GB/T 21448-2008

1 范围

    本标准规定了埋地钢质管道(以下简称管道)阴极保护设计、施工、测试与管理的最低技术要求。

    本标准适用于埋地钢质油、气、水管道的外壁阴极保护，其他埋地钢质管道可参照执行。

2 规范性引用文件

    下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

    GB/T 3620.1  钛及钛合金牌号和化学成分

    GB/T10123  金属和合金的腐蚀基本术语和定义

    GB/T21246  埋地钢质管道阴极保护参数测量方法

    GB 50058  爆炸和火灾危险电力装置设计规范

    GB 50217  电力工程电缆设计规范

    SY/T0086  阴极保护管道的电绝缘标准

    SY/T 0095  埋地镁牺牲阳极试样试验室评价的试验方法

    SY/T0096  强制电流深阳极地床技术规范

3 术语、定义和缩略语

3.1 术语和定义

    GB/T10123确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1.1

    阳极填料  anode backfill

    填塞在阳极四周的低电阻率材料，用于保持湿度、减小阳极与电解质之间的电阻，以及防止阳极极化。

3.1.2

    跨接  bond

    采用金属导体(多为铜质导体)连接同一构筑物或不同构筑物上的两点，用于保证两点之间电连续性的一种作法。

3.1.3

    直流去耦装置  d.c.decoupling device

    一种保护装置，当超过预先设定的极限电压时可导通电流。

    例如：极化电池、火花间隙、二极管保护器。

3.1.4

    汇流点  drain point

    阴极电缆与被保护构筑物的连接点，保护电流通过此点流回电源。

3.1.5

    地床  groundbed

    埋地的牺牲阳极或强制电流辅助阳极系统。

3.1.6

    辅助阳极  impressed-current anode

    由外部电源提供强制保护电流用于构筑物阴极保护的电极。

3.1.7

    (电位)缺陷定位测量技术 intensive measurement technique

    同时测量管地电位与垂直方向土壤电位梯度的技术。

    注：通过精确测量技术可以辨别防腐层缺陷并测得缺陷处的无IR降电位。

3.1.8

IR降  IR drop

根据欧姆定律，由于电流的流动在参比电极与金属管道之间电解质上产生的电压。

3.1.9

极化电位  polarized potential

无IR降电位

不含保护电流或其他电流IR降所实测的构筑物对电解质电位。

3.1.10

绝缘接头  isolating joint

安装在两段管之间用于隔断电连续的电绝缘组件。

例如：整体型绝缘接头、绝缘法兰、绝缘管接头。

3.1.11

测试桩  test post

测试装置

布设在埋地管道上，用于监测与测试管道阴极保护参数的附属设施。

3.1.12

通电电位  on potential

阴极保护系统持续运行时测量的构筑物对电解质电位。

3.1.13

断电电位  off potential

瞬时断电电位

断电瞬间测得的构筑物对电解质电位。

注：该区域一般存在于接地电极、接地系统、辅助阳极地床或受保护的构筑物的影响区以外。

3.1.14

远方大地  remote earth

任何两点之间没有因电流流动引起的可测量的电压的区域。

    注：该区域一般存在于接地电极、接地系统、辅助阳极地床或受保护的构筑物的影响区以外。

3.1.15

    杂散电流  stray current

    在非指定回路中流动的电流。

3.2 缩略语

3.2.1

    CCVT  密闭循环蒸气发电机组

3.2.2

    CIPS  密间隔电位测量

3.2.3

    CSE  铜/饱和硫酸铜参比电极

3.2.4

    DCVG  直流电位梯度测量

3.2.5

    SCC  应力腐蚀开裂

3.2.6

    SCE  饱和KCl甘汞电极

3.2.7

    SRB  硫酸盐还原菌

3.2.8

    TEG  热电发生器

4 技术规定

4.1 一般规定

4.1.1新建管道应采用防腐层加阴极保护的联合防护措施或其他业已证明有效的腐蚀控制技术；已建带有防腐层的管道应限期补加阴极保护措施。

4.1.2阴极保护工程应与主体工程同时勘察、设计、施工和投运，当阴极保护系统在管道埋地六个月内不能投入运行时，应采取临时性阴极保护措施；在强腐蚀性土壤环境中，管道在埋入地下时就应施加临时阴极保护措施，直至正常阴极保护投产；对于受到直流杂散电流干扰影响的管道，阴极保护(含排流保护)应在三个月之内投入运行。

