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埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
2021-04-03 16:05:27
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中華人民共和國(guó) 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 聯(lián) 合 發(fā) 布中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局 2012-05-01實(shí)施 201×-××-××發(fā)布 埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Standard for AC interference mitigation of buried steel pipelines GB /T50698—2011 SY 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) UDC
中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
Standard for AC interference mitigation of buried steel pipelines
GB/T50698—2011
主編部門:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司
批準(zhǔn)部門:中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部
施行日期:2012年 5 月 1 日
本標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)<2009年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃>的通知》(建標(biāo)[2009]88號(hào))的要求,由中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司會(huì)同有關(guān)單位編制完成的。
本標(biāo)準(zhǔn)在編制過(guò)程中,編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究,認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),參考有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上,最后經(jīng)審查定稿。
本標(biāo)準(zhǔn)共分8章和2個(gè)附錄,主要技術(shù)內(nèi)容包括:總則、術(shù)語(yǔ)、基本規(guī)定、調(diào)查與測(cè)試、交流干擾防護(hù)措施、防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)整及效果評(píng)定、管道安裝中的干擾防護(hù)、運(yùn)行與管理等。
本標(biāo)準(zhǔn)由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)管理,由石油工程建設(shè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)負(fù)責(zé)日常管理,由中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過(guò)程中如有意見和建議,請(qǐng)寄送中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司(成都市小關(guān)廟后街25號(hào),郵編610017)。
本標(biāo)準(zhǔn)主編單位:中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司
本標(biāo)準(zhǔn)參編單位:中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司
中國(guó)電力科學(xué)研究院
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人員:張 平 向 波 龔樹鳴 黃留群 陸家榆 李英義 齊 磊
程 明 蔣 俊 竇宏強(qiáng) 湯曉勇 傅賀平 馮 琦 黃春蓉
本標(biāo)準(zhǔn)主要審查人員:李紹忠 盧綺敏 葛艾天 歐 莉 陳敬和 曹靖斌 許 敬
薛志遠(yuǎn) 崔 典 周鳳山 毛 麗 肖丁銘
目 次
6 防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)整及效果評(píng)定
附:條文說(shuō)明
4 Investigation and measurement
4.2 Items for investigation and measurement4
4.3 Classification and application of measurement
5 Mitigation measures for AC interference
5.2 Mitigation measures for fault and lightning
5.3 Mitigation measures for steady AC interference8
6 Adjustment and assessment for the mitigation system
6.1 Adjustment for the mitigation system
6.2 Assessment the mitigation system
7 Mitigation during the pipeline construction9
8.1 Examination and measurement
8.2 Excavation and investigation0
Appendix A Measurement for AC corrosion assessment1
A.2 Measurement of AC influence voltage11
A.3 Measurement of AC current density2
Appendix B Identification of an AC corrosion case13
Explanation of Wording in this code14
Addition:Explanation of provisions
1 總 則
1.0.1 為有效地控制高壓交流輸電系統(tǒng)和交流牽引系統(tǒng)對(duì)埋地鋼質(zhì)管道(以下簡(jiǎn)稱管道)的交流干擾腐蝕危害,減輕交流干擾和雷電對(duì)腐蝕控制系統(tǒng)的影響,規(guī)范交流干擾防護(hù)工程的技術(shù)要求,制定本標(biāo)準(zhǔn)。
1.0.2 本標(biāo)準(zhǔn)適用于管道交流干擾的調(diào)查與測(cè)量、交流干擾腐蝕防護(hù)工程的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)。
1.0.3 在干擾區(qū)域,宜由被干擾方、干擾源方及其他有關(guān)各方的代表,組成防干擾協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu),按統(tǒng)一測(cè)試、統(tǒng)一評(píng)價(jià)、分別實(shí)施和管理的原則,聯(lián)合設(shè)防、協(xié)調(diào)、處理,減輕干擾問(wèn)題。
1.0.4 埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)要求除應(yīng)執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)外,尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
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2 術(shù) 語(yǔ)
2.0.1 交流干擾 AC interference
由交流輸電系統(tǒng)和交流牽引系統(tǒng)在管道上耦合產(chǎn)生交流電壓和電流的現(xiàn)象。
2.0.2 交流干擾源 source of AC influence
能對(duì)埋地鋼質(zhì)管道造成交流干擾的高壓交流輸電線路、設(shè)施和交流電氣化鐵路、設(shè)施,統(tǒng)稱交流干擾源,或簡(jiǎn)稱干擾源。
2.0.3 管道交流干擾電壓 pipeline AC influence voltage
由交流干擾產(chǎn)生的管道對(duì)地交流電壓。也稱為管地交流電位。
2.0.4 交流電流密度 AC current density
交流電流在防腐層破損點(diǎn)處單位面積的漏泄量。
2.0.5 故障屏蔽fault shield
在輸電線路桿塔、變電站等的接地體與管道之間設(shè)置淺埋接地體,當(dāng)輸電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),可為管道和防腐層局部位置提供防護(hù)的措施。
2.0.6 去耦隔直裝置 DC decoupling device
允許交流電流雙向流動(dòng)、切斷或極大地降低直流電流流動(dòng)的裝置。包括極化電池、接地電池和固態(tài)去耦合器等。
2.0.7 固態(tài)去耦合器 solid-state DC decoupler
由固態(tài)電子元器件組成的干型去耦隔直裝置。它具有在低壓直流時(shí)的高電阻和交流時(shí)的低電阻的特性。
2.0.8 集中接地 lumped ground
在受附近輸電系統(tǒng)干擾的管道的某些重要位置設(shè)置的深埋或淺埋接地,為管道和防腐層提供持續(xù)干擾或瞬間干擾防護(hù)。
3 基本規(guī)定
3.0.1 管道與高壓交流輸電線路、交流電氣化鐵路宜保持盡可能大的間距。
3.0.2 在路徑受限區(qū)域,相關(guān)建設(shè)單位在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮管道可能受到的交流干擾,并對(duì)管道上可能產(chǎn)生的交流腐蝕和對(duì)腐蝕控制系統(tǒng)的影響程度進(jìn)行分析和評(píng)估。
3.0.3 對(duì)管道造成交流干擾的干擾源,應(yīng)根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采取減輕交流干擾的措施。
3.0.4 當(dāng)確認(rèn)管道受交流干擾影響和危害時(shí),必須采取與干擾程度相適應(yīng)的防護(hù)措施。
