目前國內外用于直流雜散電流干擾檢測與評價的標準如下。
01 國家標準GB/T 50991—2014
標題為“埋地鋼質管道直流干擾防護技術標準”,為原石油天然氣行業標準SY/T 0017—2006《埋地鋼質管道直流排流保護技術標準》修訂版。其中主要評價指標如下。
①在管道設計階段,當發現管道路由土壤電位梯度大于或等于2.5mV/m時,應評估管道敷設后可能受到的直流干擾影響,必要時可預設干擾防護措施。
②管道投運后:
a.在管道已施加陰極保護時,當干擾引起管地電位正于最小保護電位時,管道應及時采取干擾防護措施;由干擾防護措施引起的管地電位負向偏移量,本標準不作規定,但應力求使管地電位不超過管道所允許的最大保護電位。
b.對于未施加陰極保護的管道,當其任意點上管地電位較自然電位正向偏移大于或等于100mV時,管道干擾程度為不可接受,應及時采取干擾防護措施。
02 英國和歐洲標準BS/EN 50162—2004
標題為“Protection against corrosion by stray current from direct current systems”。其中主要評價指標如下:
①當管道沒有施加陰極保護時,雜散電流引起管道正向偏移要小于表1埋地或浸沒水中未實施陰極保護的構筑物允許的正電位偏移ΔU所列數值。
表1 埋地或浸沒水中未實施陰極保護的構筑物允許的正電位偏移ΔU
②當管道施加陰極保護后,應測得無IR降的管道極化電位,如果該電位滿足陰極保護準則要求,則干擾程度為可接受;如果管道極化電位不滿足陰極保護準則要求,則干擾程度為不可接受。
③當管道施加陰極保護后,評價陰極保護構筑物上波動的雜散電流干擾程度時采用電流探針代替管道涂層缺陷處來評價陰極保護構筑物上波動的雜散電流干擾程度。
圖1 測試方法示意圖
按圖1測試方法,一般持續24h測試探針的電流(陰極保護電流和雜散電流的結果)。并定義管道不受波動的雜散電流干擾的時候(如晚上),測試與管道陰極保護相應的探針電流(根據EN12954)為100%(參照值),如圖2所示,時段A。探針電流降最大的時間段(即最正電位波動的時間段),如圖2所示,時段B。對照評判標準表2描述埋地管道受干擾影響程度。
圖2 測試結果示意圖
表2 結果評定
注:
1.表中數據的獲取基于十年實踐經驗。
2.當管道的無IR降電位比EN12954標準中規定的保護電位更負(例如負250mV)時,利用上表數據作為由直流牽引系統引起的直流干擾的評價準則來評價腐蝕風險可能過于保守。
03 澳大利亞標準AS 2832.1—2015
標題為“Cathodic protection of metals,Part1:Pipes and cables”,其中主要評價指標如下。
①在評價牽引電流的影響時,應記錄足夠長時間的電位以確保包含最大限度的雜散電流影響。這個時間段包括早晚用電高峰,一般為20h。如果用數據記錄儀監測電位,采樣頻率應每分鐘至少4次。受牽引電流影響構筑物的陰極保護電位準則根據構筑物極化時間的不同而異。
②短時間極化的構筑物。防腐層性能良好的構筑物或已證實對雜散電流的響應為快速極化和去極化的構筑物,應遵循以下準則:
a.電位正于保護準則的時間不應超過測試時間的5%;
b.電位正于保護準則+50mV(對鋼鐵構筑物電位為-800mV)的時間不應超過測試時間的2%;
c.電位應正于保護準則+100mV(對鋼鐵構筑物電位為-750mV)的時間不應超過測試時間的1%;
d.電位正于保護準則+850mV(對鋼鐵構筑物電位為0mV)的時間不應超過測試時間的0.2%。
③長時間極化的構筑物。對于防腐層性能較差的構筑物或對雜散電流的響應為緩慢極化和去極化的構筑物,其電位正于保護準則的時間不應超過測試時間的10%。
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