4.1.3管道阴极保护可分别采用牺牲阳极法、强制电流法或两种方法的结合，设计时应视工程规模、土壤环境、管道防腐层质量等因素，经济合理地选用。

4.1.4对于高温、防腐层剥离、隔热保温层、屏蔽、细菌侵蚀及电解质的异常污染等特殊条件下，阴极保护可能无效或部分无效，在设计时应给予考虑。

4.1.5本标准应在有资格的腐蚀工程师，或具有实践经验的腐蚀专家指导下使用。

4.2 管道条件

4.2.1电绝缘

4.2.1.1 一般原则

    阴极保护管道应与公共或场区接地系统电绝缘，经测试确认所提供的管道保护电流足以抵消其接地系统造成的电流损失时除外。

    当管道处在交流高压输电系统感应影响范围内时，管道上可能产生超过绝缘接头绝缘能力的高压危险电涌冲击，电绝缘装置应当采用接地电池、极化电池或避雷器保护。

    阴极保护管道应与非保护构筑物电绝缘。

    电绝缘的设计、材料、尺寸和结构应当符合SY/T 0086的要求。电绝缘的主要形式有：

    ——绝缘接头(或绝缘法兰)；

    ——绝缘短管；

    ——绝缘管接头；

    ——套管内绝缘支撑；

    ——管桥上的绝缘支架；

    ——其他。

4.2.1.2 电绝缘装置安装位置

    可在管道的下列位置处设置绝缘接头，但不局限于此：

——支线管道连接处；

——不同防腐层的管段间；

——不同电解质的管段间(如河流穿越外)；

——交、直流干扰影响的管段上；

——实施阴极保护的管道与未保护的设施之间。

4.2.1.3 电绝缘装置的安装

安装前，在干燥的空气中，用1000V绝缘摇表对电绝缘装置进行检测，绝缘两侧的电阻值应大于10MΩ。

当采用绝缘法兰时，应对法兰采取适当防护措施，以保绝缘性能不受外来物的影响。

对于输送导电介质的管道，应在绝缘接头阴极(负电位)侧的内表面涂覆内涂层，涂刷长度应根据输送介质的电阻率计算足以避免干扰电流腐蚀为准。所有密封、涂料、绝缘材料应能适应所输送的介质。

4.2.2电连续性

对于钢质管道的非焊接管道连接头，应在管道接头处安装永久性跨接。

4.2.3接地

与阴极保护管道相连的接地装置主要有机电装置上的安全接地、减轻感应影响的排流接地、用于监控和信号传输的工作接地，应采用锌接地极。

在交流干扰影响区域，测试人员可触及到的管道位置应埋设均压接地装置，可使用螺旋形带状锌阳极。

所有接地装置均不得对管道阴极保护造成不利的影响。

4.3 阴极保护准则

4.3.1一般情况

4.3.1.1 管道阴极保护电位(即管/地界面极化电位，下同)应为-850mV(CSE)或更负。

4.3.1.2 阴极保护状态下管道的极限保护电位不能比-1200mV(CSE)更负。

4.3.1.3 对高强度钢(最小屈服强度大于550MPa)和耐蚀合金钢，如马氏体不锈钢，双相不锈钢等，极限保护电位则要根据实际析氢电位来确定。其保护电位应比-850mV(CSE)稍正，但在-650mV至-750mV的电位范围内，管道处于高pH值SCC的敏感区，应予注意。

4.3.1.4 在厌氧菌或SRB及其他有害菌土壤环境中，管道阴极保护电位因为-950mV(CSE)或更负。

4.3.1.5 在土壤电阻率100Ω·m至1000Ω·m环境中的管道，阴极保护电位宜负于-750mV(CSE)；在土壤电阻率ρ大于1000Ω·m的环境中的管道，阴极保护电位宜负于-650mV(CSE)。

