0 前 言

海上油气田开发具有高风险、 高投资和高要求的特点， 而海水对钢制海底管道具有强烈的腐蚀性， 海底管道采用阴极保护和防腐涂层外腐蚀防护措施， 对保障油气田生产十分重要

。 针对陆地埋地钢质管道， GB/T 21448 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》 于2008 年首次发布。 该标准于2017 年修订， 规定了陆上埋地钢质管道外表面阴极保护设计、 施工、 测试、 管理与维护的技术要求， 而海底管道阴极保护的国家标准还有所空缺。

人才队伍建设是亳文化“走出去”的关键和保障，必须加强专业人才培养力度。首先，要立足本市实际，实施人才培育工程，制定亳文化产业人才规划，强化文化人才培养工作。亳州学院、亳州职业技术学院、亳州中药科技学校等院校开设相关专业，培养出适合亳文化“走出去”的专门人才。其次，亳文化主体单位、文化企业自己选拔人才，送往专业机构和高校进行定向培养。再次，加大引进国内外文化人才的力度，借助外来人才弥补亳文化人才的不足。总之，通过内培外引等方式，培养一批德才兼备的高、精、专的亳文化产业人才队伍，为亳文化“走出去”提供人才保障。

为了进一步规范和细化海底管道阴极保护的设计、 建造和运行维护， 提高海底管道可靠性，降低海底管道腐蚀风险， 根据国标委相关文件要求， 由中海油研究总院负责起草GB/T 35988 《石油天然气工业海底管道阴极保护》

。 GB/T 35988于2018 年2 月6 日首次发布， 并于同年9 月1 日正式实施。 GB/T 35988—2018 的制定实施填补了海底管道阴极保护国家标准的空白， 有利于提高管道阴极保护的设计、 施工、 管理的效率、 质量及效益， 具有很好的应用价值和经济效益。

本研究结合海洋石油开发工程应用经验， 对标准条款进行解释说明， 为GB/T 35988—2018的推广实施和同类标准的编制提供参考。

1 标准编制简介

1.1 编制原则

标准编制过程中， 标准编制小组成员本着先进性和科学性的原则， 广泛征求意见， 力求做到技术先进、 经济合理、 安全适用、 确保质量。 在编制中， 总结吸收多年来国内外石油天然气工业海底管道在阴极保护技术方面取得的成果和经验， 旨在提高海底管道防腐蚀技术水平， 进一步规范海底管道阴极保护工作。

使用环境温度及电阻率等对阳极材料的电化学性能有影响， 所以要求阳极材料性能应在类似的现场或模拟试验条件下满足要求。 针对特殊海洋环境， 例如深海低温环境， 需要开展低温下的初期性能测试试验， 以验证阳极性能满足要求。阳极材料化学组成通常经过试验配方研究， 并经过实际验证， 且考虑了对环境的影响等。 如果有特殊应用要求或开发新的阳极， 应经过试验， 确保阳极电化学性能符合要求。

1.2 范围

GB/T 35988—2018 规定了海底管道阴极保护系统预调查、 设计、 材料、 设备、 制造、 安装、 调试、 运行、 检查和维护保养的技术要求及推荐做法。 标准分为11 个章节、 5 个规范性附录和2 个资料性附录。

1.3 标准征求意见及采纳情况

标准编制审查过程中， 面向石油行业、 防腐行业相关专家及生产单位、 科研院所、 行业协会等相关单位广泛征求了意见， 未收到原则性修改意见。 编制单位汇总整理意见后， 积极采纳了绝大多数建议和意见， 大幅精简了举例和说明内容。 完善后的标准顺利通过了专家审定。

(1)抑尘和防尘措施。在煤炭、矸石或其他干物料的贮、装、运、破碎、筛分过程中，采取产尘较少的工艺和设备，并采用适当的抑尘和防尘措施。如精煤贮存用圆筒仓代替精煤露天贮煤场；设置挡风抑尘墙，封闭转载点以及在原煤储煤厂安设喷水装置，严格控制喷水量。

2 标准内容解析

标准正文内容包括阴极保护系统要求、 设计参数要求、 牺牲阳极设计、 生产制造及质量控制、 外加电流阴极保护系统、 阴极保护系统的操作、 监测和维修要求。 附录包括牺牲阳极阴极保护系统设计程序、 阴极保护衰减计算、 阳极性能测试、 系统监检测、 交直流干扰等。