3.0.5 當(dāng)管道上的交流干擾電壓不高于4V時(shí),可不采取交流干擾防護(hù)措施;高于4V時(shí),應(yīng)采用交流電流密度進(jìn)行評(píng)估,交流電流密度可按下式計(jì)算:
……………………………………(3.0.5)
式中:
JAC——評(píng)估的交流電流密度(A/m2);
V ——交流干擾電壓有效值的平均值(V);
ρ——土壤電阻率(?·m);
d ——破損點(diǎn)直徑(m)。
注:1 ρ值應(yīng)取交流干擾電壓測(cè)試時(shí),測(cè)試點(diǎn)處與管道埋深相同的土壤電阻率實(shí)測(cè)值;
2 d值按發(fā)生交流腐蝕最嚴(yán)重考慮,取0.0113。
3.0.6 管道受交流干擾的程度可按表3.0.6交流干擾程度的判斷指標(biāo)的規(guī)定判定。
表3.0.6 交流干擾程度的判斷指標(biāo)
交流干擾程度 | 弱 | 中 | 強(qiáng) |
交流電流密度(A/ m2) | <30 | 30~100 | >100 |
3.0.7 當(dāng)交流干擾程度判定為“強(qiáng)”時(shí),應(yīng)采取交流干擾防護(hù)措施;判定為“中”時(shí),宜采取交流干擾防護(hù)措施;判定為“弱”時(shí),可不采取交流干擾防護(hù)措施。
3.0.8 在交流干擾區(qū)域的管道上宜安裝腐蝕檢查片,以測(cè)量交流電流密度和對(duì)交流腐蝕及防護(hù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。檢查片的裸露面積宜為100mm2,安裝按本規(guī)范附錄A進(jìn)行。
3.0.9 從事交流干擾和雷電影響防護(hù)設(shè)施安裝、調(diào)試、測(cè)試、維修的人員應(yīng)受過(guò)電氣安全培訓(xùn),并掌握相關(guān)電氣安全知識(shí)。
3.0.10 本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在有資格的腐蝕工程師或具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的腐蝕專家指導(dǎo)下使用。
4 調(diào)查與測(cè)試
4.1.1 當(dāng)管道與高壓交流輸電線路、交流電氣化鐵路的間隔距離大于1000m時(shí),不需要進(jìn)行干擾調(diào)查測(cè)試;當(dāng)管道與110kV及以上高壓交流輸電線路靠近時(shí),是否需要進(jìn)行干擾調(diào)查測(cè)試可按管道與高壓交流輸電線路的極限接近段長(zhǎng)度與間距相對(duì)關(guān)系圖(圖4.1.1)確定。
圖4.1.1極限接近段長(zhǎng)度(L)與間距(a)相對(duì)關(guān)系圖
4.1.2 當(dāng)管道與高壓交流輸電線路的相對(duì)位置關(guān)系處于需要進(jìn)行干擾調(diào)查測(cè)試區(qū)時(shí),對(duì)已建管道應(yīng)進(jìn)行管道交流干擾電壓、交流電流密度和土壤電阻率的測(cè)量;對(duì)在設(shè)計(jì)階段的新建管道可采用專業(yè)分析軟件,對(duì)干擾源在正常和故障條件下管道可能受到的交流干擾進(jìn)行計(jì)算。
4.2.1 交流干擾源的調(diào)查測(cè)試應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1 高壓輸電系統(tǒng)應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1) 管道與高壓輸電線路的相對(duì)位置關(guān)系;
2) 塔型、相間距、相序排列方式、導(dǎo)線類型和平均對(duì)地高度;
3) 接地系統(tǒng)的類型(包括基礎(chǔ))及與管道的距離;
4) 額定電壓、負(fù)載電流及三相負(fù)荷不平衡度;
5) 單相短路故障電流和持續(xù)時(shí)間;
6) 區(qū)域內(nèi)發(fā)電廠(變電站)的設(shè)置情況。
2 電氣化鐵路應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1) 鐵軌與管道的相對(duì)位置關(guān)系;
2) 牽引變電所位置,鐵路沿線高壓桿塔的位置與分布;
3) 饋電網(wǎng)絡(luò)及供電方式;
4) 供電臂短時(shí)電流、有效電流及運(yùn)行狀況(運(yùn)行時(shí)刻表)。
4.2.2 被干擾管道的調(diào)查測(cè)試應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1) 本地區(qū)過(guò)去的腐蝕實(shí)例;
2) 管道外徑、壁厚、材質(zhì)、敷設(shè)情況及地面設(shè)施(跨越、閥門、測(cè)試樁)等設(shè)計(jì)資料;
3) 管道與干擾源的相對(duì)位置關(guān)系;
4) 管道防腐層電阻率、防腐層類型和厚度;
5) 管道交流干擾電壓及其分布;
6) 安裝檢查片處交流電流密度;
7) 管道沿線土壤電阻率;
8) 管道已有陰極保護(hù)和防護(hù)設(shè)施的運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀況;
9) 相鄰管道或其他埋地金屬構(gòu)筑物干擾腐蝕與防護(hù)技術(shù)資料。
4.3 測(cè)試工作的分類及應(yīng)用
4.3.1 測(cè)試工作應(yīng)分以下三種:
1 普查測(cè)試:用于初步調(diào)查干擾程度及管地交流電位分布情況,為詳細(xì)測(cè)試提供依據(jù);
2 詳細(xì)測(cè)試:提供實(shí)施干擾防護(hù)措施所需的技術(shù)參數(shù);
3 防護(hù)效果評(píng)定測(cè)試:用于調(diào)整交流干擾防護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及評(píng)定防護(hù)效果。
4.3.2 對(duì)本規(guī)范第4.2.1和4.2.2條所規(guī)定的調(diào)查測(cè)試項(xiàng)目,可以根據(jù)具體干擾狀態(tài)、測(cè)試工作種類確定對(duì)全部或部分項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試。一般情況下,調(diào)查與測(cè)試項(xiàng)目宜按表4.3.2的規(guī)定進(jìn)行。
表4.3.2 調(diào)查與測(cè)試項(xiàng)目
實(shí)施 方面 | 調(diào)查、測(cè)試項(xiàng)目 | 測(cè)試分類 | ||||
普查測(cè)試 | 詳細(xì)測(cè)試 | 防護(hù)效果 評(píng)定測(cè)試 | ||||
干 擾 源 側(cè) | 高壓輸電系統(tǒng) | 管道與高壓輸電線路的相對(duì)位置關(guān)系 | ○ | ○ | — | |
塔型、相間距、相序排列方式、導(dǎo)線類型和平均對(duì)地高度 | √ | ○ | — | |||
接地系統(tǒng)的類型(包括基礎(chǔ))及與管道的距離 | ○ | ○ | — | |||
額定電壓、負(fù)載電流及三相負(fù)荷不平衡度 | △ | ○ | — | |||
單相短路故障電流和持續(xù)時(shí)間 | √ | ○ | — | |||
區(qū)域內(nèi)發(fā)電廠(變電站)的設(shè)置情況 | √ | ○ | — | |||
電氣化鐵路 | 鐵軌與管道的相對(duì)位置關(guān)系 | ○ | ○ | — | ||
牽引變電站位置,鐵路沿線高壓桿塔的位置與分布 | ○ | ○ | — | |||
饋電網(wǎng)絡(luò)及供電方式 | ○ | ○ | — | |||
供電臂短時(shí)電流、有效電流及運(yùn)行狀況(運(yùn)行時(shí)刻表) | √ | ○ | — | |||
被 干 擾 側(cè) | 本地區(qū)過(guò)去的腐蝕實(shí)例 | △ | △ | — | ||
管道外徑、壁厚、材質(zhì)、敷設(shè)情況及地面設(shè)施(跨越、閥門、測(cè)試樁)等設(shè)計(jì)資料 | √ | ○ | — | |||
管道與干擾源的相對(duì)位置關(guān)系 | ○ | ○ | — | |||
管道防腐層電阻率、防腐層類型和厚度 | △ | ○ | — | |||
管道交流干擾電壓及其分布 | ○ | ○ | ○ | |||
安裝檢查片處交流電流密度 | — | √ | △ | |||
管道沿線土壤電阻率 | ○ | ○ | ○ | |||
管道已有陰極保護(hù)防護(hù)設(shè)施的運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀況 | △ | ○ | △ | |||
相鄰管道或其他埋地金屬構(gòu)筑物干擾腐蝕與防護(hù)技術(shù)資料 | △ | △ | — |
注:○——必須進(jìn)行的項(xiàng)目; △——應(yīng)進(jìn)行的項(xiàng)目; √——宜進(jìn)行的項(xiàng)目。
4.4 測(cè)試工作的要求
4.4.1 普查測(cè)試應(yīng)遵循下列原則:
1 測(cè)試點(diǎn)應(yīng)選在與干擾源接近的管段,間隔宜為1km,應(yīng)盡量利用現(xiàn)有測(cè)試樁;
2 對(duì)與高壓交流輸電線路接近的管段,各點(diǎn)測(cè)試時(shí)間不短于5min;對(duì)與交流電氣化鐵路接近的管段,測(cè)試宜選擇在列車運(yùn)行的高峰時(shí)間段上;
3 應(yīng)記錄每次測(cè)量的時(shí)間和位置。
4.4.2 詳細(xì)測(cè)試應(yīng)遵循下列原則:
1 測(cè)試點(diǎn)應(yīng)根據(jù)普查測(cè)試結(jié)果布設(shè)在干擾較嚴(yán)重的管段上,干擾復(fù)雜時(shí)宜加密測(cè)試點(diǎn);
2 測(cè)定時(shí)間段應(yīng)分別選擇在干擾源的高峰、低峰和一般負(fù)荷三個(gè)時(shí)間段上,測(cè)定時(shí)間段一般為60min,對(duì)運(yùn)行頻繁的電氣化鐵路可取30min;對(duì)強(qiáng)度大或劇烈波動(dòng)的干擾,普查測(cè)試期間測(cè)得的交流干擾電壓最大和交流電流密度最大的點(diǎn),以及其他具有代表性的點(diǎn),應(yīng)當(dāng)進(jìn)行24h連續(xù)測(cè)試,或者直到確立和干擾源負(fù)載變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系;
3 每次測(cè)試的起止時(shí)間、測(cè)定時(shí)間段、讀數(shù)時(shí)間間隔、測(cè)試點(diǎn)均應(yīng)相同;
4 各測(cè)試點(diǎn)以相同的讀數(shù)時(shí)間間隔記錄數(shù)據(jù)。