4.3.2特殊考虑

当4.3.1准则难以达到时，可采用阴极极化或去极化电位差大于100mV的判据。

注：在高温条件下、SRB的土壤中存在杂散电流干扰及异种金属材料偶合的管道中不能采用100mV极化准则。

4.4 设计资料及现场勘察

4.4.1设计所需资料

管道阴极保护系统设计时，需要下列技术资料：

——管道参数，如长度、直径、壁厚、材料的类型及等级、防腐层种类及等级、运行温度曲线、设计压力；

——输送介质；

——阴极保护系统设计寿命；

——管道走向的带状图纸，图中标明已有的阴极保护系统、已有的外部构筑物及管道的电缆等；

——阴极保护设备的环境条件；

——地形地貌和土壤性能，包括土壤电阻率、pH值及引起腐蚀的细菌；

    ——气候条件、冻土层等；

    ——高压输电线路或埋地高压电缆的位置、走向及额定电压；

    ——阀室和调压站的位置；

    ——穿越河流、铁路、公路的位置和结构；

    ——套管的结构和位置；

    ——管沟回填材料种类；

    ——绝缘接头的类型与位置；

    ——邻近交、直流电气化牵引系统的特性参数、变电站位置和其他干扰电流源的特性；

    ——接地系统的类型与位置；

    ——电源的可利用性；

    ——临近可用于远距离监测的遥测系统的类型与位置。

4.4.2现场勘察

    现场勘察所测项目不得少于下列内容：

    ——阳极地床区域不同深度的土壤电阻率；

    ——可能的细菌活动的腐蚀条件；

    ——交、直流干扰源特定参数及与管道的关系；

    ——4.4.1中收集到的资料不能满足设计要求的项目。

5 强制电流系统

5.1 电源

5.1.1基本要求

    强制电流阴极保护对交流电源的基本要求：

    ——长期不间断供电；

    ——应优先使用市电或使用各类站场稳定可靠的交流电源；

    ——当电源不可靠时，应装有备用电源或不间断供电专用设备。

5.1.2无电地区的电源

    对于无交流市电的地区，可根据气象资料和所输介质选用：太阳能电池、风力发电机、TEG、CCVT等直流电源。

5.1.3电源设备

    强制电流阴极保护电源设备的基本要求：

    ——可靠性高；

    ——维护保养简便；

    ——寿命长；

    ——对环境适应性强；

    ——输出电流、电压可调；

    ——具有抗过载、防雷、抗干扰、故障保护等功能。

5.1.4电源设备的选择

    强制电流阴极保护电源设备，一般情况下应选用整流器或恒电位仪。当管地电位或回路电阻有经常性较大变化或电网电压变化较大时，应使用恒电位仪。

    在选择电源设备时，包括下列内容：

    ——与交流电源连接的匹配性；

    ——整流器或恒电位仪的类型；

    ——相关参数的显示；

    ——冷却方式(空冷或油冷)；

    ——输出控制的方式；

    ——设备保护与安全要求；

    ——标识和铭牌。

5.1.5电源设备的安全要求

    在防爆区域使用的电源设备应符合GB 50058的要求。

5.1.6功率选择

    电源设备输出功率的选择应根据附录A进行。

5.2 辅助阳极地床

5.2.1一般要求

5.2.1.1 辅助阳极地床(以下简称地床)的设计和选址应满足以下条件：

    ——在最大的预期保护电流需要量时，地床的接地电阻上的电压降应小于额定输出电压的70%；

    ——避免对邻近埋地构筑物造成干扰影响。

5.2.1.2 阳极地床有深井型和浅埋型，在选择时应考虑：

    ——岩土地质特征和土壤电阻率随深度的变化；

    ——地下水位；

    ——不同季节土壤条件极端变化；

    ——地形地貌特征；

    ——屏蔽作用；

    ——第三方破坏的可能性。

5.2.2深井阳极地床

    存在下面一种或多种情况时，应考虑采用深井阳极地床：

    ——深层土壤电阻率比地表的低；

    ——存在邻近管道或其他埋地构筑物的屏蔽；

    ——浅埋型地床应用受到空间限制；

    ——对其他设施或系统可能产生干扰。

    深井阳极地床的设计、安装、运行与维护等技术要求应符合SY/T 0096的规定。在计算地床电阻时，应采用位于阳极段长度中点深度的土壤电阻率值，并应考虑不同层次土壤电阻率差异的影响。