2.1 阴极保护系统要求

标准中该部分主要明确了阴极保护系统的选取原则。

海底管道阴极保护系统可分为牺牲阳极系统和外加电流系统。 目前海底管道通常采用牺牲阳极系统， 主要因为其可靠性高、 易于管道铺设、易于管理维护。 在近岸段或短距离海底管道及需要延寿管道中可优先采用外加电流法对管道进行保护

， 目前除了个别近岸、 短距离海底管道， 尚无采用外加电流形式保护海底管道的案例。 应充分收集标准中列出的基础资料参数， 综合装置可靠性确定阴极保护形式。

海底管道牺牲阳极通常采用手镯形式， 间隔分布安装到管道上， 以便通过张紧器和托管架，安装效率高。 平台间海底管道可在管道两端安装牺牲阳极进行阴极保护。 牺牲阳极安装于管道两端的方法适用于海底管段较短的情况， 通常安装在立管上。 采用浮式平台开发深水油气田工程时， 其深水立管通常设置了涡激振动抑制装置，因此难以在立管上安装牺牲阳极， 也可以将牺牲阳极安装在浮式平台上。 如果采取此安装方式，应进行电位分布计算或者牺牲阳极衰减计算， 确保海底管道/立管全线得到良好保护， 此时立管与浮式平台之间无需设置绝缘法兰

。

2.2 设计参数规定

标准中该部分规定了阴极保护电位、 保护电流、 涂层破损率的选取原则。

受城市化快速发展和局地暴雨多发的影响，流域防洪排涝压力显著增大，城区积水现象时有发生，人口与基础设施安全受到威胁。河道防洪排水能力薄弱，全流域110条河道共1 562km，其中防洪达标仅有479km。

碳钢海底管道不埋设时保护电位为-1.1～-0.8 V（相对于Ag/AgCl 〔海水〕 参比电极， 后同）； 管道埋设时保护电位为-1.1～-0.9 V， 此时应考虑不埋设的管道可能发生部分沉降入泥， 设计中宜保守考虑。 不锈钢施加阴极保护时， 应特别关注阴极保护导致的氢致应力开裂 （hydrogen induced stress cracking,HISC） 风险。 马氏体不锈钢、 铁素体-奥氏体双相不锈钢应被视为可能受到HISC 的影响

，如果存在氢脆风险， 宜避免阴极电位负于-0.8 V。

阳极芯与牺牲阳极的结合可靠性直接影响牺牲阳极整体性能。 阳极芯材料碳当量应低于管道材料碳当量， 主要是考虑阳极锌材质的可焊性。阳极浇铸前， 阳极芯应进行表面处理， 并在浇铸时仍满足表面处理Sa2.5 等级要求， 目的是为了保证阳极合金与阳极芯之间的结合满足要求， 确保阳极在运输、 铺管及服役期间的可靠性。

针对金属管道外壁温度或者环境温度超过25 ℃时， 管道所需的设计电流密度随温度升高而升高。 采用隔热层的形式可减缓管道温度对管道外壁所需电流量的影响， 但应注意评估该隔热层的长期有效性。 如果隔热层无法满足全生命周期使用要求， 应按标准规定在25～100 ℃范围内，每增加1 ℃， 设计电流密度应增加1 mA/m

。

2.3 牺牲阳极设计规定

标准中该部分规定了牺牲阳极材料的选择原则、 电化学性能和力学性能要求等。 牺牲阳极设计用电化学参数见表1。

(4) 当剪跨比、配筋率一定时，空心墩的承载力随着纵筋强度的提高而提高，延性变形能力随混凝土强度的提高而减小。

标准中该部分规定了外加电流阴极保护系统的电源及控制系统、 辅助阳极、 系统设计和机械电气方面的具体要求。

8.“现代农业+电子商务”上行创新。深入开展电子商务进农村综合示范工程，在渝东17个区县（自治县）推进国家级电子商务进农村综合示范工程，在渝西12个涉农区推进市级电子商务进农村综合示范工程。积极培育多元化农村电子商务市场主体，鼓励引导电商企业与合作社、种植养殖大户等建立直采直供关系，推动农产品线下流通与线上营销融合发展，着力打造重庆地域特色的农产品知名电商品牌，探索重庆特色的农产品线下“上行”网销模式。

GB/T 35988—2018 非等效采用ISO 15589-2:2012 《Petroleum,petrochemical and natural gas industries-Cathodic protection of pipeline transportation systems-Part 2： Offshore pipelines》

