1、管道陰極保護(hù)電位檢查片測試方法及應(yīng)用河南邦信防腐材料有限公司2017年3月整理摘要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鋼制埋地管道陰極保護(hù)效果評價應(yīng)采用斷電電 位指標(biāo)，現(xiàn)場測試通常使用同步中斷法，但其并不適用于無法同步中斷管中陰極 保護(hù)電流，以及受雜散電流干擾的管段。陰極保護(hù)電位檢查片可以解決這一難題， 通過模擬管道防腐層漏點，利用檢查片的瞬間斷開電位實現(xiàn)近似管道斷電電位的 測量。本文詳細(xì)介紹了管道陰極保護(hù)電位檢查片的適用范圍、設(shè)計、安裝、測試 及分析等內(nèi)容，通過具體實施案例明確了數(shù)據(jù)記錄的規(guī)范性， 并驗證了測試方法 的可行性，為該方法的推廣應(yīng)用奠定實踐基礎(chǔ)。引言鋼質(zhì)埋地管道通常是采用防腐層和陰極保護(hù)聯(lián)合保護(hù)的

2、方式，防腐 層作為第一層堡壘，利用其良好的絕緣性、抗?jié)B透性及機(jī)械性能達(dá)到防腐目的； 陰極保護(hù)系統(tǒng)作為第二道防線，可在防腐層破損或存在微孔處，通過保護(hù)電流對 管道施加陰極極化，從而減緩或消除管壁腐蝕。根據(jù) GB/T 21448-2008埋地鋼 質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范，管道陰極保護(hù)效果評價應(yīng)采用斷電電位指標(biāo)，現(xiàn)場測試通常使用GPS同步中斷法，但其并不適用于無法同步中斷管中陰極保護(hù)電 流，以及受雜散電流干擾的管段。陰極保護(hù)電位檢查片可以解決這一難題，通過模擬管道防腐層漏點， 利用檢查片的瞬間斷開電位實現(xiàn)近似管道斷電電位的測量。陰極保護(hù)電位檢查片是用于模擬被調(diào)查管道陰極極化后電位的檢查片，將其埋設(shè)在管

3、道測試點處，檢查片部分裸露，其余部分有防腐層，檢查片的埋設(shè)狀態(tài)、材質(zhì)均與管道相同，通 過電纜與管道連接起來，這樣檢查片的裸露部分就模擬了管道的一個防腐層漏點。 當(dāng)管道處于陰極保護(hù)狀態(tài)時，管道被保護(hù)電流極化的同時，檢查片也會被極化為 與管道相同的程度，只需測量檢查片的瞬時斷開電位，即可代表管道測量點的斷 電電位。NACE SP0502-2010管道外腐蝕直接評價方法認(rèn)為檢查片的斷電電 位近似于管道防腐層漏點處的陰極保護(hù)電位，能夠評估管道陰極保護(hù)效果。1適用范圍陰極保護(hù)電位檢查片能夠評價埋地鋼制管道陰極保護(hù)效果，只要能 將檢查片連接在管道上便可應(yīng)用，尤其適用于同步中斷法受限制的下列情況：(1)不能

4、同步中斷保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)多臺恒電位儀提供的陰極保護(hù)電流;(2)存在外部陰極保護(hù)系統(tǒng)影響，難以中斷該保護(hù)系統(tǒng)的恒電位 儀；(3)存在直接連接的、不能中斷的犧牲陽極；(4)存在直流雜散電流影響，導(dǎo)致斷電電位不能代表陰極保護(hù)電 位；(5)采用管道陰極極化衰減或極化形成判斷管道陰極保護(hù)效果；(6)公共走廊內(nèi)存在多條管道，彼此造成干擾影響。2檢查片設(shè)計陰極保護(hù)電位檢查片材料應(yīng)與測試管道材料相同，檢查片裸露面積應(yīng)與測試管段中可能產(chǎn)生的防腐層最大缺陷接近，裸露面積宜為10100cm2,3PE防腐層及環(huán)氧涂層直取10cm,瀝青類防腐層宜取50cm。裸露面應(yīng)位于檢查片闊 面的中間部分，并用易去除的耐水密封材料覆蓋其余

5、面積，通常采用油性涂料或PE套，檢查片成品如圖1所示。圖1：裸露面積為10cm2檢查片成品圖2：裸露面積為6.5cm2檢查片成品檢查片表面應(yīng)保持金屬光澤、無銹蝕；檢查片與電纜連接牢固，連 接電阻盡可能小，連接處無銹蝕并做密封處理；必要時需對檢查片及電纜連接處 進(jìn)行除銹。3檢查片安裝闊面應(yīng)平行于管道，且裸露面背對管道埋設(shè)，檢查片中心應(yīng)與管道 中心處于統(tǒng)一標(biāo)高，與管壁凈距離宜為 0.10.3m。每處埋設(shè)位置分別在管道兩 側(cè)安裝2個檢查片，即陰保極化試片和自腐蝕試片。檢查片埋設(shè)宜符合圖2規(guī)定。1-開關(guān);2-參比電極彳3-自腐蝕試片；4-明保極化試片；5一管道圖2:檢查片安裝示意圖檢查片周圍的土壤用水

