【国家标准(GB)】 钢质管道外腐蚀控制规范

ICS75.200
中华人民共和国国家标准
GB/T21447—2008
钢质管道外腐蚀控制规范
Specification for external corrosion control for steel pipeline2008-02-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-08-01实施
规范性引用文件
术语和定义
基本规定
防腐层设计
阴极保护设计
干扰电流的控制
施工与验收·
运行及维护管理
腐蚀控制记录
健康、安全与环境（HSE)
附录A（资料性附录）
参考文献
条文解释
GB/T21447—2008
本标准附录A为资料性附录。
本标准由中国石油天然气集团公司提出。本标准由石油工程建设专业标准化委员会归口。本标准负责起草单位：大庆油田工程有限公司。GB/T21447—2008
本标准参加起草单位：中国石油规划总院，中国石油天然气管道工程有限公司。本标准主要起草人：黄桂柏、唐明华、卢绮敏、胡士信、曲良山、杨柏兰、杜树彬、纪刘芳、黄志。本标准为首次发布。
1范围
钢质管道外腐蚀控制规范
GB/T21447—2008
本标准规定了钢质管道（以下简称管道）外腐蚀控制工程设计、施工及管理等应遵循的最低要求。应积极采用新工艺、新材料、新结构、新技术，努力吸收国内外新的科技成果，优化设计，确定经济合理的腐蚀控制方案。
本标准适用于陆上新建、扩建和改建的输送介质温度低于100C的油、气、水管道的外腐蚀控制，输送其他介质的管道和输送介质温度在100℃以上的油、气、水管道可参照本标谁执行。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T19292.1—2003金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类GB/T21246—2008埋地钢质管道阴极保护参数测量方法GB/T21448—2008埋地钢质管道阴极保护技术规范GB/T50217—1994电力工程电缆设计规范HG/T20679化工设备管道外防腐设计规定SH3010
石油化工设备和管道隔热技术规范石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范SH3022
SY/T0017—1996理地钢质管道直流排流保护技术标准SY/T0029
SY/T0032
SY/T0042
SY/T0061
SY/T0086
埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法理地钢质管道交流排流保护技术标准防腐蚀工程经济计算方法
理地钢质管道外壁有机防腐层技术规范阴极保护管道的电绝缘标准
-1995钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准SY/T0087-
SY/T0315
SY/T 0324
SY/T 0379
钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准直理式钢质高温管道保温预制施工验收规范埋地钢质管道煤焦油瓷漆外防腐层技术标准SY 0401—1998
输油输气管道线路工程施工及验收规范SY/T0407
SY/T0413
SY/T0414
SY/T0415
SY/T0420
SY/T0516
SY/T5918
涂装前钢材表面预处理规范
埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准理地钢质管道硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层技术标准埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准绝缘法兰设计技术规定
埋地钢质管道外防腐层修复技术规范埋地钢质管道干线电法保护技术管理规程SY/T5919
