站场部分阴极保护施工技术要求.docx
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站场部分阴极保护施工技术要求
昭通国家级页岩气示范区太阳-大寨区块龙马溪组8亿立方米/年浅层页岩气地面建设工程
单位：
河南汇龙合金材料有限公司
设计证书编号:
A111017147综甲勘察证书编号:
B111017147综甲
防腐部分
站场部分阴极保护施工技术要求
共16页第1页
专业:
防腐
设计阶段:
施工图
站场部分阴极保护施工技术要求
说
明
书
0
供施工
2019.05
A
供审查
张国虎
陈彬源
李浩
屠海波
2019.04
版次
描述
编制
校对
审核
审定
日期
1设计范围
本说明书为昭通国家级页岩气示范区太阳-大寨区块龙马溪组8亿立方米/年浅层页岩气地面建设工程站场的强制电流阴极保护系统的通用设计。
具体站场的防腐设计见相应的施工图设计文件。
本工程站场强制电流阴极保护系统的通用设计由以下内容组成:
1）站场内阴极保护系统设施；
2）绝缘接头和防浪涌保护；
3）电位传送器；
4）电连续性跨接；
5）阴极保护系统的投产测试与运行管理。
2执行的标准、规范
《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》（GB/T21246-2007）
《埋地钢质管道阴极保护技术规范》（GB/T21448-2017）
《强制电流深阳极地床技术规范》（SY/T0096-2013）
《绝缘接头与绝缘法兰技术规范》（SY/T0516-2016）
3总体方案
云山坝脱水站、太阳集气增压站、大寨集气站内分别新建1座阴极保护站对进出站线路管道实施强制电流保护。
线路管道阴极保护系统达到充分保护状态的判定准则执行GB/T21448-2017《埋地钢质管道阴极保护技术规范》阴极保护准则的规定。
5强制电流阴极保护系统施工技术要求
5.1线路阴极保护站主要组成部分
1）提供保护电流的阴极保护电源设备；
2）阳极地床；
3）阴极保护通电点及参比电极。
5.2阴极保护电源设备安装
云山坝脱水站、太阳集气增压站、大寨集气站分别新建1座阴极保护站，每座阴极保护
站分别安装1套6路输出（每路为5A/30V）阴极保护电源设备对进出新建脱水站和集气站的线路管道进行保护，安装位置见各站场的相关设计。
阴极保护电源设备的性能应符合《交流供电阴极保护电源设备技术规格书》
（S2018132E-0000-9990-CP-SPC-0006-00_0）的要求，严禁使用不合格产品。
设备机壳接地：
采用YJV22-0.6/11×16mm2电线将电源设备的机壳接地端子与设备附近的接地端子板相连接，并保证完全电气连通。
设备工作电源：
阴极保护电源设备工作电源为AC220V。
阴极保护电源设备电源线与电专业埋设在附近的供电电缆进行连接，连接应牢固，确保电气接触导通良好。
阴极保护电源设备安装时应当严格按照其产品说明书进行，应要求生产厂商的工程师到现场指导或亲自调试，电缆连接时应确保极性正确，并且确保电气接触导通良好。
设备接线安装详见《线路阴极保护站接线原理图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-01_0）和厂商使用说明书。
5.3通电点及参比电极安装
通电点指阴极保护电源设备与管道的连接点，它包括阴极电缆与管道的连接和参比电极的安装。
通电点设置在管道进站绝缘接头的保护端侧，距绝缘接头外侧环焊缝200mm外，当受现场条件限制时，可进行适当调整。
从阴极保护电源设备的输出阴极端子和零位接阴端子引出的阴极电缆，通过阴极接线箱连接，敷设至通电点处，采用铝热焊与管道连接。
参比电极采用长效硫酸铜参比电极，参比电极电缆从阴极保护电源设备的参比电极端子引出，通过阴极接线箱连接，与阴极电缆同沟敷设至绝缘接头保护端侧，接至埋设点附近与参比电极的引线相连接。
电缆间采用铜连接管压接，并用电缆热收缩式附件密封防腐。
参比电极采用预包装型长效硫酸铜参比电极，应符合《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》