4.4.3 防護(hù)效果評(píng)定測(cè)試應(yīng)遵循下列原則:
1 防護(hù)效果評(píng)定應(yīng)在所有詳細(xì)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行,測(cè)定時(shí)間段一般為8h;
2 接地點(diǎn)、檢查片安裝點(diǎn)、干擾緩解較大的點(diǎn)和較小的點(diǎn),測(cè)定時(shí)間段為24h;
3 在安裝檢查片的測(cè)試點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行交流電流密度的測(cè)量;
4 在安裝減輕干擾的接地點(diǎn)應(yīng)測(cè)量接地線中的交流電流;
5 其他原則與詳細(xì)測(cè)試相同;
6 應(yīng)繪制實(shí)施干擾防護(hù)措施前、后,原干擾段的管地交流電位分布曲線和測(cè)試點(diǎn)的電壓-時(shí)間曲線。
4.4.4 上述各類測(cè)試中,讀數(shù)時(shí)間間隔一般為10s~30s,干擾電壓變動(dòng)劇烈時(shí),宜為1s。
4.4.5 測(cè)試時(shí)應(yīng)斷開臨時(shí)性陰極保護(hù)和臨時(shí)防護(hù)接地體。
4.4.6 土壤電阻率的測(cè)試應(yīng)與管道交流電壓測(cè)試同時(shí)、同位置進(jìn)行。
4.4.7 交流干擾測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)附錄A執(zhí)行。
5 交流干擾防護(hù)措施
5.1.1 防護(hù)措施設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)調(diào)查與測(cè)試的結(jié)果,對(duì)下列各項(xiàng)進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估:
1 干擾源在正常運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)管道的交流腐蝕;
2 故障情況或雷電狀態(tài)下對(duì)管道防腐層和金屬本體、陰極保護(hù)設(shè)備和干擾防護(hù)設(shè)施的損傷;
3 操作和維護(hù)人員及公眾的接觸安全等影響。
5.1.2 對(duì)存在交流干擾的管道,在陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)給予更大的保護(hù)電流密度;在運(yùn)行調(diào)試中應(yīng)使管道保護(hù)電位(相對(duì)于CSE,消除IR降后)比陰極保護(hù)準(zhǔn)則電位(一般土壤環(huán)境中-850mV,在厭氧菌或硫酸鹽還原菌及其他有害菌土壤環(huán)境中-950mV)更負(fù)。
5.1.3 在同一條或同一系統(tǒng)的管道中,根據(jù)實(shí)際情況可采用一種或多種防護(hù)措施;但所有干擾防護(hù)措施均不得對(duì)管道陰極保護(hù)的有效性造成不利影響。
5.1.4 管道與輸電線路桿塔、通信鐵塔等及其接地裝置間應(yīng)盡可能地保證足夠的安全距離。在路徑受限地區(qū)難以滿足安全距離時(shí),應(yīng)采取故障屏蔽、接地、隔離等防護(hù)措施;宜根據(jù)工程實(shí)際情況,在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行管道安全評(píng)估。
5.1.5 埋地管道與高壓交流輸電線路的距離宜符合下列規(guī)定:
1 在開闊地區(qū),埋地管道與高壓交流輸電線路桿塔基腳間控制的最小距離宜不小于桿塔高度;
2 在路徑受限地區(qū),埋地管道與交流輸電系統(tǒng)的各種接地裝置之間的最小水平距離一般情況下不宜小于表5.1.5的規(guī)定。在采取故障屏蔽、接地、隔離等防護(hù)措施后,表5.1.5規(guī)定的距離可適當(dāng)減小。
表5.1.5 埋地管道與交流接地體的最小距離(m)
電壓等級(jí)(kV) | ≤220 | 330 | 500 |
鐵塔或電桿接地 | 5.0 | 6.0 | 7.5 |
5.1.6 管道與110kV及以上高壓交流輸電線路的交叉角度不宜小于55°。在不能滿足要求時(shí),宜根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行管道安全評(píng)估,結(jié)合防護(hù)措施,交叉角度可適當(dāng)減小。
5.1.7 陰極保護(hù)設(shè)備應(yīng)配有雷電和電涌保護(hù)裝置。
5.1.8 交流干擾防護(hù)設(shè)施的所有永久性電纜連接件應(yīng)仔細(xì)檢查,確保連接點(diǎn)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性,并在回填前做好防腐密封。
5.1.9 所有交流干擾防護(hù)設(shè)施的安裝中,應(yīng)首先把接地電纜連接到接地極上,然后再連接到受干擾的管道上。拆下的順序相反,連接接地極的一端應(yīng)最后拆卸。操作中應(yīng)使用適當(dāng)?shù)慕^緣工具或絕緣手套來(lái)減少電擊危險(xiǎn)。
5.2 故障和雷電干擾的防護(hù)措施
5.2.1 故障屏蔽應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 在管道鄰近架空輸電線路桿塔、變電站或通訊鐵塔、大型建筑的接地體的局部位置處,可沿管道平行敷設(shè)一根或多根淺埋接地線作屏蔽體,減輕在電力故障或雷電情況下,強(qiáng)電沖擊對(duì)管道防腐層或金屬本體的影響;
2 屏蔽線宜通過(guò)固態(tài)去耦合器與受影響的管道連接且連接點(diǎn)不少于兩處。
5.2.2 集中接地應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 在進(jìn)、出工藝站場(chǎng)、監(jiān)控閥室的管道上或監(jiān)視閥室安裝有絕緣接頭的放空管等位置處,宜設(shè)置集中接地,減輕在電力故障或雷電情況下,強(qiáng)電沖擊對(duì)管道輔助設(shè)施、陰極保護(hù)設(shè)備和線路管道防腐層的影響;
2 集中接地可利用就近的管道系統(tǒng)共用接地網(wǎng)接地。在需單獨(dú)設(shè)置接地的位置,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件接地體采用淺埋或深埋方式;
3 接地體宜通過(guò)去耦隔直裝置與受影響的管道連接。
5.2.3 接地墊應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 在操作人員與管道輔助設(shè)施(如閥門、陰極保護(hù)檢測(cè)裝置)接觸區(qū)域內(nèi)可能存在危險(xiǎn)的接觸電壓和跨步電壓時(shí),可采用接地墊,避免接觸電壓和跨步電壓對(duì)操作人員的危害;
2 接地墊面積應(yīng)足夠大,并盡量靠近地面安裝;
3 接地墊與受影響的構(gòu)筑物連接點(diǎn)應(yīng)不少于兩處,可通過(guò)去耦隔直裝置連接,以減輕陰極保護(hù)屏蔽、電偶腐蝕,以及對(duì)陰極保護(hù)同步瞬間斷電測(cè)量的不利影響;
4 接地墊上方宜鋪一層干凈的、排水良好的礫石層,礫石層的厚度不應(yīng)小于8cm,礫石粒徑不小于1.3cm。
5.2.4 固態(tài)去耦合器、極化電池、接地電池及其他裝置應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 在受強(qiáng)脈沖和過(guò)高感應(yīng)交流電壓影響的管道和適當(dāng)?shù)慕拥匮b置之間,可裝設(shè)固態(tài)去耦合器、極化電池、接地電池或其他裝置,以有效隔離陰極保護(hù)電流,將管道瞬間干擾電壓降到容許值以下;
2 當(dāng)使用固態(tài)去耦合器、極化電池、接地電池以及其他裝置時(shí),應(yīng)當(dāng)正確選擇其規(guī)格、位置、連接方式,并能安全承載最大沖擊電流。
5.2.5 管道與防護(hù)裝置和接地裝置連接電纜的截面積應(yīng)與泄放電流強(qiáng)度相匹配,宜采用35mm2的多股銅芯電纜,電纜敷設(shè)應(yīng)當(dāng)盡可能的短直。
5.3 持續(xù)干擾的防護(hù)措施
5.3.1 可采取在長(zhǎng)距離干擾管段的適當(dāng)部位設(shè)置絕緣接頭的分段隔離措施,將與交流干擾源相鄰的管段與其他管段電隔離,以簡(jiǎn)化防護(hù)措施。
5.3.2 在進(jìn)行持續(xù)干擾防護(hù)措施的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)調(diào)查與測(cè)試結(jié)果的分析,結(jié)合對(duì)陰極保護(hù)效果的影響等因素,選定適用的接地方式。持續(xù)干擾防護(hù)常用的接地方式應(yīng)符合表5.3.2的規(guī)定。
表5.3.2 持續(xù)干擾防護(hù)常用的接地方式
方 式 | 直接接地 | 負(fù)電位接地 | 固態(tài)去耦合器接地 |
示 意 圖 | |||
特 點(diǎn) 及 適 用 范 圍 | 適用于陰極保護(hù)站保護(hù)范圍小的被干擾管道。具有簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、減輕干擾效果好的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是應(yīng)用范圍小,漏失陰極保護(hù)電流。 | 適用于受干擾區(qū)域管道與強(qiáng)制電流保護(hù)段電隔離,且土壤環(huán)境適宜于采用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的干擾管道。具有減輕干擾效果好、向管道提供陰極保護(hù)的優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是管道進(jìn)行瞬間斷電測(cè)量與評(píng)價(jià)陰極保護(hù)有效性實(shí)施困難。 | 適用范圍廣。能有效隔離陰極保護(hù)電流,啟動(dòng)電壓低,可將感應(yīng)交流電壓降到允許的極限電壓內(nèi),減輕干擾效果好;額定雷電沖擊及故障電流通流容量大,裝置抗雷電或故障電流強(qiáng)電沖擊性能好。缺點(diǎn)是價(jià)格高。 |
5.3.3 接地點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)詳細(xì)測(cè)試或計(jì)算結(jié)果分析確定,通常情況下,可按下述條件綜合確定:
1 相互位置條件:
1) 被干擾管道首、末端;
2) 管道接近或離開干擾源處;
3) 管道與干擾源距離最小的點(diǎn);
4)管道與干擾源距離發(fā)生突變的點(diǎn);
5)管道穿越干擾源處。
2 技術(shù)條件:
