GB/T 35508—2017《场站内区域性阴极保护》解读

臧晗宇?杨春玉?李明志

安全是每一个企业生存和发展的根本保障，在大型场站的设计和建设过程中，特别是石油天然气的场站内，存在大量的天然气、原油及烃类等火灾危险性等级较高的物质，具有易爆、易燃等特性，如果一旦发生因腐蚀导致的泄漏事故，就有可能酿成第二个“11·22”青岛输油管道爆炸事件。

GB/T 35508—2017《场站内区域性阴极保护》规定了场站内区域性阴极保护系统的术语、定义和缩略语、要求、准则、设计、施工与验收、运行、文件资料及管理；适用于新建和已建的密集埋地结构（区域性）的阴极保护：管道、罐底板及混凝土基础、避雷防静电接地系统等。该标准将于2018年7月1日开始实施。

1 阴极保护系统

阴极保护系统作为一种对埋地金属构筑物实施主动防护的技术，已在世界管道领域内获得了广泛的应用。区域性阴极保护技术是阴极保护技术的一种应用特例，是指将某区域内所有预保护对象作为一个整体进行保护，依靠辅助阳极的合理布局、保护电流的自由分配以及与相邻设备的电绝缘措施，使被保护对象处于规定保护电位范围之内。与常规阴极保护方法相比，保护对象不是单一的，而是一定区域内的金属结构复合体，例如油气田的油气水井和生产管网，输油泵站、输气站、油库罐区和油气集输联合站的储罐、输油泵、压缩机、加热炉、工艺管网及生产设施。与保护对象单一的阴极保护系统相比，区域性阴极保护技术的难点在于如何依据保护区域的实际情况，采用合理的设计、施工技术，获得保护电流的均匀分布，同时避免或限制其干扰和屏蔽的影响。

阴极保护系统能够有效地减缓、控制由于复杂的土壤环境导致的管道、储罐等设备的外壁腐蚀，能够提高场站内埋地设备的安全运行系数，避免生产事故的發生。因此，阴极保护系统运行是否稳定、保护是否有效、保护范围是否均衡显得尤为重要。

2 标准制定背景

大型场站是生产单位重要的组成部门，就油气田的生产全局来说，油气处理场站是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后的非常重要的生产阶段。如果说油藏勘探是寻找原料，油田开发和采油工程是提供原料，那么油气处理厂站的作用就是把各个油井开采出来的原料集中、处理，使之成为油气田外输产品。大型场站结构复杂，包括各种泵、阀门、储罐、压缩机、仪表、加热炉和各种公益管道等。

为了保证场站建设与管理的完整性，提高地下设施的安全性，在场站系统的设计初期就要确定地下设备防腐方案，并在后期根据实际需要进行适当的调整和更新。但是近年来，大型场站的建设并没有考虑阴极保护的同期设计和施工，在后期的场站完善过程中需要进行阴极保护增设或改造，浪费了大量的人力和财力；即便在场站的建设过程中应用了阴极保护技术，对于相对狭窄区域内有众多金属结构如管网、储罐、设备底座以及接地系统等的结构密集区域而言，以尽可能小的保护电流使区域内的结构获得充分且尽可能均匀的保护，并且排除或有效控制干扰、减缓屏蔽，实施起来也是非常困难，需要有相关的国家标准指导实施。

因此，有必要对区域性阴极保护的应用实施进行规范，以确保应用区域性阴极保护控制减缓腐蚀的效果。制定GB/T 35508—2017可促进区域性阴极保护的技术进步，具有重大的经济效益和社会效益。

3 重要技术内容说明

3.1 基本要求

标准中4.1的说明：区域性阴极保护是指将某区域内所有预保护对象作为一个整体进行保护，依靠辅助阳极的合理布局、保护电流的自由分配以及与相邻设备的电绝缘措施，使被保护对象处于规定保护电位范围之内。运行实践表明，区域性阴极保护技术对防止场站内埋地钢质管道、设备及储罐底板的外腐蚀是十分有效的，其安全性和经济性达到完美组合，是场站内埋地钢质管道、设备及储罐的最佳防腐方案。但是目前国内还没有专门的法规，人们对场站内区域性阴极保护的认知还不够高，因此，在标准中制定该条以便推动场站内区域性阴极保护技术的应用。

标准中4.2的说明：阴极保护工程与主体工程相比，容易被人们忽视。据不完全调查，除长输管道工程外，许多阴极保护工程在一年甚至几年内不能投入使用，难以充分发挥阴极保护的作用。为了确保阴极保护的作用，阴极保护工程应与主体工程同时勘察、设计和施工，并应在管道及设备埋地6个月内投入运行。这对施工工期较长的工程更为重要，所以，对强腐蚀地区管道及设备还应施加临时阴极保护措施。

标准中4.4的说明：对于大型储罐，因直径太大，电流分布会有不均匀的现象，在储罐周围测得的罐/地电位数据并不代表储罐中心的实际保护水平。一般要求储罐周边要有多处，中心点位置必须要有一处，只有这样才能对保护电流的分布有个大致认识。该条提供了一个检测罐底中心处保护电位的方法。对已建储罐，应使用水平钻孔设备将参比电极带孔塑料管安装在罐底砂层下面，水平钻孔设备应具备制导和方向控制功能，避免伤害罐底，确保安放带孔塑料管的准确性，同时带孔塑料管施工不应对罐基础造成威胁。