5.2.3浅埋阳极地床

5.2.3.1 与5.2.2条件相反时应采用浅埋型地床。

5.2.3.2 浅埋阳极地床有水平式和立式两种方式，应置于冻土层以下，埋深不宜小于1m。

5.2.4辅助阳极

5.2.4.1 常用的辅助阳极有：高硅铸铁阳极、石墨阳极、钢铁阳极、柔性阳极、金属氧化物阳极等，其主要性能要求见5.2.5。

5.2.4.2 选用阳极材料和质量应按阴极保护系统设计寿命期内最大预期保护电流的125%计算。

5.2.4.3 阳极地床通常使用冶金焦炭、石油焦炭、石墨填充料，使用时应符合下列要求：

    ——石墨阳极、高硅铸铁阳极应加填充料；

    ——在沼泽地、流沙层可不加填充料，钢铁阳极可不加填充料；

    ——预包覆焦炭粉的柔性阳极可直接埋设，不必采用填充料；

    ——填充料的含碳量宜大于85%，最大粒径应不大于15mm。

5.2.4.4 辅助阳极接地电阻、寿命和阳极数量计算见附录A。

5.2.5常用辅助阳极主要性能

5.2.5.1 高硅铸铁阳极的化学成分应符合表1的规定。阳极的允许电流密度为5A/m²～80A/m²，消耗率应小于0.5kg/(A·a)。阳极引出线与阳极的接触电阻应小于0.01Ω，拉脱力数值应大于阳极自身质量的1.5倍，接头密封可靠。阳极引线长度不应小于1.5m，阳极表面应无明显缺陷。

表1 高硅铸铁阳极的化学成分

5.2.5.2 石墨阳极的石墨化程度不应小于81%，灰分应不大于0.5%，阳极宜经亚麻油或石蜡浸渍处理，阳极的性能应符合表2的规定。阳极引出电缆与阳极的接触电阻应小于0.01Ω，拉脱力数值应大于阳极自身质量的1.5倍，接头密封可靠。阳极电缆长度不应小于1.5m，阳极表面应无明显缺陷。

表2 石墨阳极的主要性能

5.2.5.3 柔性阳极是由导电聚合物包覆在铜芯上构成，其性能应符合表3的规定，阳极铜芯截面积为16mm²，阳极外径为13mm。

表3 柔性阳极主要性能

5.2.5.4 钢铁阳极是指角钢、扁钢、槽钢、钢管制作的阳极或其他用作阳极的废弃钢铁构筑物，阳极的消耗率为8kg/(A·a)～10kg/(A·a)。

5.2.5.5 混合金属氧化物阳极基体材料采用工业纯钛，其化学成分应不低于GB/T 3620.1中对TA2的要求，在土壤环境中(带有填料)金属氧化物阳极的工作电流密度为100A/m²，阳极与电缆接头的接触电阻应小于0.01Ω。

