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ICS75.200E16中国石油化工集团公司企业标准Q/SHQ/SH0086—2007钢制储罐罐底外壁阴极保护网状阳极系统技术要求MMOGridanodecathodicprotectionsystemrequirementsofexternalsurfaceofabovegroundsteeltankbottom2007-04-20发布2007-04-25实施中国石油化工集团公司发布Q/SH0086—2007I目次前言.................................................................................II1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语................................................................................14基本规定............................................................................15技术要求............................................................................16网状阳极系统设计....................................................................27网状阳极的安装......................................................................58网状阳极系统的验收..................................................................59网状阳极系统的调试..................................................................5Q/SH0086—2007II前言本标准由中国石油化工股份有限公司科技开发部提出。本标准由中国石油化工集团公司油田企业经营部归口。本标准起草单位：胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司。本标准主要起草人：欧莉、冯洪臣、王丽芬、王健健。Q/SH0086—20071钢制储罐罐底外壁阴极保护网状阳极系统技术要求1范围本标准规定了网状阳极阴极保护系统的设计、材料、安装及调试。本标准适用于直径大于18m的新建或改建的立式钢制储罐底板外壁外加电流阴极保护，其它规格的立式钢制储罐可参照本标准执行。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。ASTMB265钛及钛合金带材、薄板及中厚板3术语下列术语和定义适用于本标准。3.1网状阳极Mixedmetaloxideanodegrid安装在储罐基础内、由混合金属氧化物阳极带与钛导电连接片垂直铺设，并在交叉处焊接而构成的为储罐底板外壁提供阴极保护电流的辅助阳极。3.2混合金属氧化物阳极带Mixedmetaloxideanoderibbon表面烧结了一层混合金属氧化膜、导电性能得到提高的钛基材。3.3钛导电连接片Titaniumconductorbar用于传输电流的钛基材。3.4电缆接头Powerfeederconnector由钛基材制成的电缆/阳极网连接装置。3.5绝缘防渗膜Imperviousnonmetallicmembrane具有耐撕扯、耐刺穿、防渗透能力的高密度聚乙烯薄膜。4基本规定4.1在网状阳极系统设计时，留有20%～30%的系统裕量以补充阴极保护电流的散失。4.2网状阳极系统的设计寿命应不小于储罐设计寿命。4.3储罐基础中铺设绝缘防渗膜时，阳极网位于储罐基础回填砂中、绝缘防渗膜上方。4.4阳极网与储罐底板的距离应不小于30cm。4.5回填砂电阻率在20000Ω·cm～50000Ω·cm之间。5技术要求Q/SH0086—200725.1混合金属氧化物阳极带混合金属氧化物阳极带表面颜色均匀、无花斑，对折180˚混合金属氧化膜无开裂、无剥落，氧化膜材质为IrO2和Ta2O5，混合金属氧化物阳极带性能符合表1的规定。混合金属氧化物阳极带基材材质符合ASTMB265Gr1/2的要求，化学成分见表1。表1混合金属氧化物阳极带截面尺寸6.35mm×0.635mm标准长度100m或152m阳极质量16.7g/m阳极电阻0.1389Ω/m阳极面积0.014m2/m等量半径2.2mm额定输出电流＞20mA/m使用寿命50a电流效率＞72A.a/m25.2钛导电连接片钛导电连接片表面光亮、无油污，化学成分及物理性能符合表2的规定。