为了准确测量罐底的保护电位，参比电极必须具备稳定性好、重现性好的特点。实际工程中发现，参比电极在不同季节电极电位偏差较大，Cu/CuSO4参比电极中的 Cu/CuSO4电解液外渗，还会导致使用寿命大大减少。同时，由于罐底的参比电极的埋设是一次性的，在电极埋完后还要进行罐基础施工，这也容易造成参比电极的损坏，所以推荐采用双电极体系。由于锌参比电极的寿命比较长，故它是理想的参比电极。目前，国内已在部分储罐的阴极保护中使用双参比电极，有效保证了参比电极的精度和使用寿命。

标准中4.5的说明：电绝缘是阴极保护的必要条件，它限定了阴极保护电流的流动，确保电流用于阴极保护，实践证明没有电绝缘，造成电流无序流动，流入了非保护部件上，使保护范围大大减小，甚至造成干扰。国外有文献称没有电绝缘就没有阴极保护，可见电绝缘的重要。

标准中4.6的说明：接地极是为防止雷击和静电而设置的重要安全设施，但钢质接地极必将造成保护电流的大量流失。为此，应对接地材料和方法加以限定。该条给出的是常规的方法，在实践中可能还有更合适的方法。这里我们要强调指出，接地材料由钢和铜改为锌，是国内外的公认做法，希望 GB/T 35508—2017的制定能使更多的技术人员来推广应用这一高新技术。

由于锌在土壤中的开路电位为-1.1V（相对饱和硫酸铜电极）。这一电位与GB/T 35508—2017规定的外加保护电位基本相等。因此，使用锌接地极既可保证保护电流不会从这里流失，同时锌接地极比钢质接地极的导电能力还强，可保证储罐有良好可靠的接地保护。

3.2 保护准则

保护准则是GB/T 35508—2017的重要技术内容之一，它是场站内区域阴极保护是否有效的评判依据。参考国内外相关标准及大量的实验、实际应用证明，分别对阴极保护条件下钢制管道、高强度钢（最小屈服强度大于550MPa）、耐蚀合金钢（如马氏体不锈钢、双相不锈钢等）、厌氧菌或硫酸盐还原菌（SRB）及其他有害菌土壤环境、高土壤电阻率环境及其他特殊环境的保护电位都有明确规定，这是国内其他相关标准不能达到的高度。

3.3 设计

GB/T 35508—2017对设计原则中的重点要求进行了阐述，并对可能存在的干扰因素，如：阴极保护系统的安装位置、阳极地床的位置、干扰地段、异常环境等条件进行了说明。同时对基础资料和现场勘查的内容进行了详尽的列述。

设计中最重要的部分就是确定阴极保护的保护方式。强制电流阴极保护是对场站内埋地管道、设备及储罐实施区域性阴极保护的主要方式，牺牲阳极可用于强制电流阴极保护方式的补充。对于场站内埋地管道、设备较少、地质条件适宜的场站，也可单独采用牺牲阳极的阴极保护法。同时标准对阴极保护的各个部分都有特别详尽的说明。

标准中 6.1.3 的说明：在该条中，对于场站内区域性阴极保护的设计所需资料加以要求，其目的就是为了确定总保护面积、保护电流密度取值、保护方式选择、电源功率选择等，没有这些资料就不具备设计条件。

标准中 6.5.3 的说明：恒电位仪是自动控制的整流器，自 20 世纪 70 年代以来国内发展很快，几乎占领了埋地管道、电缆阴极保护的整个领域。在国外，恒电位仪主要用于排流、船舶、码头，所需保护电流变化幅度大、变化较频繁的地方。

标准中 6.5.3.3的说明：场站内的阴极保护站，由于场地的限制，阴极保护电流设备安装在场站内，而站场通常又属于防爆区域，因此电源设备应符合 GB 50058 的要求。

标准中 6.7 的说明：场站内区域性阴极保护是将场站内的所有埋地管道、设备及储罐作为一个整体进行保护，由于站内管线布置难免会产生屏蔽、干扰等现象，牺牲阳极可用作区域性阴极保护的补充方式，既可以使欠保护区域达到有效保护，又可以起到排除干扰的作用。

3.4 施工与验收

GB/T 35508—2017对施工单位的资质、供应商的资质、施工前的准备及施工中应该注意的问题进行了阐述，对施工监理的工作内容和职责也作出了规定。

GB/T 35508—2017对阴极保护系统的重要构成部分的施工作出了规定，如：对阳极地床（包括深井阳极、浅埋阳极、网状阳极和柔性阳极）、外加电源、通电点、均压线、绝缘接头、测试装置等均作出了特别详尽的阐述。

标准中 7.1 的说明：目前，许多施工单位对腐蚀控制工程的技术、质量管理不够重视，甚至没有专业技术人员负责工程施工，该条规定有利于提高这方面的管理工作，确保腐蚀控制工程的施工质量和安全。

4 标准实施的意义

GB/T 35508—2017从区域性阴极保护的设计、施工、验收及管理等方面都作出了详细的规定，从技术方面保障了阴极保护系统运行的稳定性和有效性。标准的制定可促进区域性阴极保护的技术进步，填补国内在大型场站内实施区域性阴极保护系统的技术标准空白，为设计者、实施者、维護者、管理者提供技术规范。

5 标准实施建议

标准发布后，建议积极广泛宣传，特别是针对油气田使用单位，阴极保护设计、施工单位等重点单位，通过举办宣贯培训班，对标准要求加深理解，并结合实际问题进一步说明，应确保相关人员对标准理解准确，实施到位。