6 牺牲阳极系统

6.1 总则

    牺牲阳极系统适用于敷设在电阻率较低的土壤里、水中、沼泽或湿地环境中的小口径管道或距离较短并带有优质防腐层的大口径管道。

    选用牺牲阳极时，考虑的因素如下：

    ——无合适的可利用电源；

    ——电器设备不便实施维护保养的地方；

    ——临时性保护；

    ——强制电流系统保护的补充；

    ——永久冻土层内管道周围土壤融化带；

    ——保温管道的保温层下。

    牺牲阳极的应用条件是：

    ——土壤电阻率或阳极填包料电阻率足够低；

    ——所选阳极类型和规格应能连续提供最大电流需要量；

    ——阳极材料的总质量能够满足阳极提供所需电流的设计寿命。

    牺牲阳极上应标记材料类型(如商标)、阳极质量(不包括阳极填料)、炉号。

6.2 锌合金牺牲阳极

6.2.1棒状锌阳极

锌合金牺牲阳极成分见表4，锌合金牺牲阳极的电化学性能见表5。

表4 锌合金牺牲阳极化学成分

表5 棒状锌合金牺牲阳极的电化学性能

    如果在相似土壤环境中的阳极性能能够被证明可靠且有证据支持时，其他成分的锌合金牺牲阳极也可以使用。

6.2.2带状锌阳极

带状锌合金牺牲阳极的电化学性能见表6。带状锌合金牺牲阳极的规格及尺寸见表7，截面图例见图1。

表6 带状锌合金牺牲阳极的电化学性能

表7 带状锌合金牺牲阳极的规格及尺寸

6.3 镁合金牺牲阳极

6.3.1棒状镁阳极

    镁合金牺牲阳极的性能测试应当按照SY/T 0095进行，镁合金牺牲阳极化学成分见表8，镁合金牺牲阳极的电化学性能见表9。

　　如果在相似土壤环境中的阳极性能能够被证明可靠且有证据支持时，其他成分的镁合金牺牲阳极也可以使用。

6.3.2带状镁阳极

    镁锰合金挤压制造的带状镁合金牺牲阳极规格及性能见表10。

6.4 牺牲阳极的选用

按照表11选取牺牲阳极的种类。

表11 牺牲阳极种类的应用选择

对于锌合金牺牲阳极，当土壤电阻率大于15Ω·m时，应现场试验确认其有效性。

对于镁合金牺牲阳极，当土壤电阻率大于150Ω·m时，应现场试验确认其有效性。

对于高电阻率土壤环境及专门用途，可选择带状牺牲阳极。

6.5 牺牲阳极填包料

牺牲阳极的填包料是由石膏粉、膨润土和工业硫酸钠组成的混合物，常规的牺牲阳极填料配方见表12。

6.6 牺牲阳极与管道的连接

牺牲阳极电缆可通过测试装置与管道实现电连接，也可直接焊接在管道上。

6.7 牺牲阳极布置

6.7.1棒状阳极

棒状牺牲阳极可采取单支或多支成组两种方式，同组阳极宜选用同一炉号或开路电位相近的阳极。

棒状牺牲阳极埋设方式按轴向和径向分为立式和水平式两种。一般情况下牺牲阳极距管道外壁3m～5m，最小不宜小于0.5m，埋设深度以阳极顶部距地面不小于1m为宜。成组布置时，阳极间距以2m～3m为宜。

    棒状牺牲阳极应埋设在土壤冰冻线以下。在地下水位低于3m的干燥地带，阳极应适当加深埋设；埋设在河床中的阳极应避免洪水冲刷和河床挖泥清淤时的损坏。

    在布设棒状牺牲阳极时，注意阳极与管道间不应存在有金属构筑物。

6.7.2带状阳极

    带状牺牲阳极应根据用途和需要与管道同沟敷设或缠绕敷设。

6.7.3特殊用途的牺牲阳极

    牺牲阳极作为接地极、参比电极等特殊应用时应根据用途和需要进行布置。

7 测试及监控装置的设置

7.1 测试装置

7.1.1一般原则

    阴极保护测试装置应与阴极保护系统同步安装。测试装置应沿管道线路走向进行设置，相邻测试装置间隔宜1km～3km。在城镇市区或工业区，相邻的间隔不应大于1km，杂散电流干扰影响区域内可适当加密。

7.1.2特殊要求

    在下列位置处，也应安装测试装置：

    ——管道与交、直流电气化铁路交叉或平行段；

    ——绝缘接头处；

    ——接地系统连接处；

    ——金属套管处；

    ——与其他管道或设施连接处；

    ——辅助试片及接地装置连接处；

    ——与外部管道交叉处；

    ——管道与主要道路或堤坝交叉处；

    ——穿越铁路或河流处；

    ——与外部金属构筑物相邻处。

    对不同沟敷设的多条平行管道，每条管道应单独设置测试装置，测试装置应安装在管道上方。

    每个测试装置中至少有两根电缆与管道连接，电缆应采用颜色或其他标记法进行区分，并作到全线统一。

7.2 监控装置

7.2.1与外部管道交叉

    在与其他管道交叉时应设置监控装置，并考虑在装置中进行跨接。即从每条管道上分别引出两根电缆连接到同一监控装置中，在装置内，电缆可直接连接或通过电阻跨接。

7.2.2金属套管处

    为检测金属套管与输送管之间的电绝缘状况，应在套管和输送管两侧分别安装两根测试电缆，并将电缆连接到监控装置中的对应接线端子上。

7.2.3绝缘接头处

    管道绝缘接头两侧应分别引出两根电缆。所有电缆应直接连接或通过电阻跨接至监控装置中不同的接线端子上。在监控装置处，根据需要安装的极化电池、接地电池或避雷器等防电涌装置，通过监控装置中的接线端子进行跨接。

