝缘接头，绝缘接头材质采用与管道相同材质（Q235）,绝缘性能符合标准规范的要求。绝缘考虑到管道沿线雷电较多，邻近高压电线路的特点，埋地绝缘接头采用双锌接地电池进行保护，每一个绝缘接头处设置双锌接地电池一套。防止杂散电流的措施mv/mmv/m时应考虑采取防护措施。根据调查与测定结果的分析，设计中在杂散电流段设测试桩，根据实际的测试情况而采取不同的排流保护措施。防止和克服杂散电流的主要措施是排流保护。在杂散电流干扰严重的地区可以通过提供防腐层等级和设置排流锌阳极组来减少杂散电流对管道的腐蚀和干扰。管段设置大型排流阳极地床（8〜12支锌排流阳极），中等干扰程度采用4支锌排流阳极，弱干扰管段采用2支锌排流阳极。本处杂散电流干扰情况经测量在2-8mV之间，干扰是很严重。其杂散电流源来自与管道相距较近的高压输电线路。如此大强度的杂散电流，其影响范围一定很大，当然必须强制排流。如果采用外加电流法，还需另外增加如上所述的排除方案。但是采用牺牲阳极法，其本身就要安装很多的牺牲阳极，因为牺牲阳极具有防腐、防静电、排流等综合功能，因此不需经再增加排流阳极了。阴极保护测试系统为了定期检测管道阴极保护参数，本工程在管道沿线设置电位测试桩，电位测试桩每公里设置一个；绝缘接头电位测试桩每一绝缘处设一个。测试桩可兼作线路里程桩；测试桩应埋设牢固稳定。测试片的设置：阴极保护以后，为了比较阴极保护和没保护的实际效果，在每个测试桩下均要放一片与管道的材质相同的测试片。跨越处的特殊保护公路和铁路穿越工程，因为承重需加设保护套管。理想的套管穿越，应能保持套管内干燥无水，但在实际工程中，很难保持套管干燥无水；特别在主管防腐层破损的情况下，由于金属套管的屏蔽作用，使该段主管道外加电流流失，造成套管内主管保护失效，加速了套管内输送管的腐蚀。因此在设计时对套管内管道增加牺牲阳极保护。能保护套管中管道的牺牲阳极有镯式锌阳极、带状锌阳极、带状镁阳极等。由于带状镁阳极的驱动电位高，腐蚀速度快，寿命短；带状锌阳极的寿命较长，保护效果比较好；镯式锌阳极寿命长，要求管道外壁与套管内壁的间距大（200mm左右），保护效果好。因此套管中的管道也可以采用镯式锌阳极进行保护。采用什么种类的阳极保护最好，要根据该处的情况如电阻率、套管与保护管之间的空间、保护寿命来综合考虑，本处宜采用带状锌阳极大型的河流穿跨越由于施工复杂、维护困难，为确保穿跨越管道的安全，本工程在大型的河流穿越段采用加强牺牲阳极保护。焊点防腐阴极保护系统与管道焊接点的防腐质量直接影响阴极保护的效果和寿命，是阴极保护施工重要的质量控制点，因此我们采用先进的防腐工艺。首先应用铝热焊技术，减小焊接对防腐层的影响；其次破除防腐层的面积控制到尽量小（4平方厘米）；清除焊渣后，用热熔胶或环氧树脂、玻璃丝布进行不低于原防腐级别的防腐；最后交联辐射热缩带包覆。防腐层漏点检测防腐层绝缘、老化性能和漏点的数量直接影响管道阴极保护系统的运行和寿命，所以在管道施工过程中要保护好管道的防腐层，尽量减少破损；管道回填前进行防腐检查，对漏点进行防腐；回填时尽量避免对防腐层破坏；回填后管中电流法（PCM）对管线的防腐层进行复查和评定，如有漏点必须开挖修复。.1第一阶段检测--管道施工前与施工中对管道防腐层漏点的检测在管道未回填前，管道裸露状况下，采用高压电火花检测仪检测管道防腐层，及时发现管道因施工或其它原因造成的防腐层破损，及时修补管道防腐层。.2第二阶段检测--管道施工完毕回填后对管道漏点的检测管道施工完毕回填后，由于回填时疏忽造成部分体积较大的石块或其它结构破坏管道防腐层，应采用稳定可靠的仪器与方法(管中电流法)对管道进行不开挖非接触检测，对检测到的漏点及时开挖修复。管道阴极保护参数的测试方法管地电位、牺牲阳极输出电流、绝缘接头绝缘性能、接地电阻、土壤电阻率等测试方法依据SY/T0023-97《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》。焊接后，测量管道的保护电位和阳极输出电流。