当前位置:文档之家› 钢制管道阴极保护电位检查片测试方法及应用

钢制管道阴极保护电位检查片测试方法及应用

图 3:检查片瞬间断开电位及自然电位—距离分布曲线
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
典型位置处(测试桩号 25-1)检查片阴极极化衰减及形成电位曲线 见图 4,结果显示:虽然检查片通电电位受到直流干扰影响而持续波动,但瞬间 断开电位基本保持不变,说明地铁对管道的动态直流干扰属于短极化过程,并没 有影响阴极保护系统对管道的长极化结果。
摘要
根据相关标准规定,钢制埋地管道阴极保护效 果评价应采用断电电位指标,现场测试通常使用同步中断法, 但其并不适用于无法同步中断管中阴极保护电流,以及受杂 散电流干扰的管段。阴极保护电位检查片可以解决这一难题, 通过模拟管道防腐层漏点,利用检查片的瞬间断开电位实现 近似管道断电电位的测量。本文详细介绍了管道阴极保护电 位检查片的适用范围、设计、安装、测试及分析等内容,通 过具体实施案例明确了数据记录的规范性,并验证了测试方 法的可行性,为该方法的推广应用奠定实践基础。
3 检查片安装
阔面应平行于管道,且裸露面背对管道埋设,检查片中心应与管道 中心处于统一标高,与管壁净距离宜为 0.1~0.3m。每处埋设位置分别在管道两 侧安装 2 个检查片,即阴保极化试片和自腐蚀试片。检查片埋设宜符合图 2 规定。
图 2:检查片安装示意图
检查片周围的土壤用水润湿并压实,使检查片与土壤紧密接触,确 保其充分极化。阴保极化试片通过测试桩或其它易连接装置与管道连接,并串联 电气开关或类似装置(例如电流中断器)使检查片能够迅速与管道断开。若检查 片长期埋设监测阴极保护效果,宜使用长效参比电极,且尽量靠近检查片的位置
(3)存在直接连接的、不能中断的牺牲阳极;
(4)存在直流杂散电流影响,导致断电电位不 能代表阴极保护电位;
(5)采用管道阴极极化衰减或极化形成判断管 道阴极保护效果;
影响。
(6)公共走廊内存在多条管道,彼此造成干扰
2 检查片设计
阴极保护电位检查片Байду номын сангаас料应与测试管道材料相 同,检查片裸露面积应与测试管段中可能产生的防腐层最大 缺陷接近,裸露面积宜为 10~100cm2,3PE 防腐层及环氧涂 层宜取 10cm2,沥青类防腐层宜取 50cm2。裸露面应位于检查 片阔面的中间部分,并用易去除的耐水密封材料覆盖其余面 积,通常采用油性涂料或 PE 套,检查片成品如图 1 所示。
4.4 注意事项
测试;
(1)检查片必须埋设至少 24 小时保证其充分极化后,再进行相关
(2)现场必须选用经校准过的硫酸铜参比电极进行测试;
(3)使用数字万用表测量检查片瞬间断开电位时,应在断开 0.5 秒后读数并记录(通常为万用表显示的第二个数值);
(4)一般情况下检查片的瞬间断开电位数值应保持缓慢降低,若快 速下降则表示检查片没有充分阴极极化,需重新埋设完全极化后再测量;
1 适用范围
阴极保护电位检查片能够评价埋地钢制管道阴 极保护效果,只要能将检查片连接在管道上便可应用,尤其 适用于同步中断法受限制的下列情况:
(1)不能同步中断保护系统内多台恒电位仪提 供的阴极保护电流;
(2)存在外部阴极保护系统影响,难以中断该 保护系统的恒电位仪;
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
图 1:裸露面积为 10cm2 检查片成品
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
图 2:裸露面积为 6.5cm2 检查片成品
检查片表面应保持金属光泽、无锈蚀;检查片与电缆连接牢固,连 接电阻尽可能小,连接处无锈蚀并做密封处理;必要时需对检查片及电缆连接处 进行除锈。
(4)检查片的数量及埋设位置将影响管道阴极保护电流的实时分布, 可能造成测试结果与实际情况的偏差,因此,用检查片评价管道阴极保护效果时, 必须确保偏差程度控制在允许范围内。
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
作者: 沈光霁、徐卓、矫英男、王沂沛、田宏革,沈阳龙昌管道检测中心; 张若雯,中国石油管道公司。 来源:《全面腐蚀控制》2016 年 11 月
(4)若不满足电位准则,也可以比较检查片的自然腐蚀电位和瞬时 断开电位,采用 100mV 阴极极化准则评价管道的阴极保护效果,但在高温条件下、 SRB 的土壤中、存在杂散电流干扰、以及异种金属材料耦合的管道不适用;
(5)检查片阴极极化衰减或极化形成电位曲线有助于分析动态直流 干扰管段的阴极保护状况。
采用阴极保护电位检查片测试方法评价新大线阴极保护效果,各测 试点检查片瞬间断开电位及自然电位-距离分布曲线见图 3,测试数据见表 2。结 果显示:大多数检查片满足-850mV 电位准则,得到有效保护;其余 K22、K30、 K33、K34、K38 检查片瞬间断开电位正于-0.85V,不满足准则要求,表明这 5 处 测试区域管段接近或大于 10cm2 的防腐层漏点处于欠保护状态。