7.2.4排流点处

    杂散电流干扰影响区域，直接排流、极性排流或强制排流的排流点，应在输送管、干扰体或接地体上连接所需数目的电缆，并将电缆引至监控装置，通过监控装置中的接线端子与排流装置进行连接。

7.2.5汇流点处

    直流电源的负极与管道连接的汇流点处应设置监控装置，并在阴极回路中设置电流监控装置。当有多个阴极连接时，应当配备分流器和阻断二极管。

    汇流点处的测试装置应当单独从管道上引出测试电缆，用以测量汇流点处的管/地电位。

7.3 其他监测装置

    当管道穿过无人地区或很难接近的地方，应当采用远距离监测、遥感技术或其他数据传输系统，同时配合使用长效参比电极、极化测试探头或试片。

7.4 消除IR降得测试装置

如果杂散电流干扰影响或牺牲阳极难以拆除时，应采用极化探头(试片)断电测量技术进行电位测量。

8 附加措施

8.1 临时保护

临时性阴极保护壳采用牺牲阳极方式，在保护系统调试期间及调试后，应能很容易进行连接和断开。

为了测试临时性阴极保护效果，测试装置应当与管道同时安装。

8.2 套管

不宜使用金属套管。如果应使用金属套管，套管内的输送管防腐层应保证完好。

钢套管应采用非金属绝缘支撑垫与输送管道实现电绝缘，钢套管不应带有防腐层。

套管两端应绝缘密封并安装排气管。也可在套管与管道之间充填具有长效防腐作用的物料。

8.3 防雷保护

在雷电频发地区，绝缘接头和阴极保护设备，应当安装防雷保护装置。通常绝缘接头两侧和直流电源输出端可安装电涌保护器。

8.4 电涌保护器

为防止供电系统故障或雷击造成的管道上的电涌冲击，应采用火花间隙类的放电器，其要求如下：

——保护器电极的击穿电压应低于绝缘接头两端的击穿电压；

——保护器应具有释放出预期的故障电流或雷击电流而不会损坏的能力；

——保护器应当完全封包起来以防灾大气中出现火花。

8.5 阴极保护电缆与电缆连接

8.5.1电缆的选用

应采用铜芯电缆，测试电缆的截面不宜小于4mm²。多股连接导线，每股导线的截面不宜小于2.5mm²。

用于强制电流阴极保护的铜芯电缆截面不宜小于16mm²，用于牺牲阳极的铜芯电缆的截面不宜小于4mm²。

8.5.2电缆敷设

阴极保护埋地电缆在地下应尽量减少接头，敷设应符合GB50217的规定。

8.5.3电缆与管道的焊接

    焊接位置不应在弯头上或管道焊缝两侧200mm范围里。

    可采用铝热焊方法，焊接用的铝热焊剂用量不应超过15g，当焊接电缆的截面大于16mm²时，可将电缆芯分成若干股，每股小于16mm²，分开进行焊接。

    在运行中的管道上实施铝热焊时，应预订安全防范措施，并考虑：

    ——焊接前要对管壁完整性进行检查；

    ——管中流体对热量传输与散失的影响；

    ——焊接热量对输送介质的影响(如对某些化学品)。

    在耐蚀合金管道上不应实施铝热焊接。

    当有详细的焊接程序且性能可靠，并有适当的文件支持，也可使用其他，如铜针焊接、软焊、导电粘接剂粘接、熔焊等方法。

9 管理与维护

9.1 阴极保护运行前的基本要求

9.1.1管道原始资料

    管道管理部门应收集、管理、保存由设计、施工单位提供的和其他来源获得的文件、图纸资料和原始资料，主要包括但不限于以下内容：

    ——管道走向带状图；

    ——阴极保护系统及单体图；

    ——全线防腐层结构、分布、补伤等资料；

——管道附属设施，如固定墩，穿、跨越，阀室，套管等分布、结构、防腐保护状态；

——管道自然电位分布曲线图，对于交、直流电干扰管段，干扰长度、起止点，最大、最小干扰电位分布曲线，最大、最小干扰电位一时间分布蓝线；

    ——沿线土壤电阻率或土壤腐蚀性分布；

    ——设计、施工更改、设备合格证、说明书等其他相关资料；

    ——管道腐蚀穿孔分布、测试及分析记录等。

9.1.2测量仪器与设备

    管道管理部门应配备必需的设备和仪表、工具。至少包括：管道防腐层检测仪、接地电阻测试仪、万用表、Cu/CuSO₄参比电极(便携式)、数字型电位差计。所有测量仪器和设备的要求应符合GB/T 21246的要求。

