1 总则
1．0．1本规程是对管道腐蚀控制系统设计、施工、验收与管理的最基本要求，考虑了多年来我国发展城镇燃气埋地钢质管道(以下简称管道)所积累的经验和已形成的历史现状，参考了国内有关现行标准和国外先进标准。
1．0．2本规程适用于城镇燃气埋入地下直接与土壤接触的钢质管道的外表面腐蚀控制。
1．0．3本规程仅对管道腐蚀控制系统带有普遍性的内容进行了原则性的规定。
2 术语
本章术语主要从电化学理论的基本概念出发，针对城镇燃气埋地钢质管道对有关术语进行了解释，以帮助理解管道腐蚀与防护的科学概念。
2．0．4本术语中“电极电位”为与同一电解质接触的电极和参比电极间的电压。当没有净电流从金属表面流入或流出时，腐蚀电位即为“自腐蚀电位”；当有净电流从金属表面流入或流出时，腐蚀电位即为“极化电位”(有净电流流入金属表面为阴极极化电位，有净电流流出金属表面为阳极极化电位)。无论是阴极保护电流还是杂散电流，都会引起腐蚀电位偏离自腐蚀电位。不管是否有净电流(外部)从研究金属表面流入或流出，本术语均适用。
2．0．5在腐蚀行业中常称之为“自然电位”，从腐蚀学理论出发称之为“自腐蚀电位”。
2．0．19通常只解释为由于金属和电解质之间有净电流流动而导致的电极电位偏离初始电位现象，即只解释什么叫极化现象，本条文中增加了“可表征电极界面上电极过程的阻力作用”，即将极化现象所揭示电极过程的本质加以强调，对理解“极化”十分重要。
2．0．20在本规程中的阴极保护评价指标是根据极化电位提出的，本规程中提到的阴极保护电位均指极化电位，不包含阴极保护电流或杂散电流引起的IR降误差。
2．0．23 IR降使测得的电位值比实际金属／电解质界面的电位值偏负。IR降的大小取决于电解质的电阻率，也与埋地构筑物本身有关，构筑物如果带有覆盖层，覆盖层的电阻对保护电位的测量结果也有影响。测量管道保护电位时，应考虑IR降的影响。
2．0．25通常情况下，应在切断阴极保护电流后和极化位尚未衰减前立刻测量。
2．0．28强调了排流保护本质是一种电学方法或物理方法，来改变管道的腐蚀电池结构，而并非是一种电化学方法。
3 基本规定
3．0．1本条为强制性条文。防腐层是埋地钢质管道外腐蚀控制的最基本方法，外防腐层的功能是把埋地管道的外表面与环境隔离，以控制腐蚀并减少所需的阴极保护电流，以及改善电流分布，扩大保护范围。美国腐蚀工程师协会在1993年的年会论文中曾指出：“正确涂敷的防腐蚀层应该为埋地构件提供99％的保护需求，而余下的l％由阴极保护提供”，这说明了防腐层的重要性。因此要求埋地钢质管道必须采用防腐层进行保护。
在管道设计中，应包括防腐层设计及检验的内容，严禁埋地管道使用裸钢管。防腐管施工完成后，应提供本规程5．4．8规定的竣工资料。
3．0．2埋地钢质管道的腐蚀控制应采用防腐层辅以阴极保护的联合保护方式是发达国家的普遍做法，美国腐蚀工程师协会标准NACE RP 0169在1969年发布时就已有此规定，英国国家标准BS 7361、前苏联国家标准FOCT 9．015—74等都有相关规定。
因为管道腐蚀与施工质量、材料、环境、防腐层破损等有直接关系，而与管道压力、管径大小无关，因此本次修订取消了管径、压力的限制，正常情况下，所有新建埋地钢质管道都应采用阴极保护。同时，全文强制标准《城镇燃气技术规范》GB 50494—2009的第6．2．10条规定：新建的下列管道应采用外防腐层辅以阴极保护系统的腐蚀控制措施：1设计压力大于0.4MPa的管道；2公称直径大于或等于100mm，且设计压力大于或等于0.01MPa的管道。这也是本规程执行中必须遵守的。
3．0．3此条款在全文强制标准《城镇燃气技术规范》GB 50494中也有规定。防腐层和阴极保护系统是腐蚀控制的两项基本措施，必须保证防腐层的完整性和阴极保护的有效性，腐蚀控制效果才能得到保障。