6、潤濕并壓實，使檢查片與土壤緊密接觸，確 保其充分極化。陰保極化試片通過測試樁或其它易連接裝置與管道連接，并串聯(lián)電氣開關(guān)或類似裝置（例如電流中斷器）使檢查片能夠迅速與管道斷開。 若檢查 片長期埋設(shè)監(jiān)測陰極保護(hù)效果，宜使用長效參比電極，且盡量靠近檢查片的位置 埋設(shè)；若檢查片臨時安裝測試，宜采用便攜式參比電極，放在檢查片正上方的地 表來測量。4測試及分析4.1 測量儀器 表1中列出了 4種參數(shù)測試時常用的儀器。常用的測試工具字號常用工具通電電位瞬間斷開電位高輸入阻抗數(shù)字電壓發(fā)+開關(guān)+參比電極3 自然腐濁電位數(shù)據(jù)記錄僅+電波中斷器+參比電極-陽極極化衰減或極化形成聲 .，*_.ratiggmsmi=s

7、4.2 測試程序(1)測試前應(yīng)確保管道和檢查片被充分極化， 保持陰極保護(hù)電流被 連續(xù)施加在管道上；(2)保持陰保極化試片與管道的連接， 測試和記錄陰保極化試片通 電電位；(3)短暫斷開陰保極化試片與管道的連接，測試和記錄陰保極化試 片瞬時斷開電位；(4)測試和記錄自腐蝕試片的自然腐蝕電位；(5)在動態(tài)直流干擾管段測量檢查片陰極極化衰減或極化形成時， 需利用數(shù)據(jù)記錄儀和電流中斷器連續(xù)記錄陰保極化試片連通、斷開、再連通循環(huán)過程中的保護(hù)電位。數(shù)據(jù)記錄儀測試頻率不低于10次/秒，記錄時間不低于5分 鐘；電流中斷周期根據(jù)試片現(xiàn)場極化情況選定，宜選用 12秒通/3秒斷，斷電時 間不宜超過30秒。4.3 結(jié)

8、果分析(1)當(dāng)測得的檢查片通電電位與瞬時斷開電位較接近時，檢查片通電電位、瞬時斷開電位均可以代表檢查片鄰近區(qū)域管道的陰極保護(hù)電位；(2)當(dāng)測得的檢查片瞬時斷開電位和通電電位有較大差異時，此時僅檢查片瞬時斷開電位可代表檢查片鄰近區(qū)域管道的陰極保護(hù)電位；(3)通過檢查片的瞬時斷開電位，采用-850mV電位準(zhǔn)則評價管道 的陰極保護(hù)效果；(4)若不滿足電位準(zhǔn)則，也可以比較檢查片的自然腐蝕電位和瞬時 斷開電位，采用100mVS極極化準(zhǔn)則評價管道的陰極保護(hù)效果，但在高溫條件下、 SRB的土壤中、存在雜散電流干擾、以及異種金屬材料耦合的管道不適用；(5)檢查片陰極極化衰減或極化形成電位曲線有助于分析動態(tài)直流

9、 干擾管段的陰極保護(hù)狀況。4.4 注意事項(1)檢查片必須埋設(shè)至少24小時保證其充分極化后，再進(jìn)行相關(guān) 測試；(2)現(xiàn)場必須選用經(jīng)校準(zhǔn)過的硫酸銅參比電極進(jìn)行測試；(3)使用數(shù)字萬用表測量檢查片瞬間斷開電位時，應(yīng)在斷開0.5秒后讀數(shù)并記錄(通常為萬用表顯示的第二個數(shù)值)；(4) 一般情況下檢查片的瞬間斷開電位數(shù)值應(yīng)保持緩慢降低,若快速下降則表示檢查片沒有充分陰極極化，需重新埋設(shè)完全極化后再測量；(5)測量檢查片陰極極化衰減或極化形成時， 陰極保護(hù)電流中斷周 期應(yīng)通過現(xiàn)場試驗進(jìn)行驗證，必須保證試片既能充分極化又能獲得去極化過程。5應(yīng)用案例新大線輸油管道松嵐-七廠段建于2004年，全長21.6km,

10、管道材質(zhì) L360鋼，管徑 711mm管壁7.1mm設(shè)計壓力4.5MPa沿線9km管段與大連輕 軌3號線近距離并行且發(fā)生 4次穿越，間距約10130m大連輕軌采用直流 1500V驅(qū)動，機(jī)車牽引電流最大 2200A其泄漏的雜散電流對與之接近的新大 線管道產(chǎn)生動態(tài)直流干擾。采用陰極保護(hù)電位檢查片測試方法評價新大線陰極保護(hù)效果，各測 試點檢查片瞬間斷開電位及自然電位-距離分布曲線見圖3,測試數(shù)據(jù)見表2。結(jié) 果顯示：大多數(shù)檢查片滿足-850mV電位準(zhǔn)則，得到有效保護(hù)；其余 K22、K30 K33 K34 K38檢查片瞬間斷開電位正于-0.85V ,不滿足準(zhǔn)則要求，表明這 5處 測試區(qū)域管段接近或大于1

11、0cm2的防腐層漏點處于欠保護(hù)狀態(tài)。圖3：檢查片瞬間斷開電位及自然電位一距離分布曲線* 2愴*M*，普收Ktttr樸euntt 雪HFt1K14ml*115tatWMF1 MOV4MV中酒Ui；WMFJU9MiT W工EV修上*r4糕通-1畝dtw1Vtti1lUK.ili ina電Q!VVIwn*r1KU4 MW TV4 ft 3Vut2瑜-1 ETV3V-0 700V“i1KKTW4LS4Ar0C3VUirMrIIT4J1W聞4HVUlMW10曰】T 2BT4*cvtttfMTU0Mb：1nrvrnt淤13KlMtd VQkMEV-0 3IOVi*f1J34tq MTV0J3SVRCVw*

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