浅谈牺牲阳极在城市燃气管线保护中的设计与应用(2)

二、阴极保护设计

1).牺牲阳极保护设计：

<1>.总面积： S=DπL

式中：S—管道表面积 m2

D—管道直径 m

L—管道长度 m

<2>.保护电流密度计算： IA=i·S

IA--保护电流密度量

i--平均保护电流密度 A/m2 (取0.5X10-3A/m2)

S--被保护面积 m2

最小保护电流密度IA是根据管道的防腐层种类、好坏来确定的，新建沥青玻璃布防腐管道所需的IA约0.1mA/m2，新建三层PE管道所需的IA约0.001mA/m2，旧管道的IA取0.3mA/m2。

<3>.单支阳极输出电流的确定

Ia=150000fY/ρ

ρ--土壤电阻率Ω.m

f--系数 取1.09

Ia--单支阳极输出电流 mA

Y--系数 取0.79

<4>. 阳极支数确定

N=K·IA/Ia

N--牺牲阳极数量 支

K--设计系数 (备用系数 取2-3)

2).阳极地床

埋地牺牲阳极必须使用化学填包料，依据当地实际情况选用，工程选配方为： 石膏粉：15%;工业硫酸镁：35% ;膨润土：50%

3).阳极安装：

设计阳极一般为卧式单支或组合二支，四支为一组，轴向埋设，开槽施工，埋设一般情况距管道壁3~5m,最小不宜小于0.3m,深度为不小于1m为宜，成组布置，阳极间距为2m。

注意事项：1)布置阳极时阳极与管道间不应有金属构筑物。

2)阳极接地要求按有关电力接地技术标准，接地电阻〈4Ω。

4).测试桩：

测试桩在二阳极埋点中部，编号设置。距离以不大于500米为宜，以施工图为准。辅助试片与钢管材质相同，规格取50X25X5，连接电缆取VV-1KV/1X10mm2铜芯电缆，要求电缆长度有预留量，电缆四周填5-10cm细砂，上盖红砖保护。

5).排流器：

当被保护管道受周围电场影响，管道的电位较自然电位正向偏移100mV或附近土壤电位梯度大于2.5mV/m时应采取防护措施，可采用接地排流方式。

三、施工原则和运行管理

1) 施工中应考虑被保护系统管网和非保护系统管网的隔离问题，通常可用绝缘法兰作为管网间的隔离设备。

2) 阳极埋设点可在设计位置±5米之内找合适地点安装，测试桩可以就近靠路边、路牙处设置，以不妨碍使用，不妨碍交通为原则。

3) 按规范规定的测试项目进行测试，主要是电位、电流、电阻测试，监视牺牲阳极工况。保护参数投产测试必须在阳极埋入地下及填包料浇水10天以后进行。运行后应定期监测维护，至少每半年一次。

4. 结语

(1) 采用阴极保护技术能大大减缓电化学腐蚀过程，根据现有敷设经验阴极保护的投资占管网总投资比例很小，取得的经济效益与社会效益明显，因此在埋地钢质管道敷设中可同时应用。

(2) 为延长管道寿命，增加使用年限，应加强施工过程的防腐层保护，对强腐蚀性土壤地区的燃气管道，可考虑加厚防腐层。施工中还应使用电火花检漏仪对防腐情况进行严格验收。这样即可保护管道，在实施了阴极保护的管网中还可延长阴极的使用寿命。

(3) 因地制宜选择防腐，管道建设可根据不同地理环境和土壤检验分析分别选用适宜的管材和防腐方法，保证防腐的长效性，增加管网的安全运行可靠性。`

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