供水管线工程阴极保护 pccp 钢管牺牲阳极阴极保护完整方案.docx

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1、分类号阴保1ogo汇龙密级一般编号O1供水管线工程阴极保护PCCP管牺牲阳极阴极保护完整方案河南汇龙合金材料有限公司技术部：刘珍长输管线阴极保护工程内部资料请勿外传2023年11月16日供水工程阴极保护设计总说明1工程概况巢湖市长江供水工程以长江为主水源向巢湖市和途径的含山县提供优质的长江水源，以确保巢湖市、含山县城乡供水安全，保障当地经济社会持续发展。采用地埋管道、两级加压单管输水，输水管线自取水泵站收水终点巢湖市三水厂全长约77.8km,工程等别为III等，工程规模为中型。沿线设置含山县二水厂、巢湖市二水厂2个分水口，在含山县境内设置1座加压泵站，其中含山县二水厂分水规模10万m3/d、巢

2、湖市二Zkr分水规模8万m3d,巢湖市三水厂收水规模30万Md。本工程采用牺牲阳极法对PCCP和钢管进行阴极保护。2设计依据2.1 批文及相关文件安徽省水利厅皖水规计函2023210号关于巢湖市长江供水工程初步设计的批复(2023年5月14日J2巢湖市长江供水工程初步设计报告(报批稿)安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，2023年4月3巢湖市长江供水工程管线工程土壤腐蚀性评价报告，安徽省水利水电勘测设计院工程质量检测所，2023年6月4巢湖市长江供水工程管线工程地质勘察报告(施工图设计阶段)安徽省水利水电勘测设计院研究总院有限公司，2023年5月2.2 主要规范D水利水电工程合理使用年限及

3、耐久性设计规范(S1654-2014)2预应力钢筒混凝土管技术规范(S1702-2015)3埋地预应力钢筒混凝土管道的阴极保护(GB/T28725-2012)4埋地钢质管道阴极保护技术规范(GB/T21448-2017)5阴极保护管道的电绝缘标准(SY/T0086-2012)6埋地钢质管道阴极保护参数测量方法(GB/T21246-2007)其它相关的现行国家和行业标准、规范、规程、规定等。3设计标准3.1 设计使用寿命阴极保护系统寿命设计使用寿命为50年。3.2 阴极保护设计准则1) IOOmV极化准则阴极保护系统正式投入运行后，管道的极化电位差应不小于IOOmV（CSE）测量极化电位的时间定

4、为72ho2）最负电位不能负于-IOOOmV准则系统最负保护电位值不能比-IOOOmV更负。阴极保护设计准则应同时满足以上两条。4牺牲阳极材质（1）在感应雷电或电力线路单相短路故障状况下，应能承受预期的最大冲击或故障电流；固态去耦合器在失效时应为短路模式。（2）额定隔离电压宜为对称型+2V/-2V。对用于存在直流杂散电流影响的管段进行持续交流干扰防护时，应具有合适的隔离电压，以抑制直流杂散电流反向流入管道，并钳制直流电压在隔离电压范围内，保护交流导通元件的正常工作，隔离电压应符合数据单的要求。（3）能适应野外环境条件，满足现场安装、维护方便的需求。1）主要参数要求固态去耦合器主要技术参数应满足

5、下表要求：序号项目参数1直流启动电压（ImA）-2V/+2V2交直流排流电流额定值50V3冲击导通电压2200V4标称放大电流（8/2OUS）InIOOkA5最大放大电流（8/2O1IS）Imax200kA6泄露电流10A7工作温度-45C+60oC8防护等级IP659故障电流235OoA（30周波）10响应时间1ns11接线端子与外壳绝缘电阻210MC4.1智能测试桩D阴极保护电位监测采集范围：-500OmV+5000mV;差分输入，输入阻抗大于1M；线性隔离输入，各路采集绝对独立;精度5mV；抗干扰能力：2AC30V；流量防雷击、防过压。2）杂散检测基本性能采集范围：0V+80V交流电压；