GB/T21447—2008
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
电解质electrolyte
种含有在电场中可以迁移的离子的化学物质，对于本标准来说，电解质是指邻近和接触埋地或水下金属管道系统的土壤或液体，其中包括水分和所含有的其他化学物质。3.2
极化电位polarized potential
在构筑物/电解质界面处的电位，是腐蚀电位与阴极极化电位值之和。腐蚀电位是在开路条件下，处于电解质中腐蚀表面相对于参比电极的电位。3.3
电绝缘electric isolation
与其他金属构筑物或环境呈电气隔离的状态。屏蔽shielding
阻止或使阴极保护电流偏离其预定的流通路线。于扰interference
由于杂散电流的作用而对金属构筑物产生的电扰动。保护率coverage range of protection对所辖金属构筑物施加阴极保护后，满足阴极保护准则部分的比率。运行率 percentage of effectnessXbntion年度内阴极保护有效投运时间与全年时间的比率。3.8
保护度degreeof protectiorC
通过保护措施实现的腐蚀损伤减小的百分数。注：应考虑到所有存在的腐蚀型4基本规定
4.1管道是否需要采取腐蚀控制，应考虑工程设计规范要求以及安全性和经济性等因素：新建管道：除非调查表明不需要腐蚀控制，否则，应采用外防腐层（以下简称防腐层）、阴极保护a）
或其他已证明有效的腐蚀控制方法，并在管道运行期间始终维持。已建带有防腐层的理地或水下管道：除非调查表明不需要阴极保护，否则，应提供和保持阴极b)
保护。
已建裸露的管道：应进行研究，以确定已有裸露的管道系统腐蚀的范围和速率。当这些研究表明，腐蚀将影响系统的安全运行或经济运行时，应采取适当的腐蚀控制措施。4.2腐蚀控制方法的选择应考虑管道所处的环境因素、安全因素和经济因素：管道所处环境的腐蚀性。
管道输送介质的特性、工作温度、温差引起的金属膨胀和收缩，回填土产生的土壤应力及管道b）
的工作压力。
管道位置与其他设备装置的位置关系。系统以外的杂散电流。
管道所属区域类别与人口密度和人员往来的频繁性。e)
f）经济性。腐蚀控制工程的综合经济评价应按SY/T0042进行计算。4.3管道所处环境的腐蚀性等级划分应符合下列规定：GB/T21447—2008
土壤腐蚀性的测定可采用原位极化法和试片失重法，并按表1的规定划分等级。一般地区也a
可采用工程勘察中常用的土壤电阻率，并按表2的规定进行分级。表1土壤腐蚀性分级
电流密度（原位极化法）/（μA/cm）平均腐蚀速率（试片失重法）/［g/（dm2·a)表2
土壤电阻率/（2m）
般地区土壤腐蚀性分级
大气腐蚀性等级划分应符合表3的规定。当大气的年腐蚀速率难以获取时，应按腐蚀性等级。
GB/T19292.1—2003或SH3022的有关规定划分表3大气腐蚀性分
大气腐蚀性分级
第一年的腐蚀速率wena/（μm/a）很低
管道的腐蚀控制应符合下列要求：4.4
2550Vearr80
Uen>80
埋地管道外壁应有良好的防腐层。应根据规定的因素及防腐层的性能确定防腐层种类，a
其材料和结构宜参考表1或表2规定的去腐蚀性分级标准确定。理地管道阴极保护的采用应符合本标准1.2的规定。b
架空管道防腐层的材料和结构应根据2规定的因素及防腐层的性能要求，并参考4.3规定的大气腐蚀性等级确定。
4.5经五年现场试验证明满足腐蚀控制要求的新工艺、新材料、新结构、新技术或在已建的类似管道工程中成功应用的腐蚀控制措施，经论证确认后，可在相应条件下推广应用。4.6本标准的条文应在腐蚀专业技术人员的指导下实施。4.7管道腐蚀控制工程设计、施工及管理，除应符合本标准外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
防腐层设计
5.1一般规定
选择防腐层时应考虑下列因素：环境类型，
输送介质的运行温度；
地理位置和自然场所
防腐层在施工、运输、装卸、储存、安装以及试压时的环境温度；原有防腐层的类型以及阴极保护的运行情况；防腐层对钢铁表面的处理要求；经济性。