。 为满足标准的规范性， GB/T 35988—2018 删除了ISO 15589-2 标准的概述、 举例等说明性内容， 修订了保护电流密度随温度变化曲线注释的错误表述。

阳极利用率指阳极实际消耗质量与设计质量之比， 阳极结构设计直接影响阳极利用率。 由于阳极质量不可能完全发挥作用， 设计中利用率最高不超过0.9。 如果阳极芯位于阳极中部， 利用率较高； 镯式、 板状阳极的阳极芯通常位于阳极下部， 利用率相对较低。

由以上捐赠事例我们看出，民国时期图书馆的捐赠活动，有其特殊的文化背景和捐赠主体，另外，图书馆自身所做出的努力、图书馆捐赠的制度及方式等，不仅对于当时社会文化，尤其是图书馆事业的发展产生了巨大的影响，对于当下的图书馆捐赠工作也同样具有有益的参考和借鉴意义。

2.4 牺牲阳极生产制造及质量控制规定

标准中该部分规定了牺牲阳极生产制造中的质量控制要求。 为防止阳极底部腐蚀， 通常在阳极靠近管道一侧涂敷耐海水性能较好的涂层， 而向外暴露于环境中的阳极工作面必须保持清洁。

对于未涂覆涂层的裸钢表面， 阴极保护系统运行初期， 需要较大的保护电流， 初期电流密度较大； 随着保护性钙质层逐渐形成， 极化趋于稳定后， 所需保护电流会明显下降， 平均电流密度较低； 阴极保护系统运行末期， 保护性钙质层出现脱落等现象， 所需保护电流有所增大， 此阶段为末期电流密度。 对于埋设管道， 未发现风暴潮对去极化产生明显影响， 平均电流密度和末期电流密度可采用相同数值。 对于受风暴干扰影响的特定区域， 去极化情况会更显著， 故应考虑更高的末期电流密度。

阳极制造时需对每炉进行取样检测， 避免牺牲阳极成分不均匀的现象。 当牺牲阳极有较深、 较宽裂纹， 铺管过程中阳极容易被损坏；服役期间有可能因局部腐蚀， 发生整块脱落，导致牺牲阳极的利用率大幅下降， 影响服役年限， 因此在标准中明确了裂纹、 冷隔等制造缺陷的可接受程度。

牺牲阳极电化学性能对阴极保护的有效性至关重要。 通过电化学测试试验， 容易量化确定阳极闭路电位和电容量， 而腐蚀形貌的均匀程度主要根据经验判断， 难以量化要求。 在质量控制过程中可采取图样等方法进行判断， 避免不均匀消耗、 晶间腐蚀、 局部钝化等现象， 进而影响阳极利用率。 对于深水低温应用场景， 宜模拟实际应用场景进行电化学测试。

例3阶”中进行了详细的介绍，在此就不再赘述了。不过，需要强调的是，在“技巧和演奏”分册的第42至47页，逐一列出了十二个大调的五指音阶和七个从白键开始的小调五指音阶。这些音阶的授课思路均带有明确的视觉提示，如C、G、F大调和弦都是“白键—白键—白键”的结构，而D、A、E大调和弦则都是“白键—黑键—白键”的结构，并以此规律将十二个大调及七个小调进行了划分，方便学生从整体上把握并加强记忆。在学习五指音阶时，若将音阶的视觉结构与上述所讲到的首调听觉相结合，将会达到事半功倍的效果。

2.5 外加电流阴极保护系统规定

通常， 大于60 ℃锌基阳极表面膜结构会发生变化， 锌基阳极电位会高于铁， 发生电位逆转。 实际应用中需考虑使用条件的变化， 因此标准中提出锌基阳极表面温度不宜用于超过50 ℃环境。 海底管道通常采用铝基合金阳极，主要考虑包括适用性、 经济性及应用案例等。

又如乐善秦腔中表演的秦剧《辕门斩子》，杨延景一、二、三帐的大段唱腔，都是一个演员演唱，而且演员嗓音宏亮，唱腔优美，演出深受群众欢迎。可见，演员唱腔是完全可以作为一门独特的技艺来提升戏曲艺术层次，继而来提升秦腔艺术的内涵和吸引力的。

与陆地管道类似， 海底管道通常采用3LPE、3LPP 等防腐涂层体系

。 除非第三方破坏， 运行期间涂层一般处于较稳定的状态， 所需保护电流较小且波动很小， 宜采用恒电流控制模式。

外加电流系统运行时， 与电源正极相接的辅助阳极表面可能会产生氯气； 保护不当时， 被保护的构筑物表面可能会产生氢气， 设计中需要考虑避免有害气体的聚集。 辅助阳极的封装结构件应可耐受海水、 湿氯气等环境腐蚀

