1 總則
1．0．1本規程是對管道腐蝕控制系統設計、施工、驗收與管理的最基本要求，考慮了多年來我國發展城鎮燃氣埋地鋼質管道(以下簡稱管道)所積累的經驗和已形成的歷史現狀，參考了國內有關現行標準和國外先進標準。
1．0．2本規程適用于城鎮燃氣埋入地下直接與土壤接觸的鋼質管道的外表面腐蝕控制。
1．0．3本規程僅對管道腐蝕控制系統帶有普遍性的內容進行了原則性的規定。
2 術語
本章術語主要從電化學理論的基本概念出發，針對城鎮燃氣埋地鋼質管道對有關術語進行了解釋，以幫助理解管道腐蝕與防護的科學概念。
2．0．4本術語中“電極電位”為與同一電解質接觸的電極和參比電極間的電壓。當沒有凈電流從金屬表面流入或流出時，腐蝕電位即為“自腐蝕電位”；當有凈電流從金屬表面流入或流出時，腐蝕電位即為“極化電位”(有凈電流流入金屬表面為陰極極化電位，有凈電流流出金屬表面為陽極極化電位)。無論是陰極保護電流還是雜散電流，都會引起腐蝕電位偏離自腐蝕電位。不管是否有凈電流(外部)從研究金屬表面流入或流出，本術語均適用。
2．0．5在腐蝕行業中常稱之為“自然電位”，從腐蝕學理論出發稱之為“自腐蝕電位”。
2．0．19通常只解釋為由于金屬和電解質之間有凈電流流動而導致的電極電位偏離初始電位現象，即只解釋什么叫極化現象，本條文中增加了“可表征電極界面上電極過程的阻力作用”，即將極化現象所揭示電極過程的本質加以強調，對理解“極化”十分重要。
2．0．20在本規程中的陰極保護評價指標是根據極化電位提出的，本規程中提到的陰極保護電位均指極化電位，不包含陰極保護電流或雜散電流引起的IR降誤差。
2．0．23 IR降使測得的電位值比實際金屬／電解質界面的電位值偏負。IR降的大小取決于電解質的電阻率，也與埋地構筑物本身有關，構筑物如果帶有覆蓋層，覆蓋層的電阻對保護電位的測量結果也有影響。測量管道保護電位時，應考慮IR降的影響。
2．0．25通常情況下，應在切斷陰極保護電流后和極化位尚未衰減前立刻測量。
2．0．28強調了排流保護本質是一種電學方法或物理方法，來改變管道的腐蝕電池結構，而并非是一種電化學方法。
3 基本規定
3．0．1本條為強制性條文。防腐層是埋地鋼質管道外腐蝕控制的最基本方法，外防腐層的功能是把埋地管道的外表面與環境隔離，以控制腐蝕并減少所需的陰極保護電流，以及改善電流分布，擴大保護范圍。美國腐蝕工程師協會在1993年的年會論文中曾指出：“正確涂敷的防腐蝕層應該為埋地構件提供99％的保護需求，而余下的l％由陰極保護提供”，這說明了防腐層的重要性。因此要求埋地鋼質管道必須采用防腐層進行保護。
在管道設計中，應包括防腐層設計及檢驗的內容，嚴禁埋地管道使用裸鋼管。防腐管施工完成后，應提供本規程5．4．8規定的竣工資料。
3．0．2埋地鋼質管道的腐蝕控制應采用防腐層輔以陰極保護的聯合保護方式是發達國家的普遍做法，美國腐蝕工程師協會標準NACE RP 0169在1969年發布時就已有此規定，英國國家標準BS 7361、前蘇聯國家標準FOCT 9．015—74等都有相關規定。
因為管道腐蝕與施工質量、材料、環境、防腐層破損等有直接關系，而與管道壓力、管徑大小無關，因此本次修訂取消了管徑、壓力的限制，正常情況下，所有新建埋地鋼質管道都應采用陰極保護。同時，全文強制標準《城鎮燃氣技術規范》GB 50494—2009的第6．2．10條規定：新建的下列管道應采用外防腐層輔以陰極保護系統的腐蝕控制措施：1設計壓力大于0.4MPa的管道；2公稱直徑大于或等于100mm，且設計壓力大于或等于0.01MPa的管道。這也是本規程執行中必須遵守的。
3．0．3此條款在全文強制標準《城鎮燃氣技術規范》GB 50494中也有規定。防腐層和陰極保護系統是腐蝕控制的兩項基本措施，必須保證防腐層的完整性和陰極保護的有效性，腐蝕控制效果才能得到保障。
