杂散电流干扰检测评估及治理方案.docx

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1、杂散电流干扰检测评估及治理方案河南汇龙合金材料有限公司技术部：刘珍编制：2018年8月内部资料请勿外传3.1杂散电流干扰检测评估3.1.1通电电位.极化电位.三然电位检测tGBT21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测量方法中5.3 “断电电位”以及5.9 “极化探头法”两种方法对阴极保护断电电位进行测量。因考5t虑到该区域可能产生的杂散电流干扰和设有临时阴极保护措施，本次检测采用极化探头法（试片法）作为保护电位的测量方法。具体检测方法如下：极化探头法：1 .本方法适用于受杂散电流干扰区域管段或无法同步瞬间中断保护电流的管道，用极化探头测量埋设位置处管道极化电位的测量。2 .典型的极化探

2、头由在测试位置处代表管道的金属试片和长效硫酸铜参比电极构成。3 .试片应与管道具有相同的材质及适当裸露的面积，为避免过量阴极保护电流的流失，裸露尺寸代表防腐层缺陷大小；鉴于该管道为新埋设3PE防腐层管道，根据SYT 0029-2012埋地钢质检查片应用技术规范中611检直片设计规定，本次极化电位所用试片裸露面积选取65c44 .硫酸铜参比电极通过探头内部合理结构与试片尽可能接近。本次检测硫酸铜参比电极距离探头（试片）为1cm。5 .极化探头埋深及回填状态与管道相同。本次试片埋设选取可代表管道所处环境位置，埋设深度大于40cm。6 .在测量之前，应确认阴极保护运行正常，试片与管道已连通，管道和试

3、片充分极化。为确保探头（试片）可充分极化，在测试前提前将探头与管道醯,极化时间大于24h ,待充分极化后再进行连续监测记录。7 .测量中，将极化探头的与试片连接的测量电缆接连续监测仪的正极，与硫酸铜参比电极连接的测量电缆接负极。8 .测量并记录试片相对于对硫酸铜参比电极的通电电位。9 .将试片与管道断开，立即测量并记录相对于对硫酸铜参比电极的断电电位。此过程应尽可能快，以避免试片的去极化。所测得的断电电位，代表埋设点附近防腐层破损点破损面积不大于试片裸露面积的管道极化电位。10 .自然电位的测量采用自腐蚀试片，试片材质和裸露面积及埋设方式与极化试片相同，距离极化试片10cm。11 .将连续监测

4、记录仪YH-DL装入测试桩内，对应连接管道测试线、极化试片线、长效硫酸铜参比电极线、自腐蚀试片线。设置采样间隔、启动时间、监测记录时长，连接示意图见图37。图3-1连续监测记录仪接线示意图3.1.2 交流干扰电压检测GBT50698-2011埋地钢质管道交流干扰防护技术标准中附录A.2规2见图A.2.2。本次采用的数据记录仪分别含有2个测试记录通道，可在极化试片断开时，同时记录管道对地交流干扰电压，因此本次交流干扰电压可与保护电位测量同步进行，交流干扰电压的采样周期为5S05_ L .图A. 2. 2管道交流干扰电压测量接线图测试桩；5 -测试导线1 一交流电压表；2-参比电极；3-埋地管道；

5、43.1.3 土壤电阻率的检测土壤电阻率是土壤腐蚀活性的参考值，也是计算交流干扰电流密度公式中必须值，同时也是最小保护电位要求值的选择条件，因此本次对该管道沿线各测试线点进行土壤电阻率检测。GB/T 21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测量方法11节“土壤电阻率” 一节中的方法，测试方法采用四级法，测试接线图如图3-2o-i-图3-2 土壤电阻率测试如上图将测量仪的四个电极以等间距a布置在一条直线上，电极入土深度应小于a20,转动接地电阻测量仪的手柄，使手摇发电机达到额定转速，调节平衡旋钮,直电表指铝亭在黑线上此时黑线指示的度做以倍率即为且值。从地表至深度为a的平均土壤电阻率按下列公式

6、计算：p2球式中:p测量点从地表至深度a土层的平均土壤电阻率， -m； a相邻两电极之间的距离，m；R一一接地电阻仪示值，o3.2检测结果的评价依据3.2.1 保护电位的评价依据依据GBT 21448-2017埋地钢质管道阴极保护技术规范4.4节“阴极保护准则”规定:1 .无IR降阴极保护电位ERf,ee应满足下列公式要求:E W ERfree W Ep其中:E限制临界电位；Ep 金属腐蚀速率小于0.01 mm/a时的最小保护电位;ElRfree 无以降阴极保护电位。2 .阴极保护电位宜满足表3-1的要求。表3-1金属材料在土壤、水中的自然电位、最小保护电位和限制临界电位金属或合金环境条件自然

7、电位（转值）最小保护电位（无IR降）限制临界电位（无IR降）W碳钢、低合金钢和铸铁一般土壤和水环境-0.65-0.40-0.85a40CT60C的土壤和水环境c-0.80 -0.50-0.95aT40C l1000m含氧的土壤和水环境-0.50 -0.30-0.75ak40C l0m含氧的土壤和水环境0.40-0.20-0.65a存在硫酸盐还原菌腐蚀风险的缺氧土壤和水环境-0.80 -0.65-0.95aPREN40的奥氏体不锈钢-0.10-+0.20-0.30马氏体或奥氏-铁素体（双相）不锈钢-0.10-+0.20-0.50e不锈钢环境温度下，酸性的土壤和水环境-0.10 +0.20Ee铜环

