GB T 19285-2003 埋地钢质管道腐蚀防护工程检验.pdf
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1、GB/T 19285-2003 前言本标准的附录A、自由录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录1、附录J为规范性附录.本标准出国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心提出。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)归口。本标准主要起草单位g国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心、中船重工七二五所、中石油勘探规划总院、中石油工程研究院。本标准主要起草人a陶雪荣、陈光章、阎永贵、李立群、石坤、吴建华、何仁洋、卢琦敏、张宏源回GB/T 19285-2003 埋地钢质管道腐蚀防护工程检验1 范围本标准规定了埋地钢质管道腐蚀防护工程质量和腐蚀防护
2、效果的检验检测内容,绘出了检测方法。本标准适用于埋地钢质管道腐蚀防护工程的施工及验收过程和腐蚀防护系统投用后的检验。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。SY 0007一1999钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准.3. 1 土壤电阻率resistivity or soil 单位长度上土壤的电阻值,是表征土壤导电性能的指标。3
3、.2 覆盖层coating 为使金属表面与周围环境隔离,以达到抑制腐蚀的目的,覆盖在金属表面的保护层。3.3 阴极保护cathodic prot四tion通过阴极极化控制电化学腐蚀的技术。阴极保护有牺牲阳极法和强制电流法。3.4 牺牲阳极sacrificial anode 靠着自身腐蚀速度的增加而提供阴极保护电流的金属或合金。3.5 强制电流impressed cu町ent又称外加电流,是通过外部电源施加的阴极保护电流。3.6 填包料backfill 为改善埋地阳极工作条件而填塞在阳极四周的导电性材料。3. 7 参比电极reference electrode 在同样的测量条件下开路电位稳定的,
4、用于测量其他电极相对电位的电极,3.8 辅助阳极impressed current anode 与强制电流电源、正极连接的,仅限于以导电为目的的电极。3.9 测试桩t四tstation 1 GB/T 19285-2003 从埋地管道上引出的,用于测试阴极保护参数的装置。3. 10 检查片test pi四四用于腐蚀试验的金属试片。3. 11 IR降IRdrop 电流在流过介质时所造成的电阻压降。3. 12 管地电位potential of pipeline to soil 管道在一定土壤介质中测量的电位值。注工程人员一般将阴极保护条件下的管地电位习惯地称之为保护电位a3. 13 最大保护电位ma
5、ximum prot配tivepotential 阴极保护条件下,允许的绝对值最大的负电位值。3. 14 最小保护电位minimum prot四tivepotential 金属达到完全保护所需要的、绝对值最小的负电位值。3. 15 3. 16 3. 17 3. 18 3. 19 3.20 电极电位electrode potential 由参比电极与被测电极系统组成的原电池的电动势.腐蚀电位corrosion potential 腐蚀体系中金属的电极电位。自然电位natural potential 无外部电流影响的腐蚀电位。开路电位open potential 元电流流出时,牺牲阳极的电位。工作
6、电位(闭路电位)working potential 有保护电流输出时,牺牲阳极的电位。杂散电流stray current 规定或设计回路以外的电流。3.21 直流干扰DC influence 在大地中直流杂散电流作用下,引起理地构筑物腐蚀电位的变化。这种变化发生在阳极场叫阳极干扰,发生在阴极场叫阴极于扰。3.22 交流干扰AC interference 交流线路和设备使邻近埋地管道产生的电压和电流的变化。按干扰时间的长短可分为麟间于扰、持续干扰和间歇干扰三种。2 GB/T 19285-2003 3.23 土壤表面电位梯度surface potential gradient 单位长度上地表电位的