1) 交流電流密度較大的點(diǎn);
2) 管道交流干擾電壓較高、且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的點(diǎn);
3) 高壓輸電線導(dǎo)線換位處;
4)土壤電阻率低,便于接地體設(shè)置的場(chǎng)所。
5.3.4 干擾防護(hù)設(shè)施中所有的連接點(diǎn)應(yīng)安全可靠;所有電纜、連接件和裝置部件等應(yīng)能承受預(yù)期的最大沖擊或故障電流。
5.3.5 在存在直流雜散電流影響的管段進(jìn)行持續(xù)交流干擾防護(hù)時(shí),宜采用去耦隔直裝置。去耦隔直裝置的直流反向啟動(dòng)電壓必須高于管道可能出現(xiàn)的對(duì)地負(fù)向直流電壓。
6 防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)整及效果評(píng)價(jià)
6.1.1 交流干擾防護(hù)工程安裝完畢后,應(yīng)立即投入試運(yùn)行,并進(jìn)行全面綜合調(diào)整,使防護(hù)系統(tǒng)達(dá)到最佳效果。
6.1.2 防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)整,可采用以下措施:
1 改變防護(hù)接地點(diǎn)位置,或增設(shè)防護(hù)接地點(diǎn)及其設(shè)施;
2 分段隔離措施。絕緣接頭兩端應(yīng)跨接去耦隔直裝置或避雷器等防電涌裝置。
6.2.1 防護(hù)效果的評(píng)價(jià)應(yīng)符合以下原則:
1 防護(hù)效果的評(píng)價(jià)點(diǎn)應(yīng)包括防護(hù)接地點(diǎn)、檢查片安裝點(diǎn)、干擾緩解較大的點(diǎn)、干擾緩解較小的點(diǎn),其他評(píng)定點(diǎn)可根據(jù)實(shí)際情況選擇;
2 在測(cè)取干擾防護(hù)措施實(shí)施前、后參數(shù)時(shí),應(yīng)統(tǒng)一測(cè)量點(diǎn)、測(cè)定時(shí)間段、讀數(shù)時(shí)間間隔、測(cè)量方法和儀表設(shè)備。
6.2.2 防護(hù)效果應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 在土壤電阻率不大于25Ω?m的地方,管道交流干擾電壓低于4V;在土壤電阻率大于25Ω?m的地方,交流電流密度小于60A/m2;
2 在安裝陰極保護(hù)電源設(shè)備、電位遠(yuǎn)傳設(shè)備及測(cè)試樁位置處,管道上的持續(xù)干擾電壓和瞬間干擾電壓應(yīng)低于相應(yīng)設(shè)備所能承受的抗工頻干擾電壓和抗電強(qiáng)度指標(biāo),并滿足安全接觸電壓的要求。
7 管道安裝中的干擾防護(hù)
7.0.1 鄰近交流輸電系統(tǒng)的管道在施工期間應(yīng)指定專人負(fù)責(zé)電氣安全。安全負(fù)責(zé)人應(yīng)熟悉輸電線路對(duì)管道的電磁影響及其防護(hù)的規(guī)定。
7.0.2 管道施工開始前,宜與鄰近干擾源方的主管部門商議,共同制定適當(dāng)?shù)氖┕こ绦?,保證管道施工安全順利進(jìn)行。
7.0.3 在進(jìn)行與交流干擾區(qū)域內(nèi)管道接觸的任何作業(yè)前,應(yīng)進(jìn)行管道交流干擾電壓的測(cè)量。
7.0.4 在交流干擾區(qū)域內(nèi)進(jìn)行管道施工時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 長(zhǎng)度為300m與大地絕緣的管段兩端應(yīng)裝設(shè)臨時(shí)接地極;長(zhǎng)度超過(guò)300m與大地絕緣的管段,應(yīng)由一端開始,每隔300m裝設(shè)單獨(dú)的臨時(shí)接地極。接地極接地電阻應(yīng)小于30Ω;
2 臨時(shí)接地極可以是接地棒、裸露的套管或其他適宜的金屬接地體,但不得與鄰近的輸電線路接地極相連;
3 臨時(shí)接地極與管道的連接線應(yīng)采用截面積不小于10mm2多股銅芯導(dǎo)線,各連接點(diǎn)應(yīng)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性;
4 所有臨時(shí)接地極應(yīng)保持到管道回填,如無(wú)特殊要求,回填時(shí)應(yīng)予以拆除。
7.0.5 當(dāng)車輛及其他施工設(shè)備在輸電線路附近工作時(shí),應(yīng)遵守現(xiàn)行電氣安全規(guī)程。金屬工棚或拖車應(yīng)接地。
8 運(yùn)行與管理
8.1.1 交流干擾防護(hù)系統(tǒng)的常規(guī)功能性檢測(cè)內(nèi)容及周期,按表8.1.1的規(guī)定進(jìn)行,以確認(rèn)防護(hù)系統(tǒng)是否運(yùn)行正常,防護(hù)效果是否符合指標(biāo)要求。
表8.1.1常規(guī)功能性檢測(cè)內(nèi)容及周期
設(shè)施 | 檢測(cè)內(nèi)容 | 周期 |
犧牲陽(yáng)極防護(hù)設(shè)施 | 陽(yáng)極交流排流量、陽(yáng)極輸出電流、陽(yáng)極開路電位;管地交流電位和直流電位 | 每月一次 |
測(cè)試樁 | 管地交流電位(每月一次);通過(guò)檢查片檢測(cè):管地?cái)嚯婋娢?、交流電流密?/span> | 至少每年一次 |
防護(hù)設(shè)備 | 防護(hù)設(shè)備的運(yùn)行和狀況;交流排流量、接地極接地電阻 | 根據(jù)運(yùn)行條件,每一個(gè)月至三個(gè)月一次 |
防護(hù)系統(tǒng)全面維護(hù) | 防護(hù)系統(tǒng)全面檢查;各主要元件性能檢測(cè);失效元件的更換 | 每年一次 |
8.1.2 應(yīng)對(duì)檢查與測(cè)量所得的數(shù)據(jù)和所發(fā)現(xiàn)情況進(jìn)行分析,進(jìn)而指出可能存在的異常以及改進(jìn)措施,說(shuō)明對(duì)管道狀況進(jìn)行更詳細(xì)評(píng)價(jià)的必要性。
8.1.3 當(dāng)干擾環(huán)境發(fā)生較大改變時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行各項(xiàng)調(diào)查,對(duì)防護(hù)設(shè)施進(jìn)行調(diào)整或改進(jìn)防護(hù)措施。當(dāng)防護(hù)設(shè)備主要元件進(jìn)行維修或更換后,應(yīng)進(jìn)行接地點(diǎn)管地交流電位的24h連續(xù)測(cè)試。
8.2.1 在可能存在交流腐蝕的管段,宜定期對(duì)管道或腐蝕檢查片進(jìn)行開挖調(diào)查,以對(duì)交流腐蝕進(jìn)行確認(rèn)。對(duì)檢查片的開挖調(diào)查宜在埋設(shè)12個(gè)月后進(jìn)行,交流腐蝕的識(shí)別應(yīng)符合本規(guī)范附錄B的規(guī)定。
8.2.2 管道開挖檢測(cè)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評(píng)價(jià)》SY/T0087.1-1的有關(guān)規(guī)定。檢查片的制備、腐蝕產(chǎn)物清除和腐蝕速率計(jì)算應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼質(zhì)檢查片腐蝕速率測(cè)試方法》SY/T0029的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
8.3.1 處于輸電線路、電氣化鐵路及其接地體附近的管道應(yīng)加強(qiáng)管理,防止對(duì)管道維護(hù)人員的傷害。
8.3.2 交流干擾防護(hù)設(shè)施和陰極保護(hù)設(shè)施應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志。
8.3.3 掌握鄰近高壓輸電系統(tǒng)、交流牽引系統(tǒng)的主要電氣參數(shù)及防護(hù)措施的現(xiàn)狀。
8.3.4 在管道檢修期內(nèi)或開挖管道、接觸管道的各種作業(yè)時(shí),應(yīng)與電力或鐵路部門加強(qiáng)聯(lián)系,并指定有經(jīng)驗(yàn)人員隨時(shí)監(jiān)護(hù),避免發(fā)生電擊危害。
8.3.5 在進(jìn)行干擾測(cè)試和防護(hù)設(shè)施維護(hù)及其他防護(hù)作業(yè)時(shí)的安全守則應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法》GB/T 21246的有關(guān)規(guī)定。
8.3.6 雷雨期間,不得進(jìn)行交流干擾電參數(shù)測(cè)試或類似性質(zhì)的工作。
8.3.7 站在接地墊上的操作、維護(hù)人員和接地墊以外人員之間,不得傳遞金屬器具。
A.1.1 對(duì)已建管道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的主要參數(shù)應(yīng)為管道交流干擾電壓、保護(hù)電位和土壤電阻率。當(dāng)安裝了檢查片,所測(cè)參數(shù)尚應(yīng)包括檢查片交流電流密度。
A.1.2 測(cè)量?jī)x表應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 測(cè)量?jī)x表應(yīng)具有防電磁干擾性能;
2 測(cè)量?jī)x表及測(cè)量導(dǎo)線應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法》GB/T 21246的有關(guān)規(guī)定。
A.1.3 參比電極應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 參比電極可采用鋼棒電極、硫酸銅電極。采用鋼棒電極時(shí),其鋼棒直徑不宜小于16mm,插入土壤深度宜為100mm;
2 參比電極放置處,地下不應(yīng)有冰層、混凝土層、金屬及其他影響測(cè)量的物體;
3 土壤干燥時(shí),應(yīng)澆水濕潤(rùn)。
A.1.4 測(cè)量工作的安全守則應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法》GB/T 21246的有關(guān)規(guī)定。
A.2.1 管道交流干擾電壓測(cè)量應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第4.4節(jié)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。對(duì)短期測(cè)量可使用交流電壓表;對(duì)長(zhǎng)期測(cè)量應(yīng)使用存儲(chǔ)式交流電壓測(cè)試儀。