3．0．4对仅有防腐层保护的在役管道追加阴极保护也是发达国家的通用做法，如美国、德国、前苏联等。美国在1971年和1988年由美国运输部发布的安全“法规”，即作为“法律”对埋地的未施加阴极保护的钢质气体管道与储罐都要追加阴极保护。国内、外的实践已证明，追加阴极保护后，管道的安全运行寿命得到有效提高，国内有关部门的经验证明，至少可使管道的寿命延长一倍。
3．0．7腐蚀评价是一项系统工作，尤其是管道发生腐蚀泄漏或腐蚀控制系统失效时，需分析腐蚀失效原因，本条说明了影响腐蚀控制效果的几个主要方面。
3．0．8本条中所提“应具有相应专业技术资格”是指技术人员具有专业技术学历或经过专业培训，并取得了有关单位的认证。这是我国管道腐蚀控制系统设计、施工和管理逐步规范化、专业化及国际化的需要，也是提高工程技术水平的关键。
4 腐蚀控制评价
4．1 土壤腐蚀性评价
土壤腐蚀性的评价是定性判定，其评价方法有多种，除本规程提供的方法外，国外也采用打分法进行评价，即对土壤的十多项性能分别测试后，给出分值予以判定。本节中所列是我国目前通用且易行的方法。
4．1．1本条中表4．1．1引自《钢制管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》SY／T 0087．1中的表7．1．1。一般情况下，所提腐蚀电流密度采用原位极化法检测，平均腐蚀速率采用试片失重法检测。
4．1．2本条中表4．1．2引自《钢质管道外腐蚀控制规范》GB／T 21447—2008中的表2。
4．1．3表4．1．3引自《钢制管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》SY／T 0087．1中的表7．1．3。
4．2 干扰评价
4．2．1各国对直流干扰腐蚀的评价标准不尽相同，本条中所列是我国目前通用的方法。
4．2．2、4．2．3交流干扰腐蚀评价的内容主要参考了《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》GB／T 50698的规定。
4．3 防腐层评价
4．3．1表4．3．1管道防腐层缺陷评价参考了《钢制管道及储罐腐蚀评价标准 埋地钢质管道外腐蚀直接评价》SY／T 0087．1中的表4．0．7。几种检测方法介绍如下：
1交流电位梯度法(alternating current voltage gradient survey，ACVG)，是一种通过测量沿着管道或管道两侧的由防腐层破损点漏泄的交流电流在地表所产生的地电位梯度变化，来确定防腐层缺陷位置的地表测量方法。城镇环境广泛使用的Pearson法是交流电位梯度法的一种，主要用于探测和定位埋地管道防腐层上的缺陷。
2直流电位梯度法(direct current voltage gradient survey，DCVG)，是一种通过测量沿着管道或管道两侧的由防腐层破损点漏泄的直流电流在地表所产生的地电位梯度变化，来确定防腐层缺陷位置、大小、形态以及表征腐蚀活性的地表测量方法。
3交流电流衰减法(alternating current attenuation survey)，一种在现场应用电磁感应原理，采用专用仪器(如管道电流测绘系统，简称PCM)测量管内信号电流产生的电磁辐射，通过测量出的信号电流衰减变化，来评价管道防腐层总体情况的地表测量方法。收集到的数据可能包括管道位置、埋深、异常位置和异常类型。
4密间隔电位测量(close-interval potential survey,CIPS)，一种沿着管顶地表，以密间隔(一般1m～3m)移动参比电极测量管地电位的方法。
表1中对几种检测方法进行了比较。
4．3．2本条文参考了《埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》SY／T 5918—2004中第5．2．1条的规定。
