强制电流阴极保护系统设计

汤玉红

摘 要：以某输油管道为例，介绍了强制电流阴极保护系统方案设计、参数选择、保护长度计算以及阴极保护电流计算。

关键词：强制电流；阴极保护；设计

1 系统概况

1.1 工程概况

某输油管道为新建管线，总长度为80km，材质为高强度钢，管径为D813mm，壁厚为9.5mm，防腐层为3PE防腐层。地下水位平均1.0m，由于管道所经地多为盐碱地，土壤电阻率较大，拟选用外加电流阴极保护方式，对管道进行阴极保护。

1.2 阴极保护规范

《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008。

《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003。

《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-2007。

1.3 了解主要设备、材料性能

电源选用PS-1恒电位仪，辅助阳极材料选用高硅铸铁阳极材料。

2 设计方案

管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。设计1座阴极保护站。阴极保护站设计1处浅埋阳极地床、在阴极保护站设计安装PS-1恒电位仪1台。

阴极保护系统设计系统图如下：

3 阴极保护设计参数

①阴极保护系统设计寿命：20年；

②管道自然电位：-0.55V；最小保护电位：-0.85V；最大保护电位：-1.25V（CSE）；

③土壤平均电阻率：200Ω·m（0～2m深土壤层）；

④防腐层3PE电阻率：100000Ω·m2；

⑤管道（高强度钢钢管）电阻率：0.166Ω·m2/m；

⑥保护电流密度根据防腐层电阻选取，取值0.01mA/m2。

4 管道保护长度的计算

阴极站单侧管道保护长度达到191.8km，可对阴极站至其它方向延长线的部分管道进行保護。

5 阴极保护总电流的计算

阴极保护总保护电流需要量计算如下：

参考文献：

[1]廖渊文，熊道英等，油气管道保护工[M].北京：石油工业出版社，2008.

[2] SY/T0019-1997.埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范[S].北京：中国石油天然气总公司，1997.

[3]冯洪臣.管道阴极保护—设计、安装和运营[M].北京：化学工业出版社，2015.