3．0．4對僅有防腐層保護的在役管道追加陰極保護也是發達國家的通用做法，如美國、德國、前蘇聯等。美國在1971年和1988年由美國運輸部發布的安全“法規”，即作為“法律”對埋地的未施加陰極保護的鋼質氣體管道與儲罐都要追加陰極保護。國內、外的實踐已證明，追加陰極保護后，管道的安全運行壽命得到有效提高，國內有關部門的經驗證明，至少可使管道的壽命延長一倍。
3．0．7腐蝕評價是一項系統工作，尤其是管道發生腐蝕泄漏或腐蝕控制系統失效時，需分析腐蝕失效原因，本條說明了影響腐蝕控制效果的幾個主要方面。
3．0．8本條中所提“應具有相應專業技術資格”是指技術人員具有專業技術學歷或經過專業培訓，并取得了有關單位的認證。這是我國管道腐蝕控制系統設計、施工和管理逐步規范化、專業化及國際化的需要，也是提高工程技術水平的關鍵。
4 腐蝕控制評價
4．1 土壤腐蝕性評價
土壤腐蝕性的評價是定性判定，其評價方法有多種，除本規程提供的方法外，國外也采用打分法進行評價，即對土壤的十多項性能分別測試后，給出分值予以判定。本節中所列是我國目前通用且易行的方法。
4．1．1本條中表4．1．1引自《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY／T 0087．1中的表7．1．1。一般情況下，所提腐蝕電流密度采用原位極化法檢測，平均腐蝕速率采用試片失重法檢測。
4．1．2本條中表4．1．2引自《鋼質管道外腐蝕控制規范》GB／T 21447—2008中的表2。
4．1．3表4．1．3引自《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY／T 0087．1中的表7．1．3。
4．2 干擾評價
4．2．1各國對直流干擾腐蝕的評價標準不盡相同，本條中所列是我國目前通用的方法。
4．2．2、4．2．3交流干擾腐蝕評價的內容主要參考了《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》GB／T 50698的規定。
4．3 防腐層評價
4．3．1表4．3．1管道防腐層缺陷評價參考了《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準 埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY／T 0087．1中的表4．0．7。幾種檢測方法介紹如下：
1交流電位梯度法(alternating current voltage gradient survey，ACVG)，是一種通過測量沿著管道或管道兩側的由防腐層破損點漏泄的交流電流在地表所產生的地電位梯度變化，來確定防腐層缺陷位置的地表測量方法。城鎮環境廣泛使用的Pearson法是交流電位梯度法的一種，主要用于探測和定位埋地管道防腐層上的缺陷。
2直流電位梯度法(direct current voltage gradient survey，DCVG)，是一種通過測量沿著管道或管道兩側的由防腐層破損點漏泄的直流電流在地表所產生的地電位梯度變化，來確定防腐層缺陷位置、大小、形態以及表征腐蝕活性的地表測量方法。
3交流電流衰減法(alternating current attenuation survey)，一種在現場應用電磁感應原理，采用專用儀器(如管道電流測繪系統，簡稱PCM)測量管內信號電流產生的電磁輻射，通過測量出的信號電流衰減變化，來評價管道防腐層總體情況的地表測量方法。收集到的數據可能包括管道位置、埋深、異常位置和異常類型。