电流—电位法，即外加电流法，测得的外防腐层绝缘电阻实质上是三部分电阻的总和，即防腐层本身的电阻、阴极极化电阻、土壤过渡电阻。
变频—选频法的理论基础是利用高频信号传输的经典理论，确定高频信号沿管道一大地回路传输的数学模型。通常对管道施加一个激励电信号，根据由此在管道中引起的某种电参数的相应变化或沿管道纵向传输过程中的衰减变化，可求得管道防腐层绝缘电阻。
4．4 阴极保护评价
4．4．2本条规定了对已实施阴极保护的管道中阴极保护的效果判据。主要参考了美国《埋地或水下金属管线系统外腐蚀控制的推荐作法》NACE RP 0169和《钢质管道外腐蚀控制规范》09／T 21447中的有关规定。给出了阴极保护的最低保护电位为-850mV的管／地界面极化电位，数值中不应含有IR降误差。
4．4．3采用指标-950mV是参考了我国现行标准《钢质管道外腐蚀控制规范》GB／T 21447中的有关规定，这一指标在NACE RP 0169—2007的第6．2．2．2．2条中有相同规定，说明在有硫化物、细菌、高温、酸性环境下采用-950mV指标是充分的。
4．4．4由于管道所处环境越来越复杂，在土壤电阻率很高的土壤中(如沙漠地区)运行的管道，自然电位偏正，所以没必要采用-850mV的极化准则，可采用比850mY偏正的电位(相对于铜／饱和硫酸铜参比电极)。
4．4．5本条参考了《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB／T 21448—2008的第4．3．2条，并明确说明：在高温条件、含硫酸盐还原菌的土壤存在杂散电流及异金属材料耦合的管道中不能采用100mV的极化准则。
4．4．6本条是根据NACE RP 0169—2007的第6．2．2．3．3条制定的。
析氢电位可解释如下：在给定的电化学腐蚀体系中，为使电解过程以显著的速度进行，必须施加的最小电压称为分鳃电压(即使电极上有产物析出时的外加电压)，与此相对应的电位称为分解电位，阴极产生氢气时的电位即为析氢电位。
过负的保护电位会造成管道防腐层漏点处大量析出氢气，造成涂层与管道脱离，即阴极剥离。不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗，还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂，所以必须将电位控制在比析氢电位稍正的电位值。
4．5 管道腐蚀损伤评价
4．5．1表4．5．1引自《钢制管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》SY／T 0087．1—2006中的表5．8．6。
4．5．2表4．5．2参考了《钢制管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》SY／T 0087．1—2006中的表7．2．1。管道腐蚀速率是腐蚀控制评价中的一项重要指标，可用于管道腐蚀的直接检测评价、原因分析及寿命预测，也便于有针对性地采取有效措施预防、控制或减缓腐蚀的发生。
5 防腐层
5．1 一般规定
5．1．1防腐层的选择及其质量直接决定防腐效果，条文中所列系最基本要求。各项要求的具体指标可按不同防腐层的国家现行标准执行。为了使运行管道腐蚀点易于修复，应考虑防腐层的修补难度。
由于考虑输气介质温度，对防腐层工作温度提出要求。以下述防腐层为例：
挤压聚乙烯的使用温度为-30℃～70℃，熔结环氧粉末的使用温度为-30℃～100℃，双层环氧的使用温度为-30℃～100℃。
5．1．2由于我国地域广阔，气候和土壤环境复杂，各城镇燃气发展状况不一，因此条文提出的是管道防腐层选择的基本因素。此外，由于对环保的普遍重视，条文中强调了不危害人体健康，不污染环境。