（GB/T21246-2007）中第4.3节的要求，参比电极安装于通电点附近，埋设前应在净水中浸泡24小时以上，以确保参比电极和填包料充分浸润，安装时尽量贴近管道立式埋设。
参比电极在安装过程中应轻拿轻放，不得造成参比电极外壳的破裂。
通电点、参比电极施工安装见《通电点安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-02_0），电缆连接及敷设施工安装技术要求详见《阴极保护电缆敷设、连接图》（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-09_0）。
通电点、参比电极安装数量、位置及电缆敷设位置见各阴极保护站的相关设计。
5.4阴极保护参数的远传功能与远控功能
阴极保护电源设备除具有满足DCVG的扫描检测（仪器进入间歇供电测试状态）的功能外，还设有远传与远控接口，通过与SCADA系统的RTU相应端子连接，经通信设施远传给调控中心，实现阴极保护参数的远传。
其中远传参数有：
1）输出电压；
2）输出电流；
3）管/地电位。
阴极保护电源设备将上述的三项参数通过通信设施远传给调度中心，实现调度中心对本
站阴极保护参数及运行状态情况的采集。
站外管道阴极保护系统用阴极保护电源设备具有远控通/断功能：
阴极保护电源设备内设置有高速无触点开关，阴极保护电源设备接受的是开关信号，通过与SCADA系统的RTU相应端子的连接，以实现全线阴极保护站输出电流同步处于开12S、闭3S的间隙工作状态，满足在检测期内，采用瞬间断电法测试阴极保护保护电位的需要。
采用1根RS485数据线与阴极保护电源设备相应端子连接后敷设至自动控制专业相应机柜内，与站控系统的RTU端子连接，实现阴极保护系统参数的远传。
阴极保护电源设备与RTU的连接施工要求见《线路阴极保护站接线原理图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-01_0）。
电缆与阴极保护电源设备接线施工及电缆敷设由阴极保护施工单位完成，电缆与RTU
端子连接由自控专业施工单位完成。
5.5阳极地床安装
5.5.1阳极地床方式
本工程线路阴极保护站阳极地床有深井阳极地床和浅埋连续水平阳极地床床两种方式。
阳极地床的具体位置、方式及数量见各阴极保护站的相关设计。
5.5.2深井阳极地床
1）线路阴极保护站阳极地床采用深井阳极地床方式时，阳极地床井深见具体阴极保护站的相关设计，阳极体与井壁之间空隙应采用焦炭填充，填充应密实。
2）为保证阳极接头的可靠性、防止出现气阻、提高填料的密实度、方便现场施工及保证施工质量，采用预制分段封装式阳极体，阳极体在工厂预制，分段预制式阳极引出线应能保证安装后引到地面上不小于5m，电缆保护管、排气管应引至地面，长度应根据阳极体埋
深确定，并留有余量，分段预制式阳极应符合《混合金属氧化物阳极（深井阳极）技术规格
书》（S2018132E-0000-9990-CP-SPC-0007-00_0）的要求。
3）分段预制阳极体材料要求
（1）分段预制阳极体为：
外径Ø219、长6m的钢套管（20#钢）；每组分段预制阳极体内串接有3支采用以钛为基体材料，表面覆盖贵金属氧化物组成的钛镀贵金属氧化物阳极。
（2）贵金属氧化物阳极：
阳极直径：
25mm；单支阳极长度：
1000mm；执行标准：
一级钛（GB/T3620.1TA1）；氧化膜：
氧化铱/氧化钽。
（3）阳极体应采用：
在工厂预先封装，贵金属氧化物阳极周围应填充高纯度、低阻抗碳素填料，填充应密实。
电缆在阳极筒内连接，电缆与阳极连接的接触电阻小于0.01Ω。
阳极体电缆引线应按井深、组数要求确定的引线长度组装，阳极两端与电缆的密封头应用可靠的密封形式，且能承受水压和阳极释放气体造成的氧化降解。
（4）阳极体结构应有良好的排气措施，并应安装专门的排气管及保证现场准确定位方便、定位准确，及防止气阻的发生。
4）深井阳极的安装
本工程深井阳极地床采用闭孔阳极地床，施工执行《强制电流深阳极地床技术规范》
（SY/T0096-2013），安装见《闭孔预包装MMO/Ti深井阳极地床安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-04_0）及阳极厂商提供的施工工艺，阳极地床具体埋深和阳极体数量见相关站场设计。