4密間隔電位測量(close-interval potential survey,CIPS)，一種沿著管頂地表，以密間隔(一般1m～3m)移動參比電極測量管地電位的方法。
表1中對幾種檢測方法進行了比較。
4．3．2本條文參考了《埋地鋼質管道外防腐層修復技術規范》SY／T 5918—2004中第5．2．1條的規定。
電流—電位法，即外加電流法，測得的外防腐層絕緣電阻實質上是三部分電阻的總和，即防腐層本身的電阻、陰極極化電阻、土壤過渡電阻。
變頻—選頻法的理論基礎是利用高頻信號傳輸的經典理論，確定高頻信號沿管道一大地回路傳輸的數學模型。通常對管道施加一個激勵電信號，根據由此在管道中引起的某種電參數的相應變化或沿管道縱向傳輸過程中的衰減變化，可求得管道防腐層絕緣電阻。
4．4 陰極保護評價
4．4．2本條規定了對已實施陰極保護的管道中陰極保護的效果判據。主要參考了美國《埋地或水下金屬管線系統外腐蝕控制的推薦作法》NACE RP 0169和《鋼質管道外腐蝕控制規范》09／T 21447中的有關規定。給出了陰極保護的最低保護電位為-850mV的管／地界面極化電位，數值中不應含有IR降誤差。
4．4．3采用指標-950mV是參考了我國現行標準《鋼質管道外腐蝕控制規范》GB／T 21447中的有關規定，這一指標在NACE RP 0169—2007的第6．2．2．2．2條中有相同規定，說明在有硫化物、細菌、高溫、酸性環境下采用-950mV指標是充分的。
4．4．4由于管道所處環境越來越復雜，在土壤電阻率很高的土壤中(如沙漠地區)運行的管道，自然電位偏正，所以沒必要采用-850mV的極化準則，可采用比850mY偏正的電位(相對于銅／飽和硫酸銅參比電極)。
4．4．5本條參考了《埋地鋼質管道陰極保護技術規范》GB／T 21448—2008的第4．3．2條，并明確說明：在高溫條件、含硫酸鹽還原菌的土壤存在雜散電流及異金屬材料耦合的管道中不能采用100mV的極化準則。
4．4．6本條是根據NACE RP 0169—2007的第6．2．2．3．3條制定的。
析氫電位可解釋如下：在給定的電化學腐蝕體系中，為使電解過程以顯著的速度進行，必須施加的最小電壓稱為分鰓電壓(即使電極上有產物析出時的外加電壓)，與此相對應的電位稱為分解電位，陰極產生氫氣時的電位即為析氫電位。
過負的保護電位會造成管道防腐層漏點處大量析出氫氣，造成涂層與管道脫離，即陰極剝離。不僅使防腐層失效，而且電能大量消耗，還可導致金屬材料產生氫脆進而發生氫脆斷裂，所以必須將電位控制在比析氫電位稍正的電位值。
4．5 管道腐蝕損傷評價
4．5．1表4．5．1引自《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY／T 0087．1—2006中的表5．8．6。
4．5．2表4．5．2參考了《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY／T 0087．1—2006中的表7．2．1。管道腐蝕速率是腐蝕控制評價中的一項重要指標，可用于管道腐蝕的直接檢測評價、原因分析及壽命預測，也便于有針對性地采取有效措施預防、控制或減緩腐蝕的發生。
5 防腐層
5．1 一般規定
5．1．1防腐層的選擇及其質量直接決定防腐效果，條文中所列系最基本要求。各項要求的具體指標可按不同防腐層的國家現行標準執行。為了使運行管道腐蝕點易于修復，應考慮防腐層的修補難度。
由于考慮輸氣介質溫度，對防腐層工作溫度提出要求。以下述防腐層為例：
擠壓聚乙烯的使用溫度為-30℃～70℃，熔結環氧粉末的使用溫度為-30℃～100℃，雙層環氧的使用溫度為-30℃～100℃。