5．1．3几种管道外防腐层的适用范围可参考表2。
本条所列防腐层是依据国内城镇燃气实际情况所做的推荐，并不限制其他防腐层的使用。
5．1．5本条所列管道，由于运行条件和土壤环境比较复杂，较易受到腐蚀且修复困难，故要求采用加强级的防腐层结构。
5．2 防腐层涂覆
5．2．1管道防腐层的性能与表面处理质量的优劣有直接关系。管道表面经过适当处理，可使防腐层的机械性能和抗电化学腐蚀性能大大提高，并可延长管道的使用寿命。预处理方法和检验可参考国家现行标准《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》08／T 8923和《涂装前钢材表面预处理规范》SY／T 0407。
5．2．2在工厂预制有利于保证管道防腐层涂覆质量，也有利于管道防腐效果，故明确要求所有管道防腐都应在工厂进行。
5．2．3考虑到在城区施工，难以对焊口处喷砂除锈，故要求在工厂除锈后在预留端涂可焊涂料，该涂料不影响焊接质量，可对管端做临时保护，可焊涂料目前常用硅酸锌涂料或无机可焊
5．3 防腐管的检验、储存和搬运
5．3．1、5．3．2各种防腐管技术指标不尽相同，在防腐厂应严格按照相关标准全面检验，本条所列为敷设现场验收时的基本项目。
5．3．3防腐管露天存放易受大气腐蚀和阳光照射，对防腐层质量影响较大，因此对露天存放提出保护措施和时间限制。
5．3．4不适当的堆放和吊装对防腐层会造成损伤，要特别引起注意，严格执行本条款。
5．4 防腐管的施工和验收
5．4．2本条中防腐管补口和补伤的施工、验收应符合国家现行标准《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》GB／T 23257、《钢质管道单层熔结环氧粉末外涂层技术标准》SY／T 0315的有关规定，双层环氧防腐层的补口和补伤可参考《埋地钢质管道双层熔结环氧粉末外涂层技术规范》Q／SYl038—2007。
5．4．3切、接线处往往是城镇燃气钢质管道防腐的最薄弱点，其表面处理质量的好坏直接影响切、接线处的防腐效果，应予以高度重视。仅使用手动工具很难保证表面处理达到标准要求，因此应以电动或气动工具为主，适当配合手动工具。
5．4．4切、接线处所用防腐材料应便于现场快速涂装后回填，可参见《石油天然气工业管道输送系统用的埋地管道和水下管道的外防腐层补口技术标准》IS0 21809—3。
5．4．5本条为强制性条文。防腐管在下沟、安装就位的过程中和管沟回填时很容易损伤防腐层，形成腐蚀隐患。若能及时发现腐蚀隐患并采取修补措施，将有利于管道投运后的维护管理和安全运行。
防腐管回填后必须对防腐层完整性进行检查，并填写检查记录。实践中可以采用地面音频检漏法检查防腐层受损情况。若发现防腐层受损，应立即采取修补措施至复检合格。
5．4．7定向钻施工管段难以进行防腐层的完整性检查，故要求进行防腐层面电阻率的测试。
6 阴极保护
6．1 一般规定
6．1．2对管道进行阴极保护设计时，应尽量避免对相邻的金属管道或构筑物造成干扰。是否造成干扰可通过实测相邻管道或构筑物的管地电位偏移或其附近土壤的电位梯度值来判断，评定标准依据本规程第4．2．1条。
6．1．3阴极保护是管道系统的重要组成部分，由于历史原因，目前一些在役管道没有设置阴极保护，使管道由此引发的问题不断，为保障新建管道的安全运行，问题不应再重复出现。因此，为确保阴极保护的作用，要求阴极保护的勘察、设计、施工和管道的勘察、设计、施工同时进行，并同时投入使用，是最合理的选择。这里的“管道投用”是指从管道埋入地下开始，因为当管道埋地时，就开始受到土壤介质的腐蚀，影响管道的寿命。