GB/T21447—2008
5.1.2管道外表面处理应符合GB/T8923和SY/T0407的有关规定。喷（抛）射除锈质量等级和表面粗糙度应满足相应防腐层对钢铁表面处理质量的要求或设计要求。5.2埋地或水下管道防腐层
5.2.1理地或水下管道防腐层应具备下列性能a）有效的电绝缘性：新建埋地管道防腐层的绝缘电阻率一般不应小于10000α·m。b）有良好的防潮、防水性。
有较强的机械强度：
有一定的抗冲击强度和硬度；
有良好的耐弯曲性；
有较好的耐磨性。
d）防腐层对钢铁表面有良好的粘结性。e
防腐层的材料和施工工艺对母材的性能不应产生不利的影响。有良好的抗阴极剥离性能。
g）有较好的耐化学性和抗老化性。防腐层损伤后易于修补。
i）防腐层对环境的影响应符合本标准第11章的要求。管道防腐层的设计应符合SY/T0061.SH3022和HG/T20679的有关规定。5.2.2
在芦苇地带和细菌腐蚀较强的地区，不应使用石油沥青等易被檀物根穿透和不耐细菌腐蚀的材5.2.3
料做防腐层。在多鼠地区，不应使用易被鼠类伤害的防腐层。含细菌女镶的腐蚀程度的判定，应执行表4的规定。
表4土壤细菌腐蚀评价指标
腐蚀级别
氧化还原电位/mV
100~200
200~400
5.2.4埋地保温管道外防腐及保温设计可按SY/T0415的有关规定执行。5.3架空管道防腐层
架空管道防腐层应具备下列性能：良好的耐候性能、抗日光照射、抗风化性能；良好的抗介质渗透性能：
有较强的机械强度；
防腐层对钢铁表面有良好的粘结性：防腐层的材料和施工工艺对母材的性能不应产生不利的影响；防腐层损伤后易于修补；
防腐层对环境的影响应符合本标准第11章的要求。小
5.3.2架空管道防腐层的设计可根据4.3规定的大气腐蚀性分级标准，结合大气中的腐蚀性物质、大气湿度、气温、温差、日照强度和时间、风力大小等因素对钢铁腐蚀产生的影响，按SH3022、HG/T20679的有关规定执行。
5.3.3架空保温管道外防腐及保温设计可按SH3010的有关规定执行。6阴极保护设计
6.1一般规定
6.1.1阴极保护适用于埋地或水下管道，其保护方式分为强制电流和牺性阳极。选用时，应综合考虑以下主要因素：
a）工程规模大小；
有无经济方便的电源
被保护管道所需保护电流密度的大小，被保护管道与周围地下金属构筑物的相互影响；d)
e）土壤或其他介质电阻率的大小。GB/T21447—2008
6.1.2长输管道和油气田外输管道和油气田内埋地集输干线管道应采用阴极保护：其他埋地管道宜采用阴极保护。
6.1.3对于新建埋地管道，阴极保护工程的勘察、设计和施工应与主体工程同步进行，并应在管道埋地后六个月内投入运行。在强腐蚀性土壤环境中，管道在埋人地下时就应施加临时阴极保护措施，直至正常阴极保护投产。临时性阴极保护措施可采用牺性阳极保护，设计寿命一般为两年。6.1.4在杂散电流地区，经确认需采取措施后，应及时采取适当的防护措施。6.1.5被保护管道应和其他金属构筑流流到其他金属构筑物上。
电绝缘，除非阴极保护系统把它们纳人一体，有充分的保护电6.1.6强制电流阴极保护管道与期他埋地管道的敷设，应符合以下原则：联合保护的平行管道可威敷设。均压线间距和规格，应根据管道电压降、管道间距离、管道ay
防腐层质量等因素综合考虑确定。非联合保护的平行管道，应防止干扰腐蚀。被保护管道与其他增管道交叉时，二者间的净垂直距离不应小于0.3m。当小于0.3m时，b
两者间应设有坚固的绝缘隔离物，确保交又管道之间的电绝缘。同时，两管道在交叉点两侧各延伸10.㎡以上的鲁段上，应确保后施工管道防腐层无缺陷。6.2阴极保护准则
6.2.1本节所列阴极保护准则，可验证管道系统是否达到充分的阴极保护，但腐蚀控制人员可不局限于下述准则，已建管道系统中成功采用的准则，可在管道系统中继续使用。采用其他任何准则，应达到如下准则所取得的腐蚀控制水平相当的程度。6.2.2正常情况下的阴极保护效果应达到下列任意一项或全部指标：在施加阴极保护时，测得的管道/电解质电位达到一850mV或更负（相对饱和硫酸铜参比电a2
