文档介绍：管道外加电流阴极保护
设计方案
上海 xxx 设计研究总院
二。一二年十二月三日
概述
管道由 1 条 DN1428 低碳钢焊接管组成，总长约 , 采用顶管和开挖排管相结合的
施工方法进行敷设。
根据类似工程数据，管道埋设深度土层的平均土壤电阻率 5〜10Q - m0
全部钢管外防腐均采用熔融环氧粉末防腐涂层。顶管连接焊缝处采用专用液态环氧
树脂补口涂料涂封。
二、设计方案
本工程敷设的管道口径较大、埋设深度深、采用顶管方法敷设在中继间切割及密封
焊接会造成该处管道外涂层损伤。因此管道阴极保护选用外加电流方法。
管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。清水管道在两端各设计 1 个阴极保护站。
每个阴极保护站在距管道 30〜50m处设计1座深井阳极、在靠近排气管处埋设 1支长效
硫酸铜参比电极、在阴极保护站设计安装 1 台直流电源。中间流量井 1 处需采用电缆跨接
确保管道良好电连续连接。
本工程顶管施工完成后大部分工作井不拆除，由于其混凝土井壁、井底会对外加电
流产生屏蔽使井内浸在水中或土中的管道无法获得有效保护，为此在每个井内设计安装
埋设 2 支镁合金牺牲阳极对井内管道实施阴极保护。三、设计依据的标准及规范
、 GB/T21448-2008 埋地钢质管道阴极保护技术规范。
、 GB/T21246-2007 埋地钢质管道阴极保护参数测量方法。
、 SY/T0086-95 阴极保护管道的电绝缘标准。
、 SYJ4006-90 长输管道阴极保护施工及验收规范
四、设计指标
、阴极保护设计使用寿命 20 年。有效保护期间管道极化电位应满足以下第 2 或 3 条
要求。
2、施加阴极保护后，管道阴极极化电位为 -~ （相对于 CSE 电极），应考虑
排除 IR 降。
3、在阴极保护极化形成或衰减时，测取被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电
极之间的阴极极化电位差不应小于 100mV 。
%时，通电保护电位应
2L0
4、当土壤或水中存在硫酸盐还原菌，且硫酸离子含量超过
达到-（相对于 CSE电极）。
五、技术设计
设计参数
管道自然电位：-
最小保护电位：-
最大保护电位：- 2
管道金属电阻率（普碳钢）： Q , mm/m
平均保护电流密度： 2
平均土壤电阻率：10Q • m
钢管外径X壁厚：1428 X 14mm
设计计算
单位长度管道纵向电阻计算：
P
T
R0 二
理骄龙：（D , 一一）
式中：R0——单位长度管道纵向电阻（Q /m）
2
p t 管道金属电阻率（ Q • mm/m ）
D ' 管道外径（mm ）
8 ——管道壁厚（mm）
将有关计算参数代入上式后：
R0 =/[ X （1428-14） X 14]= X 10-6

8 Vl
nr ■1 —依 । 第；-
Do J s Ro
式中：2L0 ——两侧保护长度或两站最大间距（ m）
Vl——最大保护电位与最小保护电位之差（ V）（）
Do——管道外径（m）
Js——保护电流密度（A/m2）
Ro——单位长度管道纵向电阻（ Q/m）
——衰减系数
将有关参数代入上式后：
?
2Lo =[8 X + （ X X X X 10-6 ）]
=
计算结果表明，两站最大保护距离。在管道2端设
计阴极保护站能满足保护要求。
管道连接和绝缘
保护管道与非保护地下金属结构应无金属连接或搭接。
保护电流计算
I 0 = D 0X 兀 x Lx Js
式中：I 0——管段保护电流（A）
L ——管道长度（m）
将有关数据代入后：
I 0 = X 12300
=110A
DN1428清水管保护电流110A。考虑排气管和排水井管保护电流，设计计算总保护电
流为112A。

a 2 L
RV 二 ln 一
1rF*-事工
2 L d
式中：Rv —深井阳极接地电阻（Q）
L —阳极长度，（含填料）（m）取24m
d —阳极直径，（含填料）（m）
pa —阳极埋点平均士壤电阻率，（）取10Q .m
将有关数据代入后：
Rv=（10/2 X24） Xln（2 X 24/）