7、变化值或电位对距离的变化。3.24 排流保护mitigating current prot配tion通过适当的绝缘或其他措施消除外来的杂散电流干扰。4 环境调查从腐蚀防护的角度,埋地钢质管道沿线的环境调查应包括土壤腐蚀性和杂散电流干扰两个方面。在进行腐蚀防护设计之前,应首先进行环境调查。在发现腐蚀防护系统失效时,宜进行腐蚀环境调查。4. 1 土壤腐蚀性4. 1. 1 报告检查土质勘查报告是埋地钢质管道腐蚀防护系统设计的主要依据之一。土质勘查报告中与腐蚀有关的内容应包括2土壤的含水率、pH值、氧化还原电位、土壤的含盐量、Cl含量、硫化物含量、硫酸盐还原菌和硫酸根含量等参数在不同季节的具体数值,并
8、据此对土壤腐蚀性做出评价,指导腐蚀防护系统的设计。4. 1. 2 土攘电阻率测定土壤电阻率是阴极保护设计的必要参数,测试方法见附录A.按照土壤电阻率划分土壤腐蚀性的判据见表1。表1土壤腐蚀性评价土壤腐蚀性强中弱土壤电阻率!50 4.2 杂散电流干扰杂散电流干扰分为直流干扰和交流于扰二类。调查时应确定是否有直流或交流干扰源。直流干扰源有直流电气铁路、电车装置、直流电网、直流电话电缆网络、直流电解装置、电焊机及腐蚀保护装置等,交流干扰源有高压交流电力线路、设施和交流电气化铁路、设施等。杂散电流也可能由其他构筑物的阴极保护系统产生。4.2. 1 直流干扰埋地钢质管道的直流干扰,可用管道任意点上的管地
9、电位较自然电位的偏移或管道附近土壤表面电位梯度来进行测量和评价。测量方法见附录C。当电位偏移二三20mV或土壤表面电位梯度0.5mV/m时,确认为有直流干扰。一般采用土壤表面电位梯度来评价于扰程度,具体指标见表2。表2直流干扰程度评价指标杂散电流干扰程度中大士壤表面电位梯度!(mV!m)5.0 当管道任意点上的管地电位较自然电位正向偏移注100mV或管道附近土壤表面电位梯度2.5mV/m时,应采取直流排流保护或其他防护措施。4.2.2 交流干扰埋地钢质管道的交流干扰,可用管道交流干扰电压来进行测量和评价。测试方法见附录D.根据管道所处的土壤类别,当管道交流干扰电压分别大于10V(碱性土壤人8V
10、(中性土壤、6V (酸性土壤)时,推荐采取交流排流保护或其他防护措施。3 GB/T 19285-2003 交流电力系统的各种接地装置与埋地管道之间的水平距离不应小于表3给出的安全距离。襄3埋地管线与交流接地装置的安全距离单位为米电力等级IkV接地形注10 35 110 20 临时接地0.5 1. 0 3.0 5. 0 铁塔或电杆接地1. 0 2.5 5.0 10.0 电站变电的接地2.5 2.5 15. 0 30.0 5 覆盖层保妒5. 1 适用性审查5. 1. 1 覆盖层应按照SY0007一1999的规定,根据埋地钢质管道所处的腐蚀环境、地质状况、施工及运行条件等进行选择。5. 1. 2 覆
11、盖层种类和性能指标应满足设计要求,且绝缘电阻一般应104n.m20 5. 1. 3 对防腐保温管道、水下管道、沼泽地区管道、用顶管法和定向穿越法敷设的管道、穿过沙漠的管道等在覆盖层种类和结构的设计、选择时应有特殊考虑。5. 1. 4 在芦苇地带和细菌腐蚀较强的地区,不应使用石油沥青和不耐细菌腐蚀的材料作为覆盖层。5.2 进货检验5.2. 1 制造商资质检查用于制作覆盖层、补口补伤的材料和预制钢管覆盖层的生产厂都应具有政府或行业组织认可的生产资质。5.2.2 质量证明文件撞查覆盖层和补口补伤用材料应有出厂合格证、产品说明书及性能检测报告。覆盖层应有性能测试报告和出厂合格证,其中性能测试报告内容应
12、满足相应产品技术条件或标准的规定。5.2.3 铜管覆盖层检验外观检查z覆盖层表面应无漏涂、气泡、破损、裂纹、剥离和污染等。厚度检测g覆盖层厚度应不小于设计规定的最小厚度。5.3 过程撞验5. 3. 1 铜管覆盖层复验在管道安装过程中,检验人员对钢管覆盖层质量有质疑并能提供客观证据时,施工单位应暂停使用该批预制管,并请有资质的单位对覆盖层性能按照相应产品技术条件或标准的要求进行复验,复验不合格的不能使用。5.3.2 补口补伤检验外观检查z每补完一个口或一个伤,操作者应自检,外观如有麻面、皱纹、鼓泡等缺陷,应及时处理。厚度检查2每20个口或伤至少抽查1个口或伤,每个口或伤上、下、左、有测4点,厚度