    当土壤里含有大量氯化物时，测量电位不宜使用CSE。

    本标准不排除使用其他可替代的参比电极，通常可替代参比电极有以下三种。对于碳钢，相对于CSE的保护电位(在25℃)为-850mV时相对替代参比电极的电位是：

    a) 饱和KCI SCE为-780mV；

    b) 饱和Ag/AgCl参比电极，在25Ω·cm的海水中使用，其保护电位为-800mV；

    c) 采用75%石膏、20%膨润土、5%硫酸钠填包料的锌参比电极，其保护电位为+250mV。

9.1.3操作人员

    阴极保护岗位的操作人员，上岗前应进行专门的技术培训。

9.2 运行调试

    调试涉及到所有阴极保护设备、零件和系统的测试，以达到管道保护符合设计要求。

9.2.1系统检测

    阴极保护系统通电前，应对设备及装置进行检测。

9.2.1.1 电源设备和汇流端子：

    ——对地绝缘电阻(在30℃下，500V兆欧表最小10MΩ)；

    ——安全接地电阻；

    ——螺丝和螺母的松紧；

    ——设备及附件是否安装牢固；

    ——整流设备(二极管)的技术参数；

    ——能否满足额定电流输出；

    ——电源设备输出接线是否正确。

9.2.1.2 油冷式电源设备还要检查：

    ——油位；

    ——油的绝缘性能。

9.2.1.3 绝缘接头、接地设备和金属套管的电绝缘的有效性。

9.2.1.4 阳极地床的接地电阻。

9.2.1.5 测试及监控装置：

    ——电缆与接线端子的标记；

    ——电缆连接和安全设备的完整性(绝缘与接地、防雷击保护、电气区域分类)；

    ——电缆接头端的松紧程度；

    ——接线是否正确。

9.2.2系统调试

    阴极保护系统调试包括通电前的检测和通电后的测试。

    阴极保护系统通电前，应在所有测试装置处进行自然腐蚀电位的测量。

    阴极保护系统通电后，要逐步调节保护电流，直到汇流点的电位达到极限电位。电源设备应保持在此电位值，直到管道被充分极化达到4.3.1中的准则，应记录电源设备输出电压和电流。

    当通电后管道电位发生正向偏移，应立刻检查极性并采取措施。

    当对周围构筑物有干扰影响时，应在临近构筑物上进行同步测量。

    当存在交、直流干扰影响时，应对干扰对阴极保护系统有效性的影响进行测量。测量应在阴极保护系统运行及断电状态下进行。在这两种情况下，应至少记录24 h的连续管地电位数据。在通电状态下，还应记录通电电流。可按4.3的条文说明中给出的指标评价阴极保护有效性。