表2钛导电连接片化学成分物理性能基材ASTMB265Gr1/2截面尺寸12.7mm×0.9mm氮＜0.03%电阻率＜56µΩ·cm碳＜0.08%标准长度100m或152m氢＜0.015%质量51g/m铁＜0.30%弹性模量1.05×105MPa氧＜0.25%抗拉强度345MPa屈服强度275MPa杂质总量＜0.40%延伸率20%5.3参比电极长效饱和硫酸铜参比电极(CSE)外壳为硬质聚氯乙烯管（TUBPVC），放在填包料袋中。填包料成分为（质量比）：石膏粉75%、膨润土20%、硫酸钠5%。参比电极电位波动应小于10mV，并带有足够的电缆长度延伸到储罐基础以外。5.4电缆接头在长200mm、宽12mm、厚0.9mm的钛片上焊接直径8mm、长度100mm的钛管。电缆接头的钛管应与10mm2双PVC铜芯电缆压紧，用胶密封、胶带缠紧后，用热收缩套密封。5.5绝缘防渗膜绝缘防渗膜厚度应在0.75mm～1.00mm之间，铺设在储罐基础中。5.6接线箱从储罐基础中引出的所有阳极电缆应在防爆接线箱内进行连接，防爆接线箱应符合所在位置的防爆等级要求。6网状阳极系统设计Q/SH0086—200736.1裸板阴极保护电流密度为10mA/m2，应考虑储罐底板涂层的有效率（宜取50%）。6.2根据阳极带的性能、回填砂的电阻率、阳极网埋深，选择阳极带的间隔，宜控制在阳极网与罐底板距离的4～6倍，见6.7条。6.3外加电源电压不得超过50V。6.4网状阳极接地电阻R(Ω)按式（1）计算：………………………………（1）式中：ρ——土壤电阻率，欧姆·米（Ω·m）；L——阳极带长度，米（m）；r——等量半径，米（m）；D——阳极网埋深，米（m）；Q——电阻系数，取值1.5。6.5阳极网实际寿命Y（a）按式（2）计算：SAUY×=………………………………（2）式中：S——阳极带面积，平方米（m2）；A——保护电流，安培（A）；U——电流效率，72A.a/m2。6.6网状阳极系统安装见图1和图2。防爆接线箱绝缘防渗膜JBX储罐网状阳极回填砂基础参比电极地表图1储罐基础立面图QrDLLnLR×⎥⎦⎤⎢⎣⎡−=2222πρQ/SH0086—20074JBX钛导电连接片阳极带基础参比电极参比电极参比电极防爆接线箱电缆接头图2网状阳极系统平面分布图6.7混合金属氧化物阳极带间距、钛导电连接片间距、馈电点数量见表3。表3混合金属氧化物阳极带间距、钛导电连接片间距、馈电点数量参照表序号储罐直径m阳极带间距m钛导电连接片间距m馈电点数量1≥802.08.082601.66.063401.45.044301.24.045221.04.036180.83.036.8阴、阳极电缆的选用：阴、阳极电缆在埋地敷设时，应采用双PVC铜芯铠装电缆，电缆铜芯截面面积选取见表4。Q/SH0086—20075表4双PVC铜芯铠装电缆截面面积电流强度A电缆铜芯截面面积mm20～161～5105～101610～252525～353535～50357网状阳极的安装7.1施工前应对参加施工的人员进行技术培训，并进行现场试焊。7.2检查砂垫层是否达到设计标高，标出储罐基础的中心线。7.3按设计间距自中心线至两侧铺设钛导电连接片；在与钛导电连接片垂直方向，按设计间距自中心线至两侧铺设阳极带。7.4用点焊的方式焊接钛导电连接片与阳极带的交叉点，焊接前要测量阳极带间距，至少应焊接两点，焊接要牢固。7.5按设计位置焊接阳极电缆接头，与钛导电连接片焊接至少5处。然后将参比电极以及填包料在清水中浸泡10min～15min后，放置在规定位置，并对电缆进行编号、记录。7.6将所有电缆从预留的导线孔引出，并采取临时保护措施，电缆要有一定的松弛度。控制电源输出的参比电极电缆及相应的测试电缆引到防爆接线箱，其它参比电极电缆及相应的测试电缆连接到测试箱，测试箱宜靠近储罐基础安装。7.7检查阳极带和钛导电连接片的长度，储罐基础有环梁时，阳极带和钛导电连接片与环梁距离应在15cm～20cm之间。8网状阳极系统的验收8.1施工单位应绘制阳极网分布图，标明电缆接头、参比电极位置及编号。8.2网状阳极的验收指标见表5。表5网状阳极验收指标序号检查项目技术要求1阳极带间距偏差＜10cm2钛导电连接片间距偏差＜15cm3焊接牢固程度牢固、无开焊4参比电极位置偏差＜30cm5电缆接头位置偏差＜30cm6阳极电缆导通性导通9网状阳极系统的调试9.1检查阴极保护系统的连接，当储罐安装完毕并且试验介质充满后，记录储罐自然电位。9.2开启电源，逐步提高输出电压并同时监测罐-地电位，当电位达到-1.4V（CSE）时，观察电位变化，最后将电位控制在–1.5V（CSE）左右。Q/SH0086—200769.3有条件时，测量储罐底板的阴极极化，应达到100mV以上或瞬时断电电位在-0.85V～–1.20V（CSE）之间。9.4提交阴极保护调试记录表，见表6。表6阴极保护调试记录表储罐编号：投运日期：年月日纪录人：项目参比电极（1）参比电极（2）参比电极（3）参比电极（4）参比电极（5）参比电极（6）自然电位V通电电位V断电电位V阴极极化mV恒电位仪输出电压V恒电位仪输出电流A恒电位仪控制电位V储罐周边接线箱内电压V储罐直径m阳极带间距m导电片间距m阳极电缆之间的电阻Ω电缆接头数量参比电极数量红色电缆：阳极电缆绿色电缆：阴极电缆黄色电缆：参比电极蓝色电缆：零位接阴