5．1．2由于我國地域廣闊，氣候和土壤環境復雜，各城鎮燃氣發展狀況不一，因此條文提出的是管道防腐層選擇的基本因素。此外，由于對環保的普遍重視，條文中強調了不危害人體健康，不污染環境。
5．1．3幾種管道外防腐層的適用范圍可參考表2。
本條所列防腐層是依據國內城鎮燃氣實際情況所做的推薦，并不限制其他防腐層的使用。
5．1．5本條所列管道，由于運行條件和土壤環境比較復雜，較易受到腐蝕且修復困難，故要求采用加強級的防腐層結構。
5．2 防腐層涂覆
5．2．1管道防腐層的性能與表面處理質量的優劣有直接關系。管道表面經過適當處理，可使防腐層的機械性能和抗電化學腐蝕性能大大提高，并可延長管道的使用壽命。預處理方法和檢驗可參考國家現行標準《涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定》08／T 8923和《涂裝前鋼材表面預處理規范》SY／T 0407。
5．2．2在工廠預制有利于保證管道防腐層涂覆質量，也有利于管道防腐效果，故明確要求所有管道防腐都應在工廠進行。
5．2．3考慮到在城區施工，難以對焊口處噴砂除銹，故要求在工廠除銹后在預留端涂可焊涂料，該涂料不影響焊接質量，可對管端做臨時保護，可焊涂料目前常用硅酸鋅涂料或無機可焊
5．3 防腐管的檢驗、儲存和搬運
5．3．1、5．3．2各種防腐管技術指標不盡相同，在防腐廠應嚴格按照相關標準全面檢驗，本條所列為敷設現場驗收時的基本項目。
5．3．3防腐管露天存放易受大氣腐蝕和陽光照射，對防腐層質量影響較大，因此對露天存放提出保護措施和時間限制。
5．3．4不適當的堆放和吊裝對防腐層會造成損傷，要特別引起注意，嚴格執行本條款。
5．4 防腐管的施工和驗收
5．4．2本條中防腐管補口和補傷的施工、驗收應符合國家現行標準《埋地鋼質管道聚乙烯防腐層》GB／T 23257、《鋼質管道單層熔結環氧粉末外涂層技術標準》SY／T 0315的有關規定，雙層環氧防腐層的補口和補傷可參考《埋地鋼質管道雙層熔結環氧粉末外涂層技術規范》Q／SYl038—2007。
5．4．3切、接線處往往是城鎮燃氣鋼質管道防腐的最薄弱點，其表面處理質量的好壞直接影響切、接線處的防腐效果，應予以高度重視。僅使用手動工具很難保證表面處理達到標準要求，因此應以電動或氣動工具為主，適當配合手動工具。
5．4．4切、接線處所用防腐材料應便于現場快速涂裝后回填，可參見《石油天然氣工業管道輸送系統用的埋地管道和水下管道的外防腐層補口技術標準》IS0 21809—3。
5．4．5本條為強制性條文。防腐管在下溝、安裝就位的過程中和管溝回填時很容易損傷防腐層，形成腐蝕隱患。若能及時發現腐蝕隱患并采取修補措施，將有利于管道投運后的維護管理和安全運行。
防腐管回填后必須對防腐層完整性進行檢查，并填寫檢查記錄。實踐中可以采用地面音頻檢漏法檢查防腐層受損情況。若發現防腐層受損，應立即采取修補措施至復檢合格。
5．4．7定向鉆施工管段難以進行防腐層的完整性檢查，故要求進行防腐層面電阻率的測試。
6 陰極保護
6．1 一般規定
6．1．2對管道進行陰極保護設計時，應盡量避免對相鄰的金屬管道或構筑物造成干擾。是否造成干擾可通過實測相鄰管道或構筑物的管地電位偏移或其附近土壤的電位梯度值來判斷，評定標準依據本規程第4．2．1條。
6．1．3陰極保護是管道系統的重要組成部分，由于歷史原因，目前一些在役管道沒有設置陰極保護，使管道由此引發的問題不斷，為保障新建管道的安全運行，問題不應再重復出現。因此，為確保陰極保護的作用，要求陰極保護的勘察、設計、施工和管道的勘察、設計、施工同時進行，并同時投入使用，是最合理的選擇。這里的“管道投用”是指從管道埋入地下開始，因為當管道埋地時，就開始受到土壤介質的腐蝕，影響管道的壽命。