6．1．5管道防腐层状况对埋地旧管道选择合适的阴极保护电流密度具有决定性作用，为此应对旧管道的现状进行勘测调研，同时测量现役管道防腐层的面电阻率，可进行馈电试验，馈电试验结果是土壤条件、管／地界面、极化和防腐层状况及管道延续情况的综合反映。根据这些勘测调研、面电阻率测量和馈电试验的结果来选择和确定保护电流密度。
6．2 阴极保护系统设计
6．2．1柔性阳极通常沿管道平行敷设，且距被保护管道较近，可避免对邻近地下金属构筑物产生干扰；对防腐层破损严重，甚至无防腐层的管道也可确保阴极保护电流均匀分布。近年来，该方式在干扰或屏蔽密集区，得到越来越成功的应用。
6．2．2当在某一较大区域内，存在管网、储罐、接地系统等众多金属结构物需要保护时，可将所有这些被保护结构电性连接成一体，统一设计和实施阴极保护，即区域性阴极保护。其优点在于电流分布均匀，同时能减少干扰，降低阴极保护的造价。
6．2．3管道电绝缘是阴极保护的必要条件，绝缘装置限定了阴极保护电流的流动，确保电流用于阴极保护。很多文件称“没有电绝缘就没有阴极保护”，可见电绝缘的重要。
由于绝缘法兰密封性能相对较差，其使用的绝缘垫片及绝缘紧固件会在吸水后造成绝缘失效，从而造成绝缘法兰失效；另外城镇地下构筑物比较拥挤，绝缘法兰井给位困难，因此推荐在高压、次高压、中压管道使用整体型埋地绝缘接头。这在国外使用已非常普遍，且部分发达国家已限制绝缘法兰的使用。
高电压电涌冲击是指来自雷电、感应交流电或故障下的漏电等造成的破坏，常用的保护措施有设置保护性火花间隙、避雷器、接地电池、极化电池、二极管保护等方法。
6．2．7对于阴极保护的管道或其部件，安全接地会导致阴极保护电流的流失。为此应对接地材料和方法加以限定。推荐采用锌合金接地，一方面能符合防雷接地要求，同时还可向管道提供阴极保护电流。
6．3 阴极保护系统施工
6．3．4第1款每个测试装置中应至少有两根电缆或双芯电缆与管道连接，虽然增加部分施工成本，但对阴极保护系统的可靠性十分重要。因为接头的电导通性失效，常会导致整个阴极保护系统的失效。
6．4 阴极保护系统验收
6．4．1消除IR降的方法即需要断电测试管道的参数，对于牺牲阳极系统和杂散电流干扰区，可采用极化探头或辅助试片进行测量。
7 干扰防护
7．1 一般规定
7．1．1本条文中“接近”指的是管道与干扰源的相对位置足以使管道上产生危险影响或干扰影响。
直流干扰和交流干扰的实地调查测试项目及方法可分别参考我国现行行业标准《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY／T 0017和现行国家标准《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》GB／T 50698的具体规定。
7．1．2排流保护是交、直流干扰防护的主要措施，但对于干扰严重或干扰状况复杂的场合，应以排流保护为主并采取其他相应措施进行综合治理。
共同防护是指处于同一干扰区域的不同产权归属的埋地管道、地下电力和通信、轨道交通等构筑物，宜由被干扰方、干扰源方及其他有关方的代表组成的防干扰协调机构，联合设防、仲裁、处理并协调防干扰问题，以避免在独立进行干扰保护中形成相互间的再生干扰。
防护目标包括两方面：在施工、运行过程中与管道密切接触的人员安全防护；管道施工、运行过程中的腐蚀控制防护。
7．2 直流干扰的防护
7．2．3本条前三款规定了排流保护效果的评定原则，这是从排流保护目的出发而规定的最高要求和力图达到的目标，但在实际工作中，要实现此目标是极其困难的。为此可采用管地正电位平均值比这一指标来评定排流保护效果。正电位平均值比按公式(1)计算：
hv=[V1(+)-V2(+)]/V1(+)×100％ (1)
式中：hv——正电位平均值比；
V1(+)——排流前正电位平均值(V)；
V2(+)——排流后正电位平均值(V)。