6、精度0.5V；防雷击、防过压；全、稳固、可靠。保护箱桩体立柱外层要涂装涂料防腐。涂料涂敷前，钢质桩体及底板表面除锈处理应达到Sa2.5级。涂料结构为环氧富锌底漆（280m）+环氧云铁中间漆（29Om）+聚氨酯面漆（280m）,涂层干膜总厚度2250m,面漆为黄色（色号为R255,G230,B0）。2） 排流测试桩的安装排流测试桩的安装要求与多功能测试桩一致，此处主要用于对排流性能的测试。3） 排流地床的安装O排流地床安装前需要选定合适的排流位置，根据全线的杂散电流检测，确定线路中需要排流的点，然后在排流点附近进行土壤电阻率的测量，测定深度2米，沿管线每1米测量一次，从测得数据中选择土壤电阻率相

7、对较小的位置作为最终的排流地床安装点。2）安装时先进行土方开挖，要求开挖深度2米，宽度不小于0.5米，应根据土方情况避免塌方。土方开挖完成后先铺设镀锌钢带，然后按照设计图纸安装角钢和阳极包，最后进行电缆连接和焊接工作，采用铝热焊接，焊接完成后需要进行防腐处理。8）引航地床设备安装后，测试各部位连接性能，然后将排流连接电缆和测试电缆连接至固态去耦合器，测试排流系统运行正常后回填。7检测和监测本项目输水管线阴极保护的检测和监测包括工程所需阴极保护材料、设备以及分析处理系统等，以及在施工期、调试后的检测、监测和缺陷责任期满后的监测和资料分析。主要工作包括：对PCCP管间跨接电缆检测、施工期间阴极保护

8、参数测试、管线区域杂散电流检测、保护电位测试、钢筋腐蚀环境监测系统调试、绝缘接头绝缘性能测试等。7.1承包人提交的文件PCCP管管间跨接电缆检测及分析报告施工期间阴极保护参数测试及分析报告管线区域杂散电流检测及分析报告保护电位测试及分析报告钢筋腐蚀环境及阴极保护参数监测系统调试报告阴极保护效果分析报告要求提交的其他报告直流杂散电流测量对可能产生直流杂散电流的管线处，应该首先测量管道的管地电位，如果管道的自然管地电位很难测取时，则采用测量土地电位梯度的方法；直流杂散测试点的选取应该选择管道与直流干扰线路交叉的地方，测试点间距以50-20Om为宜，测试时间段一般为24ho交流杂散电流测量测量管道交

9、流干扰电压时，对短期测量可使用交流电压表；对长期测量应使用存储式交流电压测试仪。4)C1PS测量采用DCVG/CIPS一体机实施埋地管道的C1PS检测，DCVG/CIPS一体机设备组成如下:DCVG/CIPS一体机设备放置在特制的ABS塑料安全箱里，该安全箱具有保护、防震、防尘及一定的防水能力。仪器在完成使用后，需将其放置在安全箱内。7.2 预应力钢丝阴极保护监测系统调试阴极保护工程完工前，应对输水管线的监测区段安装的钢筋腐蚀环境参数监测系统进行调试，对系统中各类传感器组成的传感器单元、模/数转换及数据采集单元、通讯单元和数据终端及软件单元进行综合联调。腐蚀环境监测和验证检测装置主要通过智能测

10、试桩实现。智能测试桩埋设在距离管道的外表面1-15m之间的位置。智能测试桩内部埋设有腐蚀监测传感器，由预应力钢筋、不锈钢钢筋和二氧化锦参比电极组成一套电化学腐蚀测量三电极探头，通过恒电量脉冲方法(CPM)测量不受阴极保护的预应力钢筋的腐蚀速度、自腐蚀电位和受保护的相关电位。调试完成后要求数据采集和远程正常，采集频率满足要求，设备稳定运行。7.3 完工后监检测项目调i舫应及时测量管道保护状况的相关参数，并作好各项记录。序号检测项目1管/地通电电位2管道断电电位3阴极保护监测数据的采集和分析2管/地通电电位测量在通电状态下，用数字万用表和参比电极测量管线和极化探头在通电之后的电位。通过管线上其它测