8、境温度下，土壤和水环境-0.20 0.00-0.20一镀锌钢-1.10-0.00-1.20注1 :所有电位无IR降*且相对于铜/饱和硫酸铜参比电极(CSE，下同)。注2:管道寿命期内，应考虑管道周围介质电阻率变化。,对于高强度非合金钢和屈服强度超过550Nmn的低合金钢，临界限制电位值应有文件证明或通过实验确定0温度为40C60C时，最小保护电位值可在40时的电位值(-0.65V,-0.75V,-0.85V或-0.95V)与60时的电位值(-0.95V)之间通过线性插值法确定。,高pH值应力腐蚀开裂风险随温度升高而增加。d若存在马氏体和铁素体相，应有文件证明或通过实验确定氢脆危害风,险。c应通

9、过文献或实验确定。3 .管道防腐层的限制临界电位E不应负于T 20V(CSE),并应防止防腐层出现阴极剥离、起泡、管体氢脆现象。4 . 100mV阴极电位负向偏移准则1)当表1的阴极保护准则无法达5财，可采用阴极电位负向偏移最少100mV的准则。4.1.1 100mV阴极电位偏移准则不应用于温度大于40的环境，含硫酸盐还原菌的土壤，存在干扰电流、平衡电流和大地电流的情形，存在外部应力腐蚀风险的情形，以及管道连接处或由多种金属组成的部件。4.1.2 直流干扰的识别与评价静态杂散电流干扰依据GB 50991- 2014埋地钢质管道直流干扰防护技术标准中的5.0.1、5.0.2、5.0.3及701内

10、容如下：1管道工程处于设计阶段时，可采用管道拟经路由两侧各20m范围内的地电位梯度判断土壤中杂散电流的强弱，当地电位梯度大于05mV / m时，应确认存在直流杂散电流；当地电位梯度大于或等于2.5mV / m时，应评估管道敷设后可能受到的直流干扰影响，并应根据评估结果预设干扰防护措施。2没有实施阴极保护的管道，宜采用管地电位相对于自然电位的偏移值进行判断。当任意点上的管地电位相对于自然电位正向或负向偏移超过20mV,应确认存在直流干扰；当任意点上管地电位相对于自然电位正向偏移大于或等于IOOmV时，应及时采取干扰防护措施。4.1.3 杂散电流干扰严重程度判定指标静态、动态杂散电流干扰干扰程度见

11、下表3-2. 3-3o表3-2静态杂散电流干扰程度判定指标直流干扰程度弱中强管地电位正向偏移值（mV）200土壤电位梯度（mVm）5表3-3动态杂散电流干扰程度判定指标直流干扰程度弱中强管地电位波动值（mV）350已投运阴极保护的管道，当干扰导致管道不满足最小保护电位要求时,及时采取干扰防护措施。动态杂散电流干扰状态下的防护效果的评定：本次防护效果的评定参照澳大利亚国家标准Cathodic protection of metals PartPipes and cablesAS2832.12015中关于受杂散电流干扰的埋地结构的保护准则：1:涂层性能良好的结构或已证实对杂散电流的响应为快速极化和

12、去极化的结构，应遵循以下准则：电位正于保护准则的时间不应超过测试时间的5% ; 电位正于保护准则+ 50mV（对黑色金属结构电位为800mV ）的时间不应超过测试时间的2%; 电位正于保护准则+ 100mV（对黑色金属结构电位为750mV）的时间不应超过测试时 间的1% ； 电位正于保护准则+ 850mV （对黑色金属结构电位为 OmV）的时间不应超过测试时间的0.2疏。2:长时间极化的构筑物对于防腐层性能较差或对杂散电流响应为缓慢极化或去极化的构筑物，其电位正于保护电位的时间不应超过测试时间的10%o4.1.4 交流干扰的识别与评价依据GB 50698- 2011埋地钢质管道交流干扰防护技术

13、标准中的3.0.5、3.0.6、3. 0.7 及6. 2. 2 内容如下:1当管道上的交流干扰电压不高于4V时，可不采取交流干掘背施；高于4V时，应采用交流电流密度进行评估，交流电流密度可按下式计算：8VP7X d式中：i评估的交流电流密度（Am2）；V交流干扰电压有效值的平均值（V）； p土壤电阻率（Q-m）；d破损点直径（m） o注：1） P值应取交流干扰电压测试时，测试点处与管道埋深相同的土壤电阻率实测值。2 ） d值按发生交流腐蚀最严重考虑，取0.0113。结合以上数据，通过计算或实际测试得到交流电流密度，判断腐蚀风险。管道受交流腐蚀风险可按下表3-4确定。表3-4交流干扰程度的判断指标交流干扰程度弱中强交流电流密度（A/m2）1002当交流干扰程度判定为“强”时,取交流干扰防护措施,判定为“中”时，宜采取交流干扰防护措施；判定为“弱”时，可不采取交流干扰防护措施。4.1.5 土壤腐蚀等级划分根据GB/T 21447-2008钢