13、不应低于管体覆盖层厚度。采用聚乙烯热收缩套(带)进行补口的除外。漏点检测z对补伤、补口区进行漏点检测,且不应有漏点。检测方法见附录E。粘结力检测2按照相应覆盖层标准规定的方法和抽查比例进行检测。不合格的不应投用。5.3.3 下沟前撞测管道下沟前应对覆盖层进行100%的漏点检测,发现漏点应修补。检测方法见附录Eo5.4 验收检验5.4. 1 漏点检测管道回填后,应由有资质的专业人员对管道覆盖层进行漏点检测,并标识漏点区域。4 GB/T 19285-,-2003 5.4.2 资料验收管道施工单位应向业主提交完整的覆盖层、施工文件及各种检验记录、报告等。6 阴极保护6.1 -般要求6. ,. 1 自
14、极保护的设计)j(符合SY0007-1999的规定。6. 1. 2埋地钢质管道在阴极保护状态下,用铜/饱和硫酸铜参比电极测得的管地电位至少达到一0.85V或更负,当土壤中含有硫酸盐还原菌且硫酸根含量大于0.5%肘,测得的管地电位至少达到一0.95V或更负g当土壤电阻率大于500(1 m时,测得的管地电位至少应达到O. 75 V。并且,测量时应考虑电解质中IR降的影响,以便对测量结果做出正确评价。6. 1. 3 最大保护电位应以不损坏覆盖层的粘结力为前提.常用管道覆盖层的最大保护电位见表4,襄4常用覆盖层的最大保护电位覆盖层类别最大允许电位/V石油沥青一1.5环氧粉末-2.0 煤焦油程漆3.0
15、聚乙烯-2.5 环氧煤沥青一1.56.2 设计审查6.2.1 设计单位资服检查理地钢质管道阴极保护系统的设计单位应具有政府或行业组织认可的设计资质.6.2.2 设计文件审查阴极保护系统应根据管道环境调查结果、业主要求和管道覆盖层状况进行设计。设计文件应至少包括g设计说明书、安装说明书等a设计说明书中引用的土嚷环境数据应与环境调查结果一致。牺牲阳极和辅助阳极的应用选择原则见表5和表6.表5牺牲阳极的应用选择可选牺牲阳极种类土攘电阻率/(0,m) 带状援lIll级00 接(一1.7 V) 60-100 镜40-60 镜(-1.5V)5%电阻率500n. m 合格判据5%一0.95电阻率500n.
16、m 98 注l国保护率的计算采用表11给出的公式回注明率=誓需黯叫。7.3.3 排流保护效果直流排流保护效果的检测方法见附录Co评价指标见表13.交流接地体安全距离的测量范围应包括己知交流接地体安全距离的复核和未知交流接地体的调查与测量。安全距离应不小于表3的规定。表13直流排流保护效果评价排流方式干扰时管地电位/V电位平均值比守vl%10 95 直接向干扰源排流10-5 90 f直接、极性、强制排流85 10 90 间接向干扰源排流(接地排流)10-5 85 80 注:=V1(十)Vd+100%其中1 v= Vl(十)V , (十)排流前,在规定时间段内的正管地电位算术平均值。V, C+)
17、排流后,在规定时间段内的正管地电位算术平均值。V , C +)、V,C+)的计算方法见附录C.9 GB/T 19285-2003 A. 1 等距法A. 1. 1 适用范围附录A(规范性附录)土壤电阻率测试适用于测试从地表至深度为a的平均士壤电阻率。A. 1. 2 仪器宜选用ZC-8接地电阻测量仪,精度为o.5级。A. 1. 3 测试接线示意图按图A.l所示的四电极法测试。图中四个电极布置在一条直线上,间距a,b代表测试深度且a=b,电极人土深度应小于a/20。ZC-8 / b a b 圈A.1 土壤电阻率测试接线示意图A. 1. 4 测试步骤布置好电极后,转动接地电阻测量仪的手柄,使手摇发电机
18、达到额定转速,调节平衡旋钮,直至电表指针停在黑线上,此时黑线指示的度盘值乘以倍率即为接地电阻值R.土壤电阻率按下式计算2p=2aR 式中zF一一测量点从地表到深度土层的平均士壤电阻率,单位为欧姆米(0. m) ; a 相邻两电阻之距离,单位为米(m); R一接地电阻仪示值,单位为欧姆().)。A.2 不等距法A. 2. 1 适用范围不等距法主要用于测试深不小于20m情况下的土壤电阻率.A. 2. 2 仪器常用接地电阻仪为ZC-8.精度士5%。A. 2. 3 测试接线示意图.( A. 1 ) 其测试接线示意图如图A.l所示,此时ba。测深0-20m时,a=l.6 m ,b=20 m;测深0-55
