4 腐蝕控制評價
4.1 土壤腐蝕性評價
土壤腐蝕性的評價是定性判定,其評價方法有多種,除本規(guī)程提供的方法外,國外也采用打分法進行評價,即對土壤的十多項性能分別測試后,給出分值予以判定。本節(jié)中所列是我國目前通用且易行的方法。
4.1.1本條中表4.1.1引自《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY/T 0087.1中的表7.1.1。一般情況下,所提腐蝕電流密度采用原位極化法檢測,平均腐蝕速率采用試片失重法檢測。
4.1.2本條中表4.1.2引自《鋼質管道外腐蝕控制規(guī)范》GB/T 21447—2008中的表2。
4.1.3表4.1.3引自《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY/T 0087.1中的表7.1.3。
4.2 干擾評價
4.2.1各國對直流干擾腐蝕的評價標準不盡相同,本條中所列是我國目前通用的方法。
4.2.2、4.2.3交流干擾腐蝕評價的內容主要參考了《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》GB/T 50698的規(guī)定。
4.3 防腐層評價
4.3.1表4.3.1管道防腐層缺陷評價參考了《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準 埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY/T 0087.1中的表4.0.7。幾種檢測方法介紹如下:
1交流電位梯度法(alternating current voltage gradient survey,ACVG),是一種通過測量沿著管道或管道兩側的由防腐層破損點漏泄的交流電流在地表所產生的地電位梯度變化,來確定防腐層缺陷位置的地表測量方法。城鎮(zhèn)環(huán)境廣泛使用的Pearson法是交流電位梯度法的一種,主要用于探測和定位埋地管道防腐層上的缺陷。
2直流電位梯度法(direct current voltage gradient survey,DCVG),是一種通過測量沿著管道或管道兩側的由防腐層破損點漏泄的直流電流在地表所產生的地電位梯度變化,來確定防腐層缺陷位置、大小、形態(tài)以及表征腐蝕活性的地表測量方法。
3交流電流衰減法(alternating current attenuation survey),一種在現(xiàn)場應用電磁感應原理,采用專用儀器(如管道電流測繪系統(tǒng),簡稱PCM)測量管內信號電流產生的電磁輻射,通過測量出的信號電流衰減變化,來評價管道防腐層總體情況的地表測量方法。收集到的數(shù)據(jù)可能包括管道位置、埋深、異常位置和異常類型。
4密間隔電位測量(close-interval potential survey,CIPS),一種沿著管頂?shù)乇?,以密間隔(一般1m~3m)移動參比電極測量管地電位的方法。
表1中對幾種檢測方法進行了比較。
4.3.2本條文參考了《埋地鋼質管道外防腐層修復技術規(guī)范》SY/T 5918—2004中第5.2.1條的規(guī)定。
電流—電位法,即外加電流法,測得的外防腐層絕緣電阻實質上是三部分電阻的總和,即防腐層本身的電阻、陰極極化電阻、土壤過渡電阻。
變頻—選頻法的理論基礎是利用高頻信號傳輸?shù)慕浀淅碚摚_定高頻信號沿管道一大地回路傳輸?shù)臄?shù)學模型。通常對管道施加一個激勵電信號,根據(jù)由此在管道中引起的某種電參數(shù)的相應變化或沿管道縱向傳輸過程中的衰減變化,可求得管道防腐層絕緣電阻。
4.4 陰極保護評價
4.4.2本條規(guī)定了對已實施陰極保護的管道中陰極保護的效果判據(jù)。主要參考了美國《埋地或水下金屬管線系統(tǒng)外腐蝕控制的推薦作法》NACE RP 0169和《鋼質管道外腐蝕控制規(guī)范》09/T 21447中的有關規(guī)定。給出了陰極保護的最低保護電位為-850mV的管/地界面極化電位,數(shù)值中不應含有IR降誤差。
4.4.3采用指標-950mV是參考了我國現(xiàn)行標準《鋼質管道外腐蝕控制規(guī)范》GB/T 21447中的有關規(guī)定,這一指標在NACE RP 0169—2007的第6.2.2.2.2條中有相同規(guī)定,說明在有硫化物、細菌、高溫、酸性環(huán)境下采用-950mV指標是充分的。
4.4.4由于管道所處環(huán)境越來越復雜,在土壤電阻率很高的土壤中(如沙漠地區(qū))運行的管道,自然電位偏正,所以沒必要采用-850mV的極化準則,可采用比850mY偏正的電位(相對于銅/飽和硫酸銅參比電極)。
4.4.5本條參考了《埋地鋼質管道陰極保護技術規(guī)范》GB/T 21448—2008的第4.3.2條,并明確說明:在高溫條件、含硫酸鹽還原菌的土壤存在雜散電流及異金屬材料耦合的管道中不能采用100mV的極化準則。
4.4.6本條是根據(jù)NACE RP 0169—2007的第6.2.2.3.3條制定的。
析氫電位可解釋如下:在給定的電化學腐蝕體系中,為使電解過程以顯著的速度進行,必須施加的最小電壓稱為分鰓電壓(即使電極上有產物析出時的外加電壓),與此相對應的電位稱為分解電位,陰極產生氫氣時的電位即為析氫電位。
過負的保護電位會造成管道防腐層漏點處大量析出氫氣,造成涂層與管道脫離,即陰極剝離。不僅使防腐層失效,而且電能大量消耗,還可導致金屬材料產生氫脆進而發(fā)生氫脆斷裂,所以必須將電位控制在比析氫電位稍正的電位值。
4.5 管道腐蝕損傷評價
4.5.1表4.5.1引自《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY/T 0087.1—2006中的表5.8.6。
4.5.2表4.5.2參考了《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》SY/T 0087.1—2006中的表7.2.1。管道腐蝕速率是腐蝕控制評價中的一項重要指標,可用于管道腐蝕的直接檢測評價、原因分析及壽命預測,也便于有針對性地采取有效措施預防、控制或減緩腐蝕的發(fā)生。
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