11、试点和测试桩上通电电位的测量，4.2 PCCP牺牲阳极材料PCCP.钢管牺牲阳极材料选择锌合金牺牲阳极。4.3 管道构筑物牺牲阳极材料钢管及管道构筑物牺牲阳极材料选用棒状锌合金阳极。4.4 阳极规格型号名称规格型号重量保护对象锌合金阳极ZP-2,IOOOX(65+75)X65mm33kg支PCCP管和钢管5主要材料技术参数5.1 锌合金牺牲阳极1）锌阳极的化学成分阳极型号化学成分（）A1CdFeCuPbSiZnZP-21000(65+75)X65mm03-0.60.05-0.120.0050.0050.0060.125余量2）锌合金阳极电化学性能（海水中1mcm2）项目开路电位V,（SCE）工

12、作电位V,（SCE）实际电容量Ah/Kg消耗率Kg/Aa溶解情况电化学-1.05-1.03253017.25腐蚀产物易脱落，表面性能溶解均匀3）牺牲阳极化学填包料序号阳极类型质量分数/%石膏粉膨润土工业硫酸钠1锌合金阳极752055.2 电缆阳极电缆、测试电缆以及参比电极测试电缆等应满足GB12706.1规范要求。D阳极电缆、跨接电缆、均压电缆（1）阳极电缆、跨接电缆、均压电缆均采用铜芯聚乙烯绝缘聚氯乙交流220V1IOV输入（90V265V）烯护套埋地电缆。跨接电缆、均压电缆性能参数不得低于YJV-0.61kV-125,阳极电缆性能不得低于YJV-0.61kV-1IOo（2）电缆使用特性：额

13、定电压为0.6/1KV。电缆导体允许长期最高工作温度为90Co短路时（最长持续时间不超过5s）电缆导体的最高温度不超过250。电缆敷设时环境温度应不低于OC。电缆弯曲半径不小于电缆外径的15倍。（3）YJV-0.61kV-125电缆20条件下的最大电阻不大于0.727Qkm,VV-0.61kV-110电缆20条件下的最大电阻不大于1.83Qkm.2）参比电极电缆（1）参比电极电缆采用铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽护套埋地电缆。电缆性能参数不得低于RVVP-0.61kV-1X2.5。（2）额定电压300V,允许长期工作温度为70Co（3）具有防电磁波干扰性能。5.3 参比电极采用埋地型长寿命CuCuSO4

14、参比电极和二氧化铳参比电极。二氧化镒参比电极埋设在PCCP模拟测试探头中。1） CuCuSO4参比电极CuCuSO4参比电极性能参数满足以下各项要求：（1）电位稳定性：电位漂移20mV；(2)耐极化性能：在CUSO4水溶液中，分别通以20UA电流进行阴、阳极极化，其电位的移动5mV；(3)电极使用寿命：10年；(4)温度系数：0.95mVoC;(5)抗振性能：CuCuSO4电极经加速度为3g,频率为50Hz,垂向、横向、纵向各20分钟振动后无损坏。2)二氧化锌参比电极二氧化镉参比电极性能参数满足以下各项要求：(1)电位稳定性：20mV;(2)电极极化性：在极化电流5A下电位波动30mV;(3)电极外形尺寸：2056mm:(4)电极外壳抗压强度：1OMPa；(5)使用年限:50年。5.4 固态去耦合器2)基本要求(4)能有效隔离阴极保护直流电流；(5)对管道上耦合的交流电流具有低阻抗全导通特性，能有效降低感应的交流干扰电压；本工程监检测装置主要用于现场对管道阴极保护效果的检测和监测，包括智能测试桩的安装调试、多功能测试桩的安装、PCCP专