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
管道阴极保护电位检查片 测 试 方 法 及 应 用
河南汇龙合金材料有限公司 2018 年 3 月整理 技术部 刘珍
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案 埋设;若检查片临时安装测试,宜采用便携式参比电极,放在检查片正上方的地 表来测量。
4 测试及分析
4.1 测量仪器 表 1 中列出了 4 种参数测试时常用的仪器。
4.2 测试程序 (1)测试前应确保管道和检查片被充分极化,保持阴极保护电流被 连续施加在管道上; (2)保持阴保极化试片与管道的连接,测试和记录阴保极化试片通 电电位; (3)短暂断开阴保极化试片与管道的连接,测试和记录阴保极化试 片瞬时断开电位; (4)测试和记录自腐蚀试片的自然腐蚀电位;
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
(5)在动态直流干扰管段测量检查片阴极极化衰减或极化形成时, 需利用数据记录仪和电流中断器连续记录阴保极化试片连通、断开、再连通循环 过程中的保护电位。数据记录仪测试频率不低于 10 次/秒,记录时间不低于 5 分钟;电流中断周期根据试片现场极化情况选定,宜选用 12 秒通/3 秒断,断电 时间不宜超过 30 秒。
整理:河南汇龙合金材料有限公司
引言
钢质埋地管道通常是采用防腐层和阴极保护联 合保护的方式,防腐层作为第一层堡垒,利用其良好的绝缘 性、抗渗透性及机械性能达到防腐目的;阴极保护系统作为 第二道防线,可在防腐层破损或存在微孔处,通过保护电流 对管道施加阴极极化,从而减缓或消除管壁腐蚀。根据 GB/T 21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》,管道阴极 保护效果评价应采用断电电位指标,现场测试通常使用 GPS 同步中断法,但其并不适用于无法同步中断管中阴极保护电 流,以及受杂散电流干扰的管段。
(5)测量检查片阴极极化衰减或极化形成时,阴极保护电流中断周 期应通过现场试验进行验证,必须保证试片既能充分极化又能获得去极化过程。
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
5 应用案例
新大线输油管道松岚-七厂段建于 2004 年,全长 21.6km,管道材质 L360 钢,管径Φ711mm,管壁 7.1mm,设计压力 4.5MPa。沿线 9km 管段与大连轻 轨 3 号线近距离并行且发生 4 次穿越,间距约 10~130m。大连轻轨采用直流 1500V 驱动,机车牵引电流最大 2200A,其泄漏的杂散电流对与之接近的新大 线管道产生动态直流干扰。
(2)检查片是反映其埋设区域附近管道防腐层缺陷处的实际保护状 况(缺陷面积不大于检查片裸露面积),因此选择检查片裸露面积大小非常关键, 一定要能代表测试管段的防腐层缺陷尺寸特性;
(3)新大线测试实践表明,选取合理的检查片裸露面积、通断周期 及测试频率等参数,可以实现检查片阴极极化衰减及极化形成电位曲线的测量, 有助于分析判断动态直流干扰管段的阴极保护状况;
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
图 4:典型位置处检查片阴极极化衰减及形成电位曲线(测试频率 25 次/秒)
6 结论与建议
(1)利用阴极保护电位检查片的瞬间断开电位能够有效评价管道阴 极保护效果,尤其适用于 GPS 同步中断法测量管道断电电位受限制的管段区域;
4.3 结果分析
(1)当测得的检查片通电电位与瞬时断开电位较接近时,检查片通 电电位、瞬时断开电位均可以代表检查片邻近区域管道的阴极保护电位;
(2)当测得的检查片瞬时断开电位和通电电位有较大差异时,此时 仅检查片瞬时断开电位可代表检查片邻近区域管道的阴极保护电位;
(3)通过检查片的瞬时断开电位,采用-850mV 电位准则评价管道 的阴极保护效果;
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务;提供阴极保护完整解决方案
阴极保护电位检查片可以解决这一难题,通过 模拟管道防腐层漏点,利用检查片的瞬间断开电位实现近似 管道断电电位的测量。阴极保护电位检查片是用于模拟被调 查管道阴极极化后电位的检查片,将其埋设在管道测试点处, 检查片部分裸露,其余部分有防腐层,检查片的埋设状态、 材质均与管道相同,通过电缆与管道连接起来,这样检查片 的裸露部分就模拟了管道的一个防腐层漏点。当管道处于阴 极保护状态时,管道被保护电流极化的同时,检查片也会被 极化为与管道相同的程度,只需测量检查片的瞬时断开电位, 即可代表管道测量点的断电电位。NACE SP0502-2010《管 道外腐蚀直接评价方法》认为检查片的断电电位近似于管道 防腐层漏点处的阴极保护电位,能够评估管道阴极保护效果。
相关主题