分段预制式阳极引出电缆应能保证安装后引到地面上不小于5m，电缆保护管、排气管应引至地面，长度应根据阳极体埋深确定，并留有余量。
阳极主电缆从阴极保护设备的输出阳极端子引出，通过阳极接线箱连接，然后敷设至深井阳极地床位置处，与各分段预制阳极体的引出电缆连接，连接应牢固。
电缆应尽量少用接头，应在电缆转弯处及接头部位竖立明显的标志桩。
5）验收
按GB/T21246-2007中所列方法，分别对各分段预制阳极体和整个阳极地床进行接地电阻测试。
由于排气管的通畅对阳极地床的使用寿命非常重要，故必须检查排气管是否按设计要求安装，排气是否有效通畅。
5.5.3浅埋连续水平阳极地床
采用浅埋连续水平阳极地床时，每处采用30支Φ50⨯1500mm加铬高硅铸铁阳极，Φ50⨯1500mm加铬高硅铸铁阳极的性能应符合《高硅铸铁阳极技术规格书》
（S2018132E-0000-9990-CP-SPC-0009-00_0）的要求。
要求，加铬高硅铸铁阳极易碎、易断裂，施工及运输中应小心，凡断裂后不得再使用。
施工时，阳极地床的焦炭填料应均匀分布于阳极周围，中间不得夹杂泥土石块，施工中需仔细检查每支加铬高硅铸铁阳极头引出电缆、引出电缆与阳极共用电缆的连接是否牢靠。
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；焦炭填料的性能要求为：
1）比重（相对密度）≥1.90；
2）填料的粒径范围为：
20目筛上应≤2%，100目筛上≥80%；
3）含碳量＞90%；
4）挥发性物质含量＜0.3%；
5）含硫量＜1%。
为方便测试及定位，阳极地床起点位置设置1套阳极接线箱。
浅埋水平连续式阳极地床的施工安装详见《浅埋水平连续阳极地床安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-11_0），具体安装位置见各站场设计。
22
阳极主电缆采用YJV-0.6/11⨯16mm2，电缆从阴极保护电源设备的输出阳极端子引出。
阳极主电缆穿预埋于墙基的钢管，敷设至阳极地床位置处。
电缆应尽量少用接头，站外电缆应在沿电缆路径直线每间隔约50米处、转弯处及接头部位竖立明显的标志桩。
6强制电流阴极保护辅助设施
6.1绝缘接头安装
为防止阴极保护电流漏失，实施阴极保护电绝缘，需在进出站场的管线上安装相应规格的绝缘接头。
绝缘接头为埋地安装时，为便于管理，在地面应设置标识，方便查找。
采用在绝缘接头安装位置正上方的地坪上，埋设混凝土标识块，标识块为深200mm、宽200mm、长350mm。
标识块上表面应于所在地坪齐平，宜采用镂空模板喷漆在标志桩上表面注明出绝缘接头的规格、型号，字体采用黄色仿宋体，标志桩的施工安装见《站场绝缘接头防浪涌保护安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-06_0）。
绝缘接头制作安装应符合《绝缘接头与绝缘法兰技术规范》（SY/T0516-2016）及《绝缘接头技术规格书》（S2018132E-0000-9990-ME-SPC-0006-00_0）的有关规定。
生产厂商应提供绝缘接头的强度试压、严密性试验、电绝缘测试等检验报告，经业主验收。
在绝缘接头安装前，应对绝缘接头进行水压试验。
试验压力为设计压力的1.5倍，稳压时间为5min，以无泄漏为合格。
试压后应擦干残余水，进行绝缘检测，检测应采用500V兆欧表测量，其绝缘电阻应大于2MΩ。
检验合格后方可现场焊接到管道上的指定位置处，埋地安装的绝缘接头还应采用聚乙烯热收缩带进行包覆防腐。
6.2绝缘接头防浪涌保护
为保护设置在管道上的绝缘接头免受雷电高压电涌的破坏，需在每个管道绝缘接头安装处设置等电位连接器进行防浪涌保护。
等电位连接器的参数为：
绝缘电阻：
≥50MΩ、响应时间：
≤25ns、标称导通电压：
15±10%V、最大放电电流8/20μs：
100kA。
等电位连接器安装在非防爆接线箱内，尽量置于防爆区外，保护电缆、接地电缆采用YJV22-0.6/11×16mm2，接地电缆应与共用接地体连接，保护电缆应与被保护管道连接，压接应牢固，必须保证完全电气连通。