A.2.2 測(cè)量步驟應(yīng)包括:
1將交流電壓表與管道及參比電極相連接,接線方式見管道交流干擾電壓測(cè)量接線(圖A.2.2);
2 將電壓表調(diào)至適宜的量程上,記錄測(cè)量值和測(cè)量時(shí)間。
圖A.2.2 管道交流干擾電壓測(cè)量接線圖
1—交流電壓表;2—參比電極;3—埋地管道;4—測(cè)試樁;5—測(cè)試導(dǎo)線
A.2.3 數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 測(cè)量點(diǎn)干擾電壓的最大值、最小值,從已記錄的各次測(cè)量值中直接選擇。平均值應(yīng)按下式進(jìn)行計(jì)算:
……………………………………(A.2.3)
式中:UP —測(cè)量時(shí)間段內(nèi)測(cè)量點(diǎn)交流干擾電壓有效值的平均值(V);
—測(cè)量時(shí)間段內(nèi)測(cè)量點(diǎn)交流干擾電壓有效值的總和(V);
n—測(cè)量時(shí)間段內(nèi)讀數(shù)的總次數(shù)。
2 繪制出測(cè)量點(diǎn)的電壓—時(shí)間曲線圖;
3 繪制出干擾管段的平均干擾電壓—距離曲線,即干擾電壓分布曲線圖。
A.3.1 檢查片安裝應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 在進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試時(shí),可使用裸露面積為100mm2的便攜式棒狀探頭。將便攜式棒狀探頭插入靠近管道的土壤中,并通過(guò)測(cè)量電纜與管道電連通;
2 在進(jìn)行監(jiān)測(cè)及評(píng)估管道運(yùn)行期間交流腐蝕影響的測(cè)量時(shí),應(yīng)使用腐蝕檢查片組(如:3片),其中應(yīng)至少有一個(gè)檢查片通過(guò)測(cè)量電纜與管道電連通。檢查片與管道的凈距約0.5m,各檢查片間的間距約3m。檢查片除裸露面積為100mm2的金屬表面外,其余部位應(yīng)作好防腐絕緣。檢查片的制備應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼質(zhì)檢查片腐蝕速率測(cè)試方法》SY/T0029的有關(guān)規(guī)定。
A.3.2 測(cè)量步驟應(yīng)包括:
1將交流電流表串入回路與管道及檢查片相連接,接線方式見交流電流密度測(cè)量接線圖(圖A.3.2);
2將交流電流表調(diào)至適宜的量程上,記錄測(cè)量值和測(cè)量時(shí)間。
圖A.3.2 交流電流密度測(cè)量接線圖
1—腐蝕檢查片;2—埋地鋼質(zhì)管道;3—交流電流表;4—測(cè)試樁;5—銅質(zhì)連接片
A.3.3數(shù)據(jù)處理應(yīng)將直接測(cè)量獲得的交流電流值(IAC)除以檢查片裸露面積即為交流電流密度值(JAC)。
附錄B 交流腐蝕的識(shí)別
B.0.1 在對(duì)評(píng)估為存在交流腐蝕可能性高的管段或預(yù)埋的腐蝕檢查片進(jìn)行開挖檢測(cè)中,現(xiàn)場(chǎng)開挖后宜采用PH試紙及時(shí)測(cè)量缺陷與土壤界面的PH值,并測(cè)量附近土壤電阻率。
B.0.2 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的情況,交流腐蝕評(píng)估按表B.0.2規(guī)定的評(píng)估項(xiàng)目對(duì)腐蝕類型進(jìn)行評(píng)價(jià),當(dāng)大多數(shù)評(píng)估項(xiàng)目結(jié)論為肯定時(shí),可以判定為交流腐蝕?,F(xiàn)場(chǎng)不能識(shí)別的,應(yīng)做好記錄,提交相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)人員處理。
表B.0.2 交流腐蝕評(píng)估表
序號(hào) | 評(píng) 估 內(nèi) 容 | 是 | 否 |
1 | 管道上存在大于4V的持續(xù)交流干擾電壓 | ||
2 | 防腐層單個(gè)破損點(diǎn)面積為1~6平方厘米的小缺陷 | ||
3 | 管壁存在腐蝕 | ||
4 | 測(cè)得的管道保護(hù)電位值在陰極保護(hù)準(zhǔn)則允許的范圍內(nèi) | ||
5 | PH值非常高(典型情況大于10) | ||
6 | 腐蝕形態(tài)呈凹陷的半球圓坑狀 | ||
7 | 腐蝕坑比防腐層破損面積更大 | ||
8 | 腐蝕產(chǎn)物容易一片片地清除 | ||
9 | 腐蝕產(chǎn)物清除后,鋼鐵表面有明顯的硬而黑的層狀痕跡 | ||
10 | 管道周圍土壤電阻率低或者非常低 | ||
11 | 防腐層下存在大面積的剝離(在腐蝕坑周圍有明顯的暈輪痕跡) | ||
12 | 在腐蝕區(qū)域的遠(yuǎn)處,出現(xiàn)分層或腐蝕產(chǎn)物中含有大量碳酸鈣 | ||
13 | 腐蝕產(chǎn)物里存在四氧化三鐵 | ||
14 | 管道附近土壤存在硬石狀形成物 |
1 為便于在執(zhí)行本規(guī)范條文時(shí)區(qū)別對(duì)待,對(duì)要求嚴(yán)格程度不同的用詞說(shuō)明如下:
1)表示很嚴(yán)格,非這樣做不可的用詞:
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)這樣做的用詞:
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,在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的用詞:
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用詞,采用“可”。
2 本規(guī)范中指明應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的寫法為“應(yīng)符合……的規(guī)定”或“應(yīng)按……執(zhí)行”。
1《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法》GB/T 21246
2《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評(píng)價(jià)》SY/T 0087.1-1
3《埋地鋼質(zhì)管道檢查片腐蝕速率測(cè)試方法》SY/T 0029
中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
Standard for AC interference mitigation of buried steel pipelines
GB××××—201×
制訂說(shuō)明
本標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)<2009年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃>的通知》(建標(biāo)[2009]88號(hào))的要求,由主編單位會(huì)同參編單共同編制而成。
制訂過(guò)程中,經(jīng)過(guò)調(diào)研,比較廣泛地征求了有關(guān)單位意見,總結(jié)了多年來(lái)管道交流干擾防護(hù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0032-2000《埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》為基礎(chǔ),同時(shí)參考了歐洲標(biāo)準(zhǔn)CEN/TS 15280-2006《埋地陰極保護(hù)管道交流腐蝕可能性評(píng)估》、美國(guó)NACE SP0177-2007《減輕交流電和雷電對(duì)金屬構(gòu)筑物和腐蝕控制系統(tǒng)影響的措施》和ISO 15589-1:2003《管道輸送系統(tǒng)的陰極保護(hù)》(第一部分:陸上管道)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)當(dāng)前工程建設(shè)中在管道外防腐層、高壓輸電線路電壓等級(jí)等方面的發(fā)展變化情況,結(jié)合現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)在管道建設(shè)方面出現(xiàn)的新需求,為體現(xiàn)當(dāng)今技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展與對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求相適應(yīng)的原則,使國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌,對(duì)原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)范結(jié)構(gòu)、條文內(nèi)容進(jìn)行了較大的調(diào)整和補(bǔ)充、完善。除按建設(shè)部的《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》在章節(jié)編排、文字?jǐn)⑹錾系南鄳?yīng)調(diào)整和修改外,主要依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和研究報(bào)告,結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)工程在交流干擾防護(hù)上應(yīng)用的成熟的新技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì):交流干擾程度的判斷、交流腐蝕的識(shí)別、調(diào)查與測(cè)試、監(jiān)測(cè)方面內(nèi)容,以及減輕交流電和雷電對(duì)管道腐蝕控制系統(tǒng)影響的防護(hù)技術(shù)方面的內(nèi)容,進(jìn)行補(bǔ)充和完善。
為便于有關(guān)人員在使用本規(guī)范時(shí)能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定,根據(jù)《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》編寫了《條文說(shuō)明》。