9.3 检查与测试

9.3.1一般原则

    应定期进行阴极保护系统的检查与测试，以确认阴极保护系统是否运行正常，运行期间的管/地电位是否符合保护准则。

    应对检查与测试所得的数据和所发现情况进行分析，进而完成以下工作：

    ——评价腐蚀管理是否适当；

    ——指出可能存在的异常以及改进措施；

    ——说明对管道状况进行更详细评价的必要性。

9.3.2投产后调试

    在阴极保护系统运行一年内，宜进行下列调查：

    ——防腐层检漏；

    ——电流衰减测量；

    ——CIPS：

    ——DCVG：

    ——管/地电位缺陷定位测量；

    ——全线防腐层绝缘电阻率测试。

    进一步的专项调查的类型和周期取决于很多因素，如防腐层老化变质、温度升高的影响、施工活动、干扰影响等。

    如果管道安装了阴极保护远程监测系统，并能随时检测出设备故障，可采用比上述推荐检测周期更长的时间间隔进行功能性检查。

远程监测系统提供的结果应定期与手工测试数据进行核对，确保远程监测系统正常有效地工作。

注：将CIPS与垂直测量出的电位梯度结合起来就是所谓的管/她电位精确测量技术，用于防腐度层缺陷定位和缺陷处无IR降的电位测量。

9.3.3检测周期

应按照表13所列项目进行常规检测，如管地电位、电源设备输出电压和电流等。

如果没有杂散电流、雷电、波动的土壤条件等影响，那么根据专项调查的结果和系统的稳定性可以适当减小测量的周期。

9.3.4专项调查

    可针对某一目的或内容进行专项调查，调查项目如下，但不局限于此：

    ——防腐层破损；

    ——阴极保护不充分；

    ——SCC；

    ——细菌腐蚀；

    ——土壤腐蚀性；

    ——其他。

    调查应由专门培训的人员使用专用设备和仪器进行。

9.3.5监测大纲

    监测大纲应至少包括以下内容：

    ——测试说明；

    ——测试位置；

    ——所需要的仪器设备；

    ——测量技术；

    ——测量频次。

9.4 系统维护

9.4.1电源设备

    电源设施或设备，应经常进行检查，维护保养，保证完好，正常运行。

9.4.2测试装置

    测试及监控装置应定期检查维护，保证完整、好用。

9.4.3阳极地床

    阳极地床的接地电阻应定期检测，应对其变化，相应调整电源设备的输出电压，保证保护电流的正常输出。对于因阳极地床接地电阻经常变化等原因，致使需经常调整保护电流输出的情况，电源设备宜改用恒电位仪。

    对失效的阳极地床，应及时维修或更换。

9.4.4地上绝缘装置

    地面上安装的绝缘装置，应定期进行检测、清扫，防止灰尘、水分等外来物造成绝缘不良或短路失效。

9.4.5仪器设备

    阴极保护检测使用的仪器、仪表及设备，如参比电极等，应进行常规校验。

9.4.6保护电位检测

    当发现管道阴极保护不充分时，应立即展开调查，查明原因，排除故障。常见故障原因的相应对策如下：

    ——修理或更换系统中的装置或部件；

    ——修补已查明的防腐层缺陷；

    ——调整或更换跨接；

    ——消除绝缘不良或短路点；

    ——修理失效的绝缘装置；

    ——增设阴极保护设施(强制电流或牺牲阳极)。

9.5 技术档案

9.5.1竣工资料

    管道阴极保护系统在竣工验收时，应符合下列要求：

    ——竣工验收的工程符合设计要求；

    ——规定提供的技术文件齐全、完整；

    ——外观检查，工程质量符合规范规定。

    竣工的阴极保护系统，在交接验收时，至少应提交下列技术文件：

    ——竣工图；

    ——变更设计的证明文件；

    ——制造厂家提供的说明书、试验记录、产品合格证、安装图纸等技术文件；

    ——安装技术记录；

    ——调试试验记录；

    ——所有阴极保护参数测试记录；

    ——隐蔽工程记录。

9.5.2移交时注意事项

    设计文件中配置的仪器、仪表在竣工验收时同时移交给业主，工程竣工后，各施工单位应提供9.5.1中规定的技术资料作为交工依据，汇总建立技术档案交上级主管部门、生产管理部门及施工单位自存。

9.5.3检查与测试资料

    本章所提及的所有检查与测试活动的结果都应有记录，有评价，应妥善保管这些资料。以作为将来验证阴极保护系统有效性的基础。

9.5.4运行与管理资料

    管道阴极保护运行时应编制运行与维护手册，操作员工应按手册的运行与维护程序工作。手册中应包括：

    ——系统与系统组成的说明；

    ——调试报告；

    ——竣工图纸；

    ——供货商提供的文件；

    ——监测设备一览表；

    ——系统的电位准则；

    ——监测大纲；

    ——监测进度表与对监测设备的要求；

    ——所有安装在管道上的监测设备的监测程序；

    ——阴极保护系统安全操作指南。

9.5.5维修保养记录

    对于阴极保护系统设备的维修，应记录以下内容和项目：

——整流器和其他直流电源的修理；

——阳极、阳极连接以及电缆的修理或更换；

——防腐层、绝缘装置、测试导线和其他测试设备的维护、修理和更换；

——汇流点、套管和远程监测设备的维护。