6．1．5管道防腐層狀況對埋地舊管道選擇合適的陰極保護電流密度具有決定性作用，為此應對舊管道的現狀進行勘測調研，同時測量現役管道防腐層的面電阻率，可進行饋電試驗，饋電試驗結果是土壤條件、管／地界面、極化和防腐層狀況及管道延續情況的綜合反映。根據這些勘測調研、面電阻率測量和饋電試驗的結果來選擇和確定保護電流密度。
6．2 陰極保護系統設計
6．2．1柔性陽極通常沿管道平行敷設，且距被保護管道較近，可避免對鄰近地下金屬構筑物產生干擾；對防腐層破損嚴重，甚至無防腐層的管道也可確保陰極保護電流均勻分布。近年來，該方式在干擾或屏蔽密集區，得到越來越成功的應用。
6．2．2當在某一較大區域內，存在管網、儲罐、接地系統等眾多金屬結構物需要保護時，可將所有這些被保護結構電性連接成一體，統一設計和實施陰極保護，即區域性陰極保護。其優點在于電流分布均勻，同時能減少干擾，降低陰極保護的造價。
6．2．3管道電絕緣是陰極保護的必要條件，絕緣裝置限定了陰極保護電流的流動，確保電流用于陰極保護。很多文件稱“沒有電絕緣就沒有陰極保護”，可見電絕緣的重要。
由于絕緣法蘭密封性能相對較差，其使用的絕緣墊片及絕緣緊固件會在吸水后造成絕緣失效，從而造成絕緣法蘭失效；另外城鎮地下構筑物比較擁擠，絕緣法蘭井給位困難，因此推薦在高壓、次高壓、中壓管道使用整體型埋地絕緣接頭。這在國外使用已非常普遍，且部分發達國家已限制絕緣法蘭的使用。
高電壓電涌沖擊是指來自雷電、感應交流電或故障下的漏電等造成的破壞，常用的保護措施有設置保護性火花間隙、避雷器、接地電池、極化電池、二極管保護等方法。
6．2．7對于陰極保護的管道或其部件，安全接地會導致陰極保護電流的流失。為此應對接地材料和方法加以限定。推薦采用鋅合金接地，一方面能符合防雷接地要求，同時還可向管道提供陰極保護電流。
6．3 陰極保護系統施工
6．3．4第1款每個測試裝置中應至少有兩根電纜或雙芯電纜與管道連接，雖然增加部分施工成本，但對陰極保護系統的可靠性十分重要。因為接頭的電導通性失效，常會導致整個陰極保護系統的失效。
6．4 陰極保護系統驗收
6．4．1消除IR降的方法即需要斷電測試管道的參數，對于犧牲陽極系統和雜散電流干擾區，可采用極化探頭或輔助試片進行測量。
7 干擾防護
7．1 一般規定
7．1．1本條文中“接近”指的是管道與干擾源的相對位置足以使管道上產生危險影響或干擾影響。
直流干擾和交流干擾的實地調查測試項目及方法可分別參考我國現行行業標準《埋地鋼質管道直流排流保護技術標準》SY／T 0017和現行國家標準《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》GB／T 50698的具體規定。
7．1．2排流保護是交、直流干擾防護的主要措施，但對于干擾嚴重或干擾狀況復雜的場合，應以排流保護為主并采取其他相應措施進行綜合治理。
共同防護是指處于同一干擾區域的不同產權歸屬的埋地管道、地下電力和通信、軌道交通等構筑物，宜由被干擾方、干擾源方及其他有關方的代表組成的防干擾協調機構，聯合設防、仲裁、處理并協調防干擾問題，以避免在獨立進行干擾保護中形成相互間的再生干擾。
防護目標包括兩方面：在施工、運行過程中與管道密切接觸的人員安全防護；管道施工、運行過程中的腐蝕控制防護。
7．2 直流干擾的防護
7．2．3本條前三款規定了排流保護效果的評定原則，這是從排流保護目的出發而規定的最高要求和力圖達到的目標，但在實際工作中，要實現此目標是極其困難的。為此可采用管地正電位平均值比這一指標來評定排流保護效果。正電位平均值比按公式(1)計算：
hv=[V1(+)-V2(+)]/V1(+)×100％ (1)
式中：hv——正電位平均值比；
V1(+)——排流前正電位平均值(V)；
V2(+)——排流后正電位平均值(V)。