V1(+)、V2(+)的计算方法见《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY／T 0017—2006的附录A。
7．2．4由于直流干扰的复杂性，排流保护往往不容易在采取一次措施后就获得预期的效果，这就需要进行排流保护系统的调整。
排流保护调整完成后，应重新进行排流保护效果评定，对于经调整仍达不到相关要求或不宜采取常规排流方式的局部管段可采取其他辅助措施。如：加装电绝缘装置，将局部管段从排流系统中分割出来，单独采取措施；也可进行局部管段的防腐层维修、更换，提高防腐等级。除此之外，还可综合在杂散电流路径或相互干扰的构筑物之间实施绝缘或导体屏蔽或设置有源电场屏蔽等。
7．3 交流干扰的防护
7．3．2除突发性事故外，城市地上、地下轨道交通形成的干扰源具有周期性变化的规律，周期一般不小于24h。要求干扰腐蚀数据测试至少包括一个周期，目的是使数据全面、真实反映干扰情况。
7．3．4此处根据土壤腐蚀性强弱的不同，提出了干扰防护的交流干扰电压和交流电流密度指标。25W·m的土壤电阻率界限值，参考了欧洲标准《evaluation of a．c．corrosion likelihood of buried pipelines Application to cathodically protected pipelines》
CEN／TS 15280和《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》GB／T 50698的条文规定。
管道实施排流保护后，这两款应同时满足。从技术角度来讲，第一款在应用中存在一定的局限性：在土壤电阻率很高的时候，交流电流密度小于60A／m2，可管道上感应电压可能远超过人体能够接受的15V的交流安全电压。第二款从人身安全及设备安全角度考虑，对公众或维护操作人员所允许的安全接触电压，及瞬间干扰电压应满足有关安全规范、条例的要求。
8 腐蚀控制工程的运行管理
8．1 防腐层的检测和维护
8．1．1根据管道的压力级制确定防腐层的检测年限，是保证管道正常运行的需要，同时也促进管道的防腐蚀工作。
8．1．2主要参考相关标准和当前实际情况提出了一些常用的检测方法与内容。检测方法的选择可参照表3。
8．1．3防腐层更换、修补是各燃气公司日常工作中经常遇到的，对选用的防腐层材料要考虑城镇道路及交通的特点，防腐层的特性以能适于立即回填为宜。另外，更换、修补时选用的防腐层与原防腐层不同时，必须考虑两种防腐层的相容性，以免防腐层搭接处出现问题。
8．2 阴极保护系统的运行和维护
8．2．4阴极保护系统的覆盖率和运行率是考察阴极保护系统维护管理水平的主要指标，主要参考了国家现行标准，一般定义为：
阴极保护保护率(coverage range of protection)，指对管道施加阴极保护后，满足阴极保护准则部分的比率。
保护率=(管道总长－未达到有效保护管道长)/管道总长×100％ (2)
运行率(percentage of effective operation)，年度内阴极保护有效投运时间与全年时间的比率。
运行率=[1年内有效运行时间(h)/全年小时数(8760)]×100％ (3)
8．3 干扰防护系统的检测和维护
8．3．1干扰防护系统的检测周期和检测内容主要参考《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY／T 0017和《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》68／T 50698制定，在检测内容上做了精简，只列出了可直接反应干扰防护效果的参数。
8．3．2该条款中所指干扰环境发生较大改变的情况，常见的包括：在干扰区内新敷设了管道或增加了埋地金属构筑物、新敷设了电气化铁路，或其他干扰源的运行状况有了较大的变化等。