鑒于本規(guī)范系初次編制,為了提高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量,請(qǐng)各單位在執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中,注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn),積累資料。隨時(shí)將有關(guān)意見反饋給中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司(成都市小關(guān)廟后街25號(hào),郵編610017),以便今后修訂時(shí)參考。
目 次
6 防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)整及效果評(píng)價(jià)
1 總 則
1.0.1 本條明確了本標(biāo)準(zhǔn)制定的目的。目前工程建設(shè)中,管道主要采用的是以擠壓聚乙烯三層結(jié)構(gòu)防腐層(3LPE)、熔結(jié)環(huán)氧粉末等為主的高絕緣性能的防腐層,輸電線路等級(jí)更高,出現(xiàn)了500kV甚至750kV或1000kV,交流電氣化鐵路里程快速增長(zhǎng),三者間受空間限制的情況也越來(lái)越多,受交流干擾源電磁耦合影響,管道更容易感應(yīng)上持續(xù)的高電壓,所引發(fā)的交流干擾問(wèn)題更加劇了管道交流腐蝕及電危害的風(fēng)險(xiǎn);而三者都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要?jiǎng)用},在公用走廊中的安全運(yùn)行異常重要。因此,應(yīng)通過(guò)既保證安全又節(jié)約投資的技術(shù)手段,合理地解決公用走廊中三者間在空間上的矛盾,有效減輕交流電和雷電對(duì)管道造成的交流腐蝕和對(duì)腐蝕控制系統(tǒng)的影響。編制本標(biāo)準(zhǔn),就是為了通過(guò)規(guī)范交流干擾防護(hù)的技術(shù)要求,體現(xiàn)當(dāng)今技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展與對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求相適應(yīng)的原則,從交流干擾防護(hù)的實(shí)際需要出發(fā),做到技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,安全適用,達(dá)到有效減輕交流干擾源對(duì)管道電磁耦合影響,延長(zhǎng)管道使用壽命的目的。本標(biāo)準(zhǔn)提及的高壓交流輸電線路為架空輸電線路,絕緣良好且有鎧裝的埋地高壓輸電電纜無(wú)論正常情況還是短路情況下對(duì)管道的電磁耦合干擾影響均較小,德國(guó)AFK NO.3中也明確了不予考慮。
1.0.2 明確了本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍,著重于交流電干擾腐蝕危害的控制,以及交流電和雷電對(duì)埋地鋼質(zhì)管道腐蝕控制系統(tǒng)(外防腐層、陰極保護(hù)設(shè)備和檢測(cè)設(shè)施等)的影響及減輕措施。但持續(xù)或瞬間干擾下對(duì)操作和公眾人員的安全電壓指標(biāo),不屬于金屬防腐技術(shù)范疇。
1.0.3 公用走廊中的相互影響與防護(hù)涉及相關(guān)行業(yè)之間、不同產(chǎn)權(quán)歸屬單位間的有效協(xié)調(diào),為了在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體利益中找到一個(gè)既能將解決技術(shù)問(wèn)題的費(fèi)用降到最低限度,又能保證安全可靠性的解決辦法,平衡各方面的利害關(guān)系,協(xié)調(diào)解決不同行業(yè)或產(chǎn)權(quán)隸屬部門之間出現(xiàn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、義務(wù)和責(zé)任問(wèn)題是有必要的,交流電干擾的特點(diǎn)是影響范圍廣、狀態(tài)多變,并且對(duì)特定環(huán)境、對(duì)象干擾程度往往不同,所以在采取防干擾措施上,需與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際密切結(jié)合,干擾源方與被干擾方“綜合治理”、“共同防護(hù)”才能會(huì)起到事半功倍的效果。
1.0.4 指出本標(biāo)準(zhǔn)與其他有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。
2 術(shù) 語(yǔ)
2.0.1~2.0.3 《油氣田及管道腐蝕與防護(hù)工程基本術(shù)語(yǔ)》SY/T0030-2008標(biāo)準(zhǔn)中已有的術(shù)語(yǔ)在本標(biāo)準(zhǔn)中不列入。該術(shù)語(yǔ)按《埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》SY/T0032-2000給出。
2.0.5~2.0.8 按美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《減輕交流電和雷電對(duì)金屬構(gòu)筑物和腐蝕控制系統(tǒng)影響的措施》NACE SP0177-2007中的定義給出。
3 基本規(guī)定
3.0.1 減緩相互影響最有效的措施是從間距上保證,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中盡可能地遠(yuǎn)離干擾源是原則,本條依據(jù)加拿大國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《管線和輸電線路兩者間電協(xié)調(diào)的原則和應(yīng)用》CAV/CSA-C22.3 NO.6-M91(1999修訂版)總則第3.1.3條給出。
3.0.2 提出相關(guān)建設(shè)單位在交流電干擾環(huán)境中應(yīng)遵守的基本要求,在對(duì)線路路由走向、廠站和導(dǎo)線換位的設(shè)置、饋電方式等方案的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中就應(yīng)對(duì)所有影響進(jìn)行考慮,這是今后工程建設(shè)與運(yùn)行管理中合理協(xié)調(diào)與順利實(shí)施的前提。本條是參照NACE SP0177-2007第6.2.1條和國(guó)際大電網(wǎng)組織(CIGRE)報(bào)告《高壓電力系統(tǒng)對(duì)金屬管線的影響導(dǎo)則》制定的。
3.0.3 ~3.0.4 本條引自SY/T0032-2000第 3.0.3條和1.0.7條。
3.0.5 采用4V電壓指標(biāo)先于其他指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估是按歐洲技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CEN/TS 15280:2006中在使用管道交流干擾電壓的評(píng)估指標(biāo)的相應(yīng)規(guī)定。對(duì)一些低土壤電阻率區(qū)域,采用單一交流電流密度來(lái)評(píng)估存在局限性;同樣對(duì)一些高土壤電阻率區(qū)域采用單一電壓指標(biāo)也存在局限性,本標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了以電壓來(lái)先行判斷,并綜合電流密度指標(biāo)評(píng)估的指導(dǎo)原則。金屬管道發(fā)生AC腐蝕的前提條件是存在持續(xù)的高的感應(yīng)交流電壓,該指標(biāo)是國(guó)外基于大量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和案例分析、實(shí)驗(yàn)和基礎(chǔ)研究以及工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上的總結(jié)。
影響交流腐蝕現(xiàn)象的主要參數(shù):感應(yīng)的交流電壓;裸露金屬上的交流電流密度;管道直流電流的極化程度;防腐層破損點(diǎn)尺寸;周圍的土壤電阻率;周圍的土壤化學(xué)成份。本條中式(3.0.5)是依據(jù)殼牌DEP標(biāo)準(zhǔn)(陰極保護(hù)DEP 30.10.73)、國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)(CIGRE)同歐洲管線腐蝕與保護(hù)委員會(huì)(CEOCOR)合作的研究驗(yàn)證報(bào)告《陰極保護(hù)管道上的交流腐蝕—對(duì)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和減緩措施的指導(dǎo)書》,以及美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)的《陰極保護(hù)技術(shù)教程》CP-3等給出。破損點(diǎn)直徑(裸露面積)的規(guī)定引自CEN/TS 15280:2006第6.1的相關(guān)規(guī)定,同時(shí)也包括:ISO 15589-1:2003、NACE技術(shù)報(bào)告《交流腐蝕:腐蝕速率、機(jī)理、減緩要求》(NACE 327工作組)中都說(shuō)明了裸露面積為100mm2的缺陷具有代表性和最有可能發(fā)生交流腐蝕。
3.0.6 交流腐蝕發(fā)生的可能性與防腐層破損點(diǎn)的電流密度及相伴隨的管道與外界的電流流動(dòng)相關(guān)聯(lián),交流電流密度指標(biāo)是經(jīng)國(guó)內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)室確認(rèn),同時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)也是按CEN/TS 15280:2006及BS EN12954:2001、ISO15589-1:2003等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中公認(rèn)的準(zhǔn)則制訂的。早在1975年中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所二部的實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告就指出,當(dāng)電流密度為3~5mA/cm2時(shí),其腐蝕大約分別為自然腐蝕的2~5倍,交流腐蝕已不容忽視。如果相應(yīng)于100mm2裸露面上的交流電流密度低于30 A/ m2;并且管/地電位滿足保護(hù)準(zhǔn)則電位,則腐蝕風(fēng)險(xiǎn)是可忽視的。當(dāng)交流電流密度大于100 A/ m2時(shí),即使達(dá)到預(yù)期的陰極保護(hù)準(zhǔn)則電位,也存在高的交流腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