19、m 10 时,a=5m ,b=60 m。此时测深h按式A.2计算:A. 2. 4 测试步骤h=a斗2b一-2 GB/T 19285-2003 ( A.2 ) 按A.2. 3中规定布极后,按A.1. 4操作接地电阻测量仪测得R值,测深h的平均土壤电阻率按式A.3计算gp = 1tR(b+号). . ( A. 3 ) 11 GB/T 19285-2003 B. 1 地表参比法B. 1. 1 适用范围附景B(规范性附最)管地电位测试地表参比法主要用于管道自然电位、牺牲阳极开路电位、管道保护电位等参数的测试aB. 1. 2 仪器宜选用数字万用表z内阻不小于1MO.准确度不低于2.5级,参比电极z应采用
20、铜饱和硫酸铜电极,代号CSE.并应符合下列要求z流过硫酸铜电极的允许电流密度不大于5IA/cm2 ;电位漂移不能超过30mV。B. 1. 3 测试接线示意图地表参比法的测试接线示意图如图B.l。1 管道,2一一牺牲阳极;3一测试桩$4 数字万用表$5 参比电极。-一一_r飞-、L_ .J / 1 固B.1 地表参比法测试接线示意图B. 1. 4 测试步骤B. 1. 4. 1 将参比电极放在管道顶部上方1m范围的地表潮湿土壤上,应保证参比电极与土壤电接触良好。B. 1. 4. 2 将数字万用表调至适宜的量程上,读取数据,作好记录,注明该电位值的名称。B.2 近参比法B. 2. 1 适用范围近参比
21、法一般用于防腐层质量差的管道保护电位和牺牲阳极闭路电位的测试。B.2.2 仪器宜选用数字万用表s内阻不小于1MO.准确度不低于2.5级p12 GB/T 19285-2003 参比电极应采用铜饱和硫酸铜电极,代号CSE,并应符合下列要求:流过硫酸铜电极的允许电流密度不大于5A/cm,电位漂移不能超过30mV. B. 2. 3 测试接线示意圈近参比法的测试接线示意图如图B.2。/ - 1 管道$2 牺牲阳极,3 测试桩g4 数字万用表$5 参比电极。回B.2近参比法测试接线示意图B. 2. 4 测试步骤B.2.4.1 在管道或牺牲阳极)上方,距测试点1m左右挖一安放参比电极的探坑,将参比电极置于距
22、管壁(或牺牲阳极)3-5cm的土壤上。B.2.4.2 将数字万用表调至适宜的量程上,读取数据,作好记录,注明该电位值的名称。13 GB/T 19285-2003 附录C(规范性附录)管地电位和土攘表面电位梯度测试C. l 适用范围适用于直流干扰引起的埋地钢质管道侧的管地电位和土壤表面电位梯度的测试。C. 2 仪器宜选用数字万用表z内阻不小于1M!1.准确度不低于2.5级p宜选用便携式自动平衡记录仪:内阻20k!1 1 M!1.精度0.5级,量程土5mV士10V.l0档,零点可调,走纸速度可调;参比电极2应采用铜饱和硫酸铜电极,代号CSE.并应符合下列要求:流过硫酸铜电极的允许电流密度不大于5A
23、/cm勺电位漂移不能超过30mV。C. 3 智地电位的测试C. 3. 1 测试接线示意图管地电位测试接线示意图如图C.1所示。-b , 1 管道(被测体h2 测试导线(多股铜芯绝缘软线s在有电磁干扰的地区采用屏蔽导线); 3-一电压表g4 参比电极g5 测试桩。图C.1 管地电位测试接线示意图C. 3. 2 测试步骤C. 3. 2. 1 测试点的选择和分布宜符合下列原则.预备性测试=利用现有的测试桩(点); 排流工程测试z宜根据预备性测试结果布设在干扰较严重的管段上,测试点间距以50200m为宜,不应大于500m; 排流工程效果测试:在排流工程各实施点中选定测试点。C. 3.2.2 排流工程测
24、试及排流工程效果测试宜符合下列原则3各测试点的测试工作同时开始和结束,各测试点以相同的读数间隔记录数据,干扰源和干扰管道两方面同步测试。14 GB/T 19285-2003 C.3.2.3 按图C.1接好测试线路,记录测试值。C.3.2.4 测试时间段为40.60min,对运行频繁的直流电气化铁路可取30min;测试时间段应分别选择在具有代表性的负荷变化时间段上。一般选择在干扰源的高峰、低峰和一般负荷三个时间段上。C. 3. 2. 5 读数时间间隔一般为1030s.电位交变激烈时,不应大于10So C. 3. 2. 6 对拟定的排流点、实际排流点,排流效果评定点及其他具有代表性的点,进行24h
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