V1(+)、V2(+)的計算方法見《埋地鋼質管道直流排流保護技術標準》SY／T 0017—2006的附錄A。
7．2．4由于直流干擾的復雜性，排流保護往往不容易在采取一次措施后就獲得預期的效果，這就需要進行排流保護系統的調整。
排流保護調整完成后，應重新進行排流保護效果評定，對于經調整仍達不到相關要求或不宜采取常規排流方式的局部管段可采取其他輔助措施。如：加裝電絕緣裝置，將局部管段從排流系統中分割出來，單獨采取措施；也可進行局部管段的防腐層維修、更換，提高防腐等級。除此之外，還可綜合在雜散電流路徑或相互干擾的構筑物之間實施絕緣或導體屏蔽或設置有源電場屏蔽等。
7．3 交流干擾的防護
7．3．2除突發性事故外，城市地上、地下軌道交通形成的干擾源具有周期性變化的規律，周期一般不小于24h。要求干擾腐蝕數據測試至少包括一個周期，目的是使數據全面、真實反映干擾情況。
7．3．4此處根據土壤腐蝕性強弱的不同，提出了干擾防護的交流干擾電壓和交流電流密度指標。25W·m的土壤電阻率界限值，參考了歐洲標準《evaluation of a．c．corrosion likelihood of buried pipelines Application to cathodically protected pipelines》
CEN／TS 15280和《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》GB／T 50698的條文規定。
管道實施排流保護后，這兩款應同時滿足。從技術角度來講，第一款在應用中存在一定的局限性：在土壤電阻率很高的時候，交流電流密度小于60A／m2，可管道上感應電壓可能遠超過人體能夠接受的15V的交流安全電壓。第二款從人身安全及設備安全角度考慮，對公眾或維護操作人員所允許的安全接觸電壓，及瞬間干擾電壓應滿足有關安全規范、條例的要求。
8 腐蝕控制工程的運行管理
8．1 防腐層的檢測和維護
8．1．1根據管道的壓力級制確定防腐層的檢測年限，是保證管道正常運行的需要，同時也促進管道的防腐蝕工作。
8．1．2主要參考相關標準和當前實際情況提出了一些常用的檢測方法與內容。檢測方法的選擇可參照表3。
8．1．3防腐層更換、修補是各燃氣公司日常工作中經常遇到的，對選用的防腐層材料要考慮城鎮道路及交通的特點，防腐層的特性以能適于立即回填為宜。另外，更換、修補時選用的防腐層與原防腐層不同時，必須考慮兩種防腐層的相容性，以免防腐層搭接處出現問題。
8．2 陰極保護系統的運行和維護
8．2．4陰極保護系統的覆蓋率和運行率是考察陰極保護系統維護管理水平的主要指標，主要參考了國家現行標準，一般定義為：
陰極保護保護率(coverage range of protection)，指對管道施加陰極保護后，滿足陰極保護準則部分的比率。
保護率=(管道總長－未達到有效保護管道長)/管道總長×100％ (2)
運行率(percentage of effective operation)，年度內陰極保護有效投運時間與全年時間的比率。
運行率=[1年內有效運行時間(h)/全年小時數(8760)]×100％ (3)
8．3 干擾防護系統的檢測和維護
8．3．1干擾防護系統的檢測周期和檢測內容主要參考《埋地鋼質管道直流排流保護技術標準》SY／T 0017和《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》68／T 50698制定，在檢測內容上做了精簡，只列出了可直接反應干擾防護效果的參數。
8．3．2該條款中所指干擾環境發生較大改變的情況，常見的包括：在干擾區內新敷設了管道或增加了埋地金屬構筑物、新敷設了電氣化鐵路，或其他干擾源的運行狀況有了較大的變化等。