等电位连接器与接地体及管道的连接电缆应尽可能短。
站场等电位连接器安装见《站场绝缘接头防浪涌保护安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-06_0）。
在云山坝脱水站、外输末站、白蜡阀室分别设置限压排流连接保护装置，采用具有直流稳态通流量15A功能的固态去耦合器替代等电位连接器进行直流干扰防护，详见《交直流干扰防护施工技术要求》（S2018132E-0000-9990-CP-DES-0004-00_0），直流稳态通流量15A功能的固态去耦合器安装见《限压排流连接保护装置安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0004-02_0）。
6.3绝缘接头测试桩（箱）安装
平台、外输末站埋地安装的每个绝缘接头处设置1个绝缘接头测试桩，采用钢管测试桩，测试桩安装在防爆区外，绝缘接头测试桩的接线和安装见《绝缘接头测试桩安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-07_0）。
新建集气站和脱水站埋地安装的绝缘接头处设置绝缘接头测试箱，测试箱安装在防爆区以外，绝缘接头测试箱的接线和安装见《绝缘接头测试箱安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-08_0）。
绝缘接头测试桩（箱）的设置位置、数量详见各站场的相关设计。
6.4跨接电缆
为保证线路管道的阴极保护电流连续贯通，本工程需在部分站场和平台设置跨接电缆，脱水站和集气站通过设置在进出站管道上的阴极接线箱实现需保护管道的电气连通，平台通过设置在进出站管道上的绝缘接头测试桩实现需保护管道的电气连通，接应牢固，必须保证完全电气连通，施工安装见各站场的相关设计。
6.5电缆连接及密封防腐
阴极保护电缆与管道、接地体的连接及电缆敷设须在管道下沟后、回填前进行，避免二次开挖。
电缆与管道连接均采用铝热焊，焊前必须对焊点处进行打磨处理，确保外露金属光泽，然后实施铝热焊。
焊接应牢固，严禁虚焊，焊后清除焊渣及污物。
在焊点旁应将电缆敷设成一个大的蝴蝶结，并用绝缘带将其固定在管子上，以减轻拉力。
阴极保护电缆之间的连接采用铜连接管钳接方式，要求压接牢固，然后用热熔胶覆盖电缆连接处所有裸露部位，最后用电缆热收缩式附件进行密封防腐。
焊点密封绝缘：
在对焊点进行牢固性检查合格后，再使用粘弹体防腐材料密封贴附防腐，并用聚乙烯热收缩带或聚乙烯胶粘带包覆，施工详图纸《电缆连接及焊点防腐安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-10_0）。
6.6阴极保护电缆的敷设
阴极保护电缆尽量利用站内电缆沟敷设。
当需要采用直埋方式敷设时，应铺沙盖砖。
阴极保护电缆敷设时应当严格遵循全国通用电气装置标准图集《110kV及以下电缆敷设》
（12D101-5）的要求。
同时，地面、地下均应留足裕量（10%伸缩裕量），以防止土壤下沉时拉断电缆。
当阴极保护电缆需要穿越院墙、公路、管道、水沟以及其他电缆时，应当加适当管径的保护套管，保护管两端应比穿越段两端分别长出至少0.5m。
站外电缆应在沿电缆路径直线每间隔约50米处、转弯处及接头部位竖立明显的标志桩，电缆敷设及标志桩设立的施工安装详见《阴极保护电缆敷设、连接图》（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-09_0）。
电缆与设备连接施工时，应对各条电缆作好标识，避免接错电缆；完工后也应标识好各路电
缆，以便运行管理和维护。
在现场施工过程中，施工方应保证电缆敷设路由与各站场阴极保护设施布置图给定路由一致。
当由于现场情况发生变化而无法按照已有图纸施工时，施工方在征得设计同意的前提下可以对阴极保护电缆的局部走向进行调整，但电缆的始末位置不得挪动。
6.7阴极保护电缆的型号
22
阳极主电缆YJV-0.6/11×16mm2；
22
阴极电缆YJV-0.6/12×10mm2；
22
参比电缆YJV-0.6/11×6mm2；