3.0.8 裸露金屬上的交流電流密度的實(shí)測(cè)只能借助于檢查片來(lái)進(jìn)行,在目前國(guó)際上對(duì)交流腐蝕的認(rèn)知水平下,推薦對(duì)交流干擾的管道應(yīng)使用檢查片,定期對(duì)管道或永久性腐蝕檢查片進(jìn)行開挖調(diào)查,以對(duì)交流腐蝕和防護(hù)效果進(jìn)行確認(rèn)。
3.0.9 本條引自NACE SP0177-2007的相關(guān)規(guī)定,對(duì)施工與維護(hù)中操作人員的基本要求作出了明確規(guī)定。
3.0.10 本條是與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌的作法,編寫本條文是為了將來(lái)更好的執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)。
4 調(diào)查與測(cè)試
4.1 一般規(guī)定
4.1.1 管道受干擾的程度與許多因素有關(guān),見4.2節(jié)中調(diào)查的內(nèi)容,為工程實(shí)際中方便初步判斷,增強(qiáng)本標(biāo)準(zhǔn)的可操作性,依據(jù)CEN/TS 15280:2006第7.2.3條及德國(guó)腐蝕問(wèn)題工作協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《高壓三相電流裝置和交流路軌設(shè)備影響范圍內(nèi)的管線安裝和操作措施》(Afk NO.3-82)的相關(guān)規(guī)定給出了管道極限接近段長(zhǎng)度與間距的相對(duì)關(guān)系圖。
4.1.2 對(duì)已建管道推薦采用實(shí)測(cè),對(duì)處于設(shè)計(jì)階段的新建管道或干擾源未運(yùn)行情況,系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可按國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)(CIGRE)報(bào)告《高壓電力系統(tǒng)對(duì)金屬管線的影響導(dǎo)則-1995》進(jìn)行計(jì)算或采用一些專用軟件進(jìn)行建模計(jì)算分析。如:用于公用走廊電磁干擾和接地分析的CDEGS軟件。美國(guó)雪佛龍公司標(biāo)準(zhǔn)《AC干擾抑制系統(tǒng)》(CPM-DU-6020)中明確規(guī)定了對(duì)新建管道在設(shè)計(jì)中必須采用專業(yè)軟件(SES-CDEGS和Right-of-Way)進(jìn)行AC干擾建模計(jì)算。對(duì)已建管道交流電流密度可根據(jù)4.4.6條測(cè)得數(shù)據(jù)計(jì)算,也可直接測(cè)試。
4.2 調(diào)查與測(cè)試的項(xiàng)目
4.2.1~4.2.2 本節(jié)調(diào)查與測(cè)量的項(xiàng)目按NACE SP0177-2007第6.2.4條及SY/T0032-2000給出,這些項(xiàng)目是影響干擾程度的主要因素,也滿足行建模計(jì)算所需參數(shù)的要求。
4.3 測(cè)試工作的分類及應(yīng)用
4.3.1~4.3.2 測(cè)試管道交流干擾電壓是掌握管道交流干擾情況最基本、最直接的手段,又是對(duì)防護(hù)措施及效果評(píng)定的可靠依據(jù),條文的規(guī)定按SY/T0032-2000給出,分為三個(gè)階段:首先是普查測(cè)試,粗略地了解管道被干擾的情況,并據(jù)此確定下一步的工作方向和內(nèi)容;詳細(xì)測(cè)試是盡可能地、周詳?shù)卣莆毡桓蓴_的具體情況和程度,并以此決定所采取的防護(hù)措施;防護(hù)效果評(píng)定測(cè)試是完成了防護(hù)措施之后,反過(guò)來(lái)檢查效果,看減輕交流干擾達(dá)到了怎樣的程度,這三個(gè)階段中所進(jìn)行的測(cè)試,雖然測(cè)試內(nèi)容都相同,但深度和目的、用途不同。三個(gè)測(cè)試階段中,以詳細(xì)測(cè)試和防護(hù)效果評(píng)定測(cè)試為重要,是必須進(jìn)行的。對(duì)采用軟件進(jìn)行建模計(jì)算的新建管道,可直接按詳細(xì)測(cè)試中的內(nèi)容收集基礎(chǔ)資料后建模計(jì)算。
4.4 測(cè)試工作的要求
4.4.1~4.4.7 對(duì)測(cè)試的具體要求規(guī)定是根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)及參考NACE SP0177-2007第6.2節(jié)及SY/T0032-2000的主要內(nèi)容對(duì)測(cè)量的具體要求做出。
1 為了獲得足夠可靠的、具有代表性的數(shù)據(jù),應(yīng)增加測(cè)試點(diǎn),延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間,減小數(shù)據(jù)的讀取時(shí)間間隔。另外需根據(jù)干擾源的變化情況,以某一個(gè)或幾個(gè)能代表干擾源負(fù)荷長(zhǎng)期變化規(guī)律的時(shí)間段取平均值,以反映被干擾管道的長(zhǎng)期干擾狀態(tài)。根據(jù)交流電氣化鐵路干擾的特殊性及國(guó)內(nèi)已具備可1s間隔24h連續(xù)采集數(shù)據(jù)的儀器,將SY/T0032-2000中的10s修改為1s。交流電流密度測(cè)量的規(guī)定是參考ISO 15589-1:2003附錄B3.3節(jié)及歐洲管線腐蝕與保護(hù)委員會(huì)(CEOCOR) 《陰極保護(hù)管道上的交流腐蝕—對(duì)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和減緩措施的指導(dǎo)書》的規(guī)定給出。在本標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)測(cè)試點(diǎn)的布置、測(cè)試時(shí)間段、讀數(shù)時(shí)間間隔及24h的連續(xù)測(cè)試等,都作了相應(yīng)的規(guī)定。其具體值均采用了國(guó)內(nèi)外習(xí)慣的作法和數(shù)值。
2 測(cè)試工作的技術(shù)要求,分別在4.4.1~4.4.6條中作了具體的規(guī)定。只有正確地掌握被干擾管道全線的狀況和變化規(guī)律,才能保證交流干擾防護(hù)工程設(shè)計(jì)合理,措施得當(dāng)。
5 交流干擾防護(hù)措施
5.1 一般規(guī)定
本節(jié)對(duì)減輕交流干擾所應(yīng)考慮的內(nèi)容和基本措施做了基本規(guī)定。
5.1.1 列出了持續(xù)及瞬間干擾情況下,需考慮的對(duì)管道腐蝕控制系統(tǒng)各方面的影響,明確了應(yīng)制定緩解目標(biāo)的基本要求。由于持續(xù)干擾下的交流腐蝕與防腐層類型、土壤電阻率、土壤特性等相關(guān);瞬間干擾與管道特定位置、管道參數(shù)及電流大小等相關(guān),往往隨著干擾源與被干擾體的具體情況而變化,因此,緩解目標(biāo)應(yīng)根據(jù)工程具體情況制定明確的目標(biāo)。本條參考NACE SP0177-2007第4.1節(jié)給出。
5.1.2 本條引自BS EN12954:2001。沒(méi)有實(shí)施陰極保護(hù)的管道更易遭受交流腐蝕危害,陰極保護(hù)對(duì)交流腐蝕有一定的抑制作用,但程度是有限的,并與破損點(diǎn)處的交流電流密度/直流電流密度有關(guān),破損點(diǎn)處的交流電流密度/直流電流密度比值越小腐蝕風(fēng)險(xiǎn)越小,保護(hù)電流密度大意味著計(jì)算保護(hù)范圍小,設(shè)計(jì)在保護(hù)范圍及運(yùn)行調(diào)式中應(yīng)考慮陰極保護(hù)系統(tǒng)盡可能使管地?cái)嚯婋娢幌蜇?fù)方向偏移,但應(yīng)注意不能比管道的極限保護(hù)電位更負(fù)。俄羅斯聯(lián)邦國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)P51164-98《鋼質(zhì)干線管道防腐蝕基本要求》第5.1中規(guī)定,對(duì)存在交流干擾(50HZ)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)管道的最小保護(hù)電位為-0.95V。
5.1.3本條引自SY/T0032-2000和ISO 15589-1:2003第5.6節(jié),給出減輕設(shè)施設(shè)置的基本要求。
5.1.4~5.1.5 為與2010年6月25日頒布的《中華人民共和國(guó)石油天然氣管道保護(hù)法》相一致,表5.1.5中對(duì)≤220kV的最小距離統(tǒng)一為5m。在管道靠近桿塔接地處,受阻性耦合和感性耦合影響,由于雷電電流或故障電流泄放引起的地電位升高或電弧影響,瞬間強(qiáng)電流沖擊則可能造成對(duì)外防腐層甚至管道本體金屬、管道附屬設(shè)備、陰極保護(hù)設(shè)備、排流保護(hù)設(shè)施的毀壞。損毀的程度取決于多種因素,包括:
管道與桿塔接地體之間的距離;
對(duì)地故障電流或雷電流的大??;
故障持續(xù)時(shí)間;
土壤電阻率;
管道防腐層電氣強(qiáng)度。
在這些影響因素中,對(duì)具體工程而言影響參數(shù)都是不同的,隨地點(diǎn)而變,因此對(duì)每一特定位置安全距離應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。在此局部位置處從距離上盡可能地保證足夠的安全距離是避免或減輕這一有害影響的基本措施。為使標(biāo)準(zhǔn)可操作性強(qiáng),指導(dǎo)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理,表5.1.5中給出的是一般情況下避免擊穿外防腐層的最小凈距。需說(shuō)明的是,管道防腐層電氣強(qiáng)度與材料類型和厚度相關(guān),一些薄涂層(工頻耐壓遠(yuǎn)低于三層PE),在很高土壤電阻環(huán)境,表5.1.5 的距離就可能不適合,需計(jì)算分析。另外,防腐層性能優(yōu)異的管道高電壓可能會(huì)傳輸在數(shù)千米的距離內(nèi),表5.1.5 的距離并不包括影響區(qū)域內(nèi)瞬間干擾下對(duì)設(shè)備和操作人員接觸電壓的安全性。
5.1.6 交叉角度的規(guī)定與德國(guó)腐蝕問(wèn)題工作協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)Afk NO.3-82第5.1節(jié)的規(guī)定一致。