。

为了便于安装， 辅助阳极通常安装在管道的两端或一端， 设计时需计算电流衰减， 保证整条管道均可获得良好的保护， 设计保护电流宜为管道所需电流量的1.2 倍以上。 海洋环境应用中存在台风和第三方等造成损坏的风险， 设计中阳极应考虑一定的余量和可更换性， 以防个别阳极损坏影响管道保护。 海底管道安装初期， 可能没有电源， 可考虑设置少量牺牲阳极。

对于采用牺牲阳极的海底管道， 目前基本未安装固定式参比电极进行电位监测。 如果海底管道采用外加电流， 应安装固定式参比电极， 确保海底管道处于良好的保护状态

。

2.6 阴极保护系统的操作、 监测和维修要求

目前海底管道通常采用牺牲阳极系统， 针对阴极保护系统较少开展操作维护工作。 由于埋设、冲淤等因素， 与陆地管道相比， 海底管道较难开展全线管道电位检测， 立管电位检测是较常采用的替代方案。

当采用外加电流阴极保护时， 海底管道需监测管道-海水电位、 阳极电位、 阳极输出电流，确保海底管道处于良好保护状态。

3 结束语

GB/T 35988—2018 已全面应用于我国海底管道阴极保护设计、 建造、 施工和运营。 本研究结合实际工程设计经验， 对该标准中涵盖的海底管道阴极保护系统选型、 设计、 制造、 操作、 监测和维修等方面的要求进行了进一步补充说明。在标准实施过程中， 不限制在个案应用中采用其他创新的设备或工程技术方案。 在采用其他方法时， 应辨别并标注与GB/T 35988—2018 的差别。

[1] 杜敏，孙明先，杨朝晖. 海洋构筑物阴极保护[M]. 北京：科学出版社，2016.

[2] 胡士信. 管道阴极保护技术现状与展望[J]. 腐蚀与防护，2004（3）:93-101.

[3] 常炜. 海上油气田主要设施阴极保护[C]//中国腐蚀与防护学会. 第十一届全国腐蚀与防护大会论文摘要集. 沈阳：[s.n.]，2021:616.

[4] 全国石油天然气标准化技术委员会. 石油天然气工业海底管道阴极保护：GB/T 35988—2018[S]. 北京：中国标准出版社，2018.

[5] International Organization for Standardization. Petroleum，petrochemical and natural gas industries-Cathodic protection of pipeline transportation systems-Part 2: Offshore pipelines：ISO 15589-2：2012[S].Geneva，Switzerland：ISO，2012.

[6] 贾旭，胡丽华，宣超杰，等. 基于缩比模型的海底管道外加电流阴极保护系统延寿技术研究[J]. 全面腐蚀控制，2021，35（4）：12-17.

[7] 余晓毅，常炜，于湉，等. 杂散电流对海底管道表面电位影响预测方法研究[J]. 表面技术，2016，45（5）：67-71.

[8] 侯静，梁清文，张宇，等. 陵水气田输气管道阴极保护效果数值仿真研究[J]. 装备环境工程，2020，17（10）：50-56.

[9] 季廷伟，王树立，陈磊，等. 交叉并行海底管道阴极保护干扰数值模拟[J]. 油气田地面工程，2018，37（5）：84-90.

[10] 何德孚，王晶滢. 海洋腐蚀环境及船用不锈钢管选材备考（下）[J]. 焊管，2016，39（5）：55-63.

[11] 冯成功，张平. 埋地长输管道防腐方法及质量控制[J].焊管，2011，34（1）：62-65.

[12] 常炜，孙荣，于湉，等. 导管架外加电流阴极保护系统无阳极屏蔽层的可行性研究[J]. 腐蚀与防护，2015，36（10）：982-985.

[13] 常炜，尚世超，于湉，等. 边界元法在导管架外加电流阴极保护系统设计中的应用[J]. 全面腐蚀控制,2015，29（6）：21-24.

[14] 余晓毅，赵赫，常炜，等. 基于数值模拟的海上平台阴极保护系统的技术研究[J]. 装备环境工程，2017，14（2）：81-84.

[15] 孙宇，常炜，杨翔堃，等. 海底管道腐蚀防护状态检测方法[J]. 装备环境工程，2021，18（1）：104-109.