阴极保护系统的保护效果应达到下列指标之一:施加阴极保护后，使用铜一饱和硫酸铜参比电极(以下简称CSE参比电极)测得的极化电位至少应达到-850mV或更负。测量电位时，必须考虑IR降的影响。采用断电法测得管道相对于CSE参比电极的极化电位应达到-850mV或更负。在阴极保护极化形成或衰减时，测得被保护管道表面与接触土壤的、稳定的CSE参比电极之间的阴极极化电位值不应小于100mV。4.6阴极保护系统的设计、施工及验收牺牲阳极阴极保护的设计、施工及验收应符合国家现行标准《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019的规定。阴极保护绝缘装置的设计、安装及测试应符合国家现行标准《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086的规定。-测试装置的安装应符合下列规定：装置的测试电缆与管道连接采用铝热焊剂焊接，应做到连接牢固、电气导通，且在连接处必须进行防腐绝缘处理；管道回填时，测试电缆应保持一定的松弛度；装置采用地下测试井设置方式时，应在地面上注明位置标记其接线端子和测试头均应采用铜制品并封闭在测试盒内；测试电缆应采用双电缆接头。参数的测试阴极保护系统竣工后，应进行下列参数的测试：阳极开路电位；极闭路电位；管道开路电位；管道保护电压；单支阳极输出电流；组合阳极联合输出电流；单支阳极接地电阻；组合阳极接地电阻；埋设点的土壤电阻率。阴极保护系统竣工后，应提供下列竣工资料：竣工图:.1平面布置图；.2阳极地床结构图；.3测试桩接线图；.4电缆连接和敷设图。设备说明书；产品合格证、检验证明；隐蔽工程记录；各项参数的竣工验收测试数据记录。在役管道防腐层应定期检测，且应符合下列规定:检测周期:高压、次高压管道三年进行1次；中压管道五年进行1次；低压管道八年进行1次。上述管道运行十年后，检测周期分别为二年、三年、五年。检测方法与内容:管道防腐层绝缘电阻可采用直流法或电流密度法求出；管道防腐层定性检漏可采用交流法，即选频变频法或多频管中电流法，评价应符合国家现行标准《管道防腐层检漏试验方法》SY/IO063的规定。可采用开挖探坑或在检测孔处通过外观检测、粘结性检测及电火花检测评价管道防腐层状况；已实施阴极保护的管道，当采用检测阴极保护的保护电流、保护电位、保护电位分布评价管道防腐层状况时，出现下列情况应检查管道防腐层:运行保护电流大于正常保护电流范围；运行保护电位超出正常保护电位范围；保护电位分布出现异常。管道防腐层发生损伤时，必须进行更换或修补，且应符合相应国家现行有关标准的规定。进行更换或修补的防腐层应与原防腐层有良好的相容性，且不应低于原防腐层性能。出现下列情况时，应先进行管道补焊、补伤，再实施防腐层的更换和修补:更换或修补的防腐层所包覆的管道出现泄漏；出现蚀深大于或等于50%壁厚的损伤。阴极保护系统应定期检测，且应符合下列规定:检测周期:牺牲阳极阴极保护系统检测每年不少于2次；外加电流阴极保护系统检测每年不少于2次；电绝缘装置检测每年不少于1次；阴极保护电源检测每年不少于6次，且间隔时间不超过3个月阴极保护电源输出电流、电压检测每日不少于1次。阴极保护系统的检测数据应记录在案，并应依此画出电位分布曲线图和电流分布曲线图。阴极保护失效区域应进行重点检测，出现下列故障时应及时排除管道与其他金属构筑物搭接；绝缘失效；阳极地床故障；管道防腐层漏点；套管绝缘失效。阴极保护系统应达到开机率90%，覆盖率100%，保护度85%。阴极保护系统投入运行的第一年应进行保护度考核，此后应每三年进行1次。(1)本工程为曹妃甸工业区供水工程海上段的钢管道防腐，本预算未含钢管件的防腐。(2)编制依据：内、外防腐依据《全国统一安装工程预算定额河北省综合基价》第十一册、《全国统一市政工程预算定额河北省综合基价第5册编制，取费标准依据与上述定额配套使用的《河北省建筑、安装、市政、装饰装修工程费率》取费；电化学防腐依据石油工业