22
电位传送器测量电缆YJV-0.6/11×10mm2；
22
等电位连接器连接电缆YJV-0.6/11×16mm2；
绝缘接头测试桩（箱）电缆YJV-0.6/11×6mm2；
22
接地电缆YJV-0.6/11×16mm2；
22
跨接电缆YJV-0.6/11×16mm2；
2
电位传送器信号输出电缆KYJVP-450/7504×1.5mm2；
阴极保护电源设备信号输出电缆RS485数据线。
7电位传送器安装
7.1安装要求
在未设置线路阴极保护的外输末站内安装1套阴极保护电位远传设备（电位传送器），实现进站线路管道阴极保护管地电位的采集与远传。
站场电位传送器安装在相应站场机柜间内，为壁挂式，应按产品实际尺寸在墙壁上钻孔安装，电位传送器安装时，距地面高度为600mm，要求电位传送器牢固地固定在墙上。
具体安装位置见站场设计文件。
7.2工作电源
电位传送器所需电源为AC220V，其安装接入见电力专业相关设计。
7.3机壳接地
采用BVR-450/4701×16mm2电线引至室内接地端子板，站场接线见《电位传送器接线图》（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-12_0），接地端子板见电力专业相关设计。
7.4采集点安装
采集点指电位传送器与管道的连接点，它包括电位传送器测量电缆与管道的连接和极化探头的安装。
站场采集点设置在管道出站/进站绝缘接头的保护端侧，距绝缘接头外侧环焊缝200mm外。
当受现场条件限制时，可进行适当调整。
电位传送器采集点、参比电极安装、电缆敷设施工安装详见《通电点和采集点安装图》
（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-02_0），电缆与管道连接点防腐密封施工见《电缆连接及焊点防腐安装图》（S2018132E-0000-9990-CP-DWG-0002-10_0）。
安装时应当严格按照其产品说明书进行，应邀请生产厂商的技术工程师到现场指导或亲自调试。
电缆连接时应确保极性正确，并且确保电气接触导通良好。
7.5阴极保护参数的远传
2
信号输出电缆KYJVP450/7504×1.5mm2从电位传送器的电位信号输出两接线端子分别引出，接到RTU设备相应的两端子上，信号输出电缆与电位传送器连接安装应由阴极保护相关施工单位完成，并负责敷设至RTU设备处，对每路电缆均作好标识，电缆与RTU端子连接由自控相关施工单位完成。
8阴极保护系统的投产测试
8.1阴极保护投产前的调试与测试
调试时应对阴极保护系统进行投产前的阴极保护设备调试及相关设施的测试，并做详细记录，调试及测试内容如下：
1）管道自然电位测试；
2）辅助阳极地床接地电阻测试；
3）绝缘接头的绝缘性能测试；
4）检查阴极保护设备电气连接，检查设备电气连接是否正确，与设计图纸是否相符；
5）通电点、数据采集点的长效参比电极校正测试；
6）阴极保护电源设备运行调试；
7）阴极保护电源设备运行、输出、切换等是否正常、稳定。
此项可参考阴极保护设备的说明书，并在阴极保护设备生产厂家的指导下进行；
8）阴极保护系统通电后，要逐步调节设备的给定电位，先把设备的给定电位调节到-1.2V
（为通电电位，相对CSE），然后把设备处于断电状态下时看给定电位是否略正于-1.2V（为断电电位，相对CSE），并根据断电电位确定是调高还是调低通电状态下的给定电位。
阴保电源设备应保持在此电位值，直到管道被充分极化（至少需要48h）。
9）然后采用断电电位法进行全线保护电位测试，通过断电电位法测试的电位值，调整设备的给定电位，使全线保护管道的极化电位处于要求的保护电位范围内-0.85V~-1.2V（相对于CSE消除IR降后）内。
记录设备的输出电位、电流、给定电位。
8.2阴极保护的投产测试
当投产前调试和测试完毕，阴极保护电源设备正式投入运行时，一般在投产一周后管道完全极化，进行如下测试，并进行详细记录：
1）管道沿线保护电位；
2）设备输出电压；
3）设备输出电流；
4）设备给定保护电位。
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