阿留申岛《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》(以下简称规程)的正式实施，标志着阴极保护在我国城镇燃气行业进入新的阶段，规程不仅将阴极保护从自愿实施改为强制实施，还规定了具体的效果要求。受周边地下金属构筑物较多的环境制约，城镇燃气管道阴极保护绝大多数采用牺牲阳极法。与石油天然气长输管道的外加电流系统不同，牺牲阳极系统施工后基本无法调整，所以设计合理与否就直接关系到阴极保护的成败。由于我国城镇燃气管道的阴极保护尚处于起步阶段，目前设计所需环境参数的测试基本上参照石油行业的做法。实际上，城镇燃气输配管道与长输管道的周边环境有较大差别，必须对影响设 计的环境参数(土壤电阻率、细菌腐蚀可能性)的测试方法进行相应改进，才能使阴极保护效果达到规程的要求。
社交网络模型1土壤电阻率的测试
1.1现行测试方法的不足
土壤电阻率是影响设计的最重要参数，它直接决定阳极品种、规格和布局等，因而其测试值准确与否直接关系到阴极保护的效果。《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》
(—)规定，土壤电阻率测试优先采用等距四极法。测量时将接地电阻测量仪的根电极以间距等距离排成一条直线，垂直打入地表层，见图。摇动直流发电机，通过两个电流极、在土壤中形成电流场，测试回路的电流密度和两个电位极、之间的电位差，根据欧姆定律可计算两支电位极之间的土壤电阻。检测仪器为接地电阻测量仪，相邻电极间距取管道中心线设计埋深。虽然测试是在地表进行，但当电流极的入土深度小于d/20时，可以看成为球形电极。如果土壤性质均匀，两个电位极C、D之间的土壤电阻率即等于从地表至埋深d处的平均土壤电阻率。按施隆贝格公式计算出两个电位极C、D之间的土壤电阻率，进行地温修正后得到设计所需参数值。其中ρ为土壤电阻率(单位为Ω·m)，d为相邻电极间距(单位为m)，R为土壤电阻(单位为Ω)。 对位于郊野的长输管道，周边土壤大多为原状土，地表与地下土壤性质差别很小，通常测取地表至管道中心线埋深处的土壤电阻率，即可作为设计依据，不会产生太大偏差。对于城镇燃气管道，地表土壤大多为回填土，至少经夯填处理形成硬壳，甚至为水泥或沥青路面。如果照搬长输管道的做法，由于地表与地下土壤性质差别较大，导致所得结果根本不能代表管道埋深处土壤的性质。此外，城镇地表土壤含水量和温度变化远大于郊野，导
致土壤电阻率测试值大幅度振荡。实测数据表明，暴雨或绿化浇灌前后，同一地点所测土壤电阻率值最大相差3倍以上。按照《输油气管道岩土工程勘察规范》(SY /T 0053—97)判定，其腐蚀性甚至可以跨越强、中、弱3个等级，因此必须采取相应措施消除误差。
1.2改进的措施
设σ为地表硬壳厚度(单位为m)，一般情况取
σ=0.3m，对水泥或沥青路面可取σ
=0.6m，h 为设计管底埋深(单位为m)，且h>σ
。对于不均匀土壤，应分别测取地表至σ深度的土壤电阻Rl、地表至h 深度的土壤电阻R2，通过计算得到埋深之间的土壤电阻率，作为设计依据。计算公式如下：
ρ3=2πR l R 2（h-σ）/（R 2-R l ）
式中ρ3———埋深σ~h 的土壤电阻率，Ω·m
Rl———地表至σ深度的土壤电阻，Ω
无锡新城中学
科教文汇R2———地表至h 深度的土壤电阻，Ω
由于建设后管道和阳极均处于σ~h深度内，以ρ3作为设计依据，可以很好消除地表硬壳的影响，测试值稳定且重现性好，基本不受地表雨水和绿化浇灌的影响。
2细菌腐蚀可能性的判断
天使之城淘宝2.1现行判断方法的不足
阴极保护设计时最小保护电位的确定，依照规程须根据土壤中细菌腐蚀可能性的大小，在-0.95~-0.75V范围内取值。《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY0007—99规定：当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，通电后对地电位应达到-0.95V或更低。细菌腐蚀是指有土壤中细菌(硫酸盐还原菌)参加或促进的腐蚀。细菌能将土壤中的可溶性硫酸盐转化为硫化氢，硫化氢一方面腐蚀钢管，生成硫化亚铁；另一方面抑制腐蚀电池阴极的极化，促进了电化学腐蚀过程的进行。在硫酸盐还原菌作用下，可发生反应：
4Fe＋SO
42-＋4H
2
O=FeS＋2OH-＋3Fe（OH）
2
欧拉方程对于是否存在细菌腐蚀的判定方法，规程和其他标准都没有明确规定，传统上采用氧化还原电位标准值判定。氧化还原电位测定采用铂电极，以饱和甘汞电极作参比电极。测试前铂电极必须进行彻底去极化脱膜处理，否则可能导致结果失真且很难被发
现，处理过程复杂，需要由有较高化工专业知识的技术人员完成。测试时把铂电极插入待测土壤中40~50mm，然后在距离30mm 外插入饱和甘汞电极，深度相同。将铂电极与酸度计正端相接，甘汞电
极与酸度计负端相接，稳定2min后由酸度计读出电位差，经地温、pH值等一系列复杂修正，才能算得氧化还原电位标准值。
整个测试过程对测试设备及人员的要求均较高。另外，为保证测试值具有代表性，规定用5支铂电极对l支参比电极同时测定，对读值接近的3支的读数取算术平均值，作为最终读数。由于城镇土壤中通常有强烈的杂散电流，导致实际操作中有时几支铂电极的读数呈离散状态且不断漂移，很难确定准确读数。2.2改进的措施
实际上，氧化还原电位是反映土壤中各种氧化还原反应动态平衡的综合指标，主要影响因素是土壤通气情况、有机质和盐基状况。氧化还原电位高，表明土壤性质不适合细菌活动，即使有硫酸盐还原菌存在，也不会导致细菌腐蚀发生；氧化还原电位低，只是表明土壤性质适合细菌活动，至于是否发生细菌腐蚀，还要看土壤中是否有硫酸盐还原菌存在，以及是否有足够的硫酸
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