5.1.7 為保護(hù)陰極保護(hù)設(shè)備免遭沿管道傳送而來(lái)的電力故障或雷電強(qiáng)電沖擊影響而毀壞,根據(jù)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)及參考NACE SP0177-2007第6.3.3.1款,作此規(guī)定。
5.2 故障和雷電干擾的防護(hù)措施
本節(jié)吸收了NACE SP0177-2007第4章和AS/NZS 4853:2000附錄J的主要內(nèi)容,結(jié)合國(guó)內(nèi)重點(diǎn)工程中的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn),列出了國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的減輕交流電和雷電對(duì)金屬構(gòu)筑物及腐蝕控制系統(tǒng)瞬間干擾影響的技術(shù)措施,同時(shí)這些方法對(duì)減輕干擾源在正常工作狀態(tài)下對(duì)管道的阻性耦合、感性耦合和容性耦合影響在一定距離范圍內(nèi)也有作用。
5.2.1 本條采用了NACE SP0177-2007第4.2.1條中的方法。與GB15599-2009《石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范》第4.7.5 條中規(guī)定一致。
5.2.2集中接地防護(hù)技術(shù)在工程中應(yīng)用普遍:在線路監(jiān)視閥室、監(jiān)控閥室及進(jìn)出工藝站場(chǎng)處設(shè)置低電壓電涌保護(hù)裝置與接地連接的集中接地排流防護(hù),以減輕雷電與故障電流對(duì)絕緣接頭(法蘭)、陰極保護(hù)設(shè)備的強(qiáng)電沖擊影響,同時(shí)也可有效減輕雷電對(duì)沿線管道防腐層的擊穿影響。與AS/NZS 4853:2000、NACE SP0177-2007中的集中接地的措施一致。
5.2.3~5.2.5 采用了NACE SP0177-2007第4.3節(jié)、4.10節(jié)和5.3.5條中的相應(yīng)方法。
5.3 持續(xù)干擾的防護(hù)措施
5.3.2 接地是減輕持續(xù)干擾直接而有效的一種措施。對(duì)管道交流干擾的防護(hù),標(biāo)準(zhǔn)的遵旨是鼓勵(lì)和促進(jìn)管道保護(hù)新技術(shù)的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用,表5.3.2列出的是工程中常用的有效的方式。直接接地、負(fù)電位接地是保留SY/T0032-2000的方式,固態(tài)去耦合器接地方法是NACE SP0177-2007中給出的方法,在國(guó)外減緩交流干擾工程中應(yīng)用普遍;同時(shí)近年來(lái)在國(guó)內(nèi)大型長(zhǎng)輸管道工程也成功應(yīng)用的干擾防護(hù)新技術(shù),為體現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)、安全適用的原則予以列入。鉗位式排流器符合固態(tài)去耦合器定義范圍,但應(yīng)滿足5.2.4和5.3.4條要求。
5.3.3 接地點(diǎn)的位置、數(shù)量和接地電阻需根據(jù)測(cè)試或計(jì)算的排流前管道干擾電壓分布與程度等為依據(jù),通過(guò)計(jì)算并優(yōu)化后確定,在滿足將管地交流電壓降到減緩目標(biāo)內(nèi)的前提下,合理確定,達(dá)到技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的目的。本條參照SY/T0032-2000的有關(guān)規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)制定。
5.3.5本條采用NACE SP0177-2007第4.12.1的相應(yīng)規(guī)定。在直流雜散電流影響的區(qū)域,犧牲陽(yáng)極接地或直接接地方式都可能吸收雜散電流,在雜散電流的流出處造成管道腐蝕,同樣管道也可能吸收雜散電流后通過(guò)直接接地極流出,造成接地極的加劇腐蝕,因此宜采用隔直去耦裝置,但在雜散電流流入端應(yīng)注意其直流反向啟動(dòng)電壓必須高于管道可能出現(xiàn)的對(duì)地負(fù)向直流電壓。
6 防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)整及效果評(píng)價(jià)
6.1 防護(hù)系統(tǒng)的調(diào)整
6.1.1~6.1.2本節(jié)參照SY/T0032-2000的有關(guān)規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)規(guī)定了調(diào)整的內(nèi)容和方法,降低管道干擾電壓的效果取決于接地點(diǎn)設(shè)置的位置、數(shù)量與接地電阻,由于感性耦合的特點(diǎn)和產(chǎn)生干擾的外部環(huán)境的復(fù)雜性,因此,應(yīng)根據(jù)測(cè)試結(jié)果綜合分析,進(jìn)行合理調(diào)整。
6.2 防護(hù)效果評(píng)價(jià)
6.2.1參照SY/T0032-2000的有關(guān)規(guī)定和工程經(jīng)驗(yàn)制定,設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)干擾源分布和管道的具體情況分析確定分段隔離的可行性與防護(hù)效果。
6.2.2 本條第1款是針對(duì)持續(xù)干擾下減輕交流腐蝕風(fēng)險(xiǎn)所規(guī)定的,防護(hù)效果應(yīng)以有效減輕腐蝕風(fēng)險(xiǎn)并合理投資為原則,低土壤電阻率環(huán)境,交流腐蝕風(fēng)險(xiǎn)高,減輕干擾到允許電壓的接地電阻易滿足,而高土壤電阻率環(huán)境,交流腐蝕風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低,干擾電壓要減輕達(dá)到低的程度工程成本高,60 A/ m2根據(jù)案例數(shù)據(jù)分析和國(guó)外研究文獻(xiàn),綜合腐蝕風(fēng)險(xiǎn)程度和經(jīng)濟(jì)性確定。第2款中對(duì)公眾或維護(hù)操作人員的所允許的安全接觸電壓,以及瞬間干擾電壓尚應(yīng)滿足有關(guān)安全規(guī)范、條例的要求;對(duì)陰極保護(hù)電源設(shè)備、電位遠(yuǎn)傳設(shè)備,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品目前基本要求是:抗電強(qiáng)度1000V,抗工頻干擾電壓30V。
7 管道安裝中的干擾防護(hù)
7.0.1~7.0.5對(duì)管道施工與安裝干擾防護(hù)設(shè)施期間所應(yīng)采取的安全防護(hù)措施和要求進(jìn)行了規(guī)定。本章參照NACE SP0177-2007和SY/T0032-2000的有關(guān)規(guī)定制定。在施工和安裝期間,由于接觸受到交流電或雷電流影響的金屬構(gòu)筑物,人員會(huì)有電擊危險(xiǎn),必須識(shí)別這類危險(xiǎn)并采取措施減輕這種危險(xiǎn)。人員電擊危險(xiǎn)的嚴(yán)重性通常和構(gòu)筑物與大地間或構(gòu)筑物之間的電位差大小成正比,電擊危險(xiǎn)的嚴(yán)重程度還取決于暴露在這種危險(xiǎn)環(huán)境的持續(xù)時(shí)間。在施工開工前,應(yīng)當(dāng)與該地區(qū)相應(yīng)的公用供電部門進(jìn)行協(xié)調(diào),以便制定恰當(dāng)?shù)墓ぷ鞒绦?,使這樣施工不會(huì)損壞或干擾其他公用供電設(shè)備的運(yùn)行(某些情況下,公用供電部門可以切斷輸電設(shè)施或者鎖住重合閘部件)。在與輸電桿塔靠近處,應(yīng)確認(rèn)接地體與管道的相對(duì)位置,當(dāng)距離不能滿足最小凈距時(shí),應(yīng)與電力主管部門商議將接地體向遠(yuǎn)離管道方向遷移,并采取防護(hù)措施。
8 運(yùn)行與管理
8.1 檢查與測(cè)量
8.1.1~8.1.3 參照SY/T0032-2000和GB/T21448-2008的有關(guān)規(guī)定制定。本節(jié)的規(guī)定也僅是原則性的,各管理單位應(yīng)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)編制細(xì)則。當(dāng)發(fā)現(xiàn)陰極保護(hù)系統(tǒng)管地電位或輸出電流等參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí),應(yīng)及時(shí)檢查固態(tài)去耦合器等防護(hù)設(shè)施是否正常。
8.2 開挖調(diào)查
8.2.1破損點(diǎn)處交流腐蝕的程度受破損點(diǎn)尺寸物理參數(shù);特定的土壤電阻率、堿金屬與堿土金屬陽(yáng)離子(Ca2+、Mg2+)的濃度、陰極保護(hù)電流生成的氫氧化物數(shù)量及交流電流引起防腐層破損點(diǎn)附近化學(xué)變化的化學(xué)參數(shù)控制,是多因素影響決定的,直接的開挖調(diào)查是最可靠驗(yàn)證方法。
8.2.2 管道探坑的開挖、土壤的取樣分析、腐蝕狀況的檢查、PH值測(cè)試及收集腐蝕產(chǎn)物和記錄彩照等應(yīng)按SY/T0087.1-1的規(guī)定進(jìn)行。
A.1~A.2參照SY/T0032-2000制定。
A.3 交流電流密度測(cè)量參照歐洲管線腐蝕與保護(hù)委員會(huì)(CEOCOR) 《陰極保護(hù)管道上的交流腐蝕—對(duì)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和減緩措施的指導(dǎo)書》制定。電流密度的理論計(jì)算值與實(shí)際測(cè)量值卻可能因土壤特性(Ca2+和Mg2+在管道表面附近沉積),擴(kuò)散電阻變化而存在差異。
附錄B 交流腐蝕的識(shí)別
B.0.1在測(cè)量PH值時(shí),及時(shí)測(cè)量缺陷與土壤界面的PH水平是極其重要的。由于堿性的裸露表面會(huì)非??斓睾涂諝庵械亩趸贾泻?,因此掛片挖出來(lái)后應(yīng)立即測(cè)量PH值。實(shí)際中最好的方法是使用精度為0.5個(gè)單位的PH試紙。
B.0.2交流腐蝕評(píng)估表參照了歐洲管線腐蝕與保護(hù)委員會(huì)(CEOCOR) 《陰極保護(hù)管道上的交流腐蝕—對(duì)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和減緩措施的指導(dǎo)書》制定。