极，以下简称CSE）。测量电位时，应考虑消除IR降的影响，以便对测量结果做出准确的评价。确定IR降影响的常用方法如下：测量或计算IR降；
调查阴极保护系统的运行记录；一评价管道及其环境的自然特性和电性能；确定是否存在腐蚀的实际证据。管道/电解质极化电位达到一850mV或更负（相对CSE）。b
c）在阴极保护极化形成或衰减时，测取被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mV。
6.2.3特殊情况下的阴极保护电位准则应符合下列规定：存在硫化物、细菌、高温、酸性环境和异金属等情况下，保护电位准则可比6.2.2的准则略负一a
些。当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于5%时，管道/电解质电位应达到-950mV或更负（相对CSE）。
被保护管道在干燥或充气的高电阻率土壤中或镶嵌在混凝土中时，保护电位准则可比6.2.2b
的准则略正一些。
当管道运行压力和其他因素可促进应力腐蚀开裂时，保护电位应比一850mV略正（相对CSE)。
d）被保护管道，尤其是高强钢、某些级别的不锈钢，宜避免使用会导致过量析氢的极化电位。GB/T21447—2008
6.2.4阴极保护的管道/电解质电位不应过负以避免被保护管道防腐层产生阴极剥离。6.2.5可替代CSE应用的其他参比电极应符合下列规定：a）其他参比电极经确认满足工程要求后，可代替CSE应用。常用的饱和氯化银和饱和甘汞电极替代CSE应用时，阴极保护电位准则应符合表5的规定。表5管道/电解质电位为一850mV（相对CSE，20C）时相对两种常用参比电极的电位值参比电极名称
饱和氯化银电极
饱和甘汞电极
电极结构
Ag/AgCl海水
Hg/HgaClz饱和KCI溶液
相对不同参比电极的电位/mV
注：饱和氯化银电极的电位值是25C时用于25Q·cm的海水中的电位值。饱和氯化银电极也可用于淡水，但应采用CSE校准
凡具备良好的电位稳定性、极化小的金属材料或结构，在确认其相对于CSE的电位后，也可替b)
代CSE应用。通常在土壤中使用的有带有填包料的锌参比电极6.2.6
阴极保护效果也通过腐蚀状况检查或检查片腐蚀速率测试方法判定阴极保护的有效性：腐蚀状况检查，包括被保护管道的外观检查，腐蚀类型、腐蚀产物分析，腐蚀深度和金属壁厚测as
试等，所获结果应表明腐蚀程度没有超出被保护管道使用寿命所允许的限度。b）检查片腐蚀速率测试。检查片腐蚀速率测试结果应限制在允许的范围内。6.3电绝缘
电绝缘装置包括绝缘法兰、绝缘接头、绝缘固定支墩，绝缘衬垫和绝缘支撑块等6.3.2在管道的下列部位，根据工程的具体情况设置绝缘法兰、绝缘接头或其他绝缘措施：a）应设置的部位
管道与其他设施所有权的分界处；有阴极保护和无阴极保护的分界处；有防腐层的管道与裸管道的连接处；有接地的阀门：
大型穿，跨越段管道有接地时，穿，跨越段的两侧。b）可设置的部位
管道与井、站、库的连接处；
支线管道与干线管道的连接处：在同一条管道采取两种以上阴极保护方式时，不同阴极保护式的分界处；直流干扰段的两侧；
两种不同材质管道的分界处。
6.3.3设计安装绝缘法兰或绝缘接头时，应注意下列事项a)
根据管道的介质种类温度压力，绝缘性能要求和绝缘装置机械强度的大小、位置和方向，外部环境条件等因素，选择适宜的电绝缘装置及其安装方法；绝缘法兰不应安装在可燃性气体聚积的部位和封闭的场所严禁安装在管道热补偿器附近：绝缘法兰和绝缘接头两侧各10m内的管道外防腐宜适当增加防腐层涂敷厚度或提高防腐层d)
等级：
在绝缘连接设施上应装有防强电电涌电流保护设施e
6.3.4绝缘法兰和绝缘接头的使用应符合下列标准的规定：a）绝缘法兰应符合SY/T0516的规定；b）绝缘接头应符合SY/T0086的规定。6
GB/T214472008
6.3.5管道设有金属套管时，管道与套管间应设有可靠的绝缘支撑块。安装的绝缘支撑块不得在管道上滑动，应具备长期稳定的抗压强度和绝缘性能及适应周围条件的能力。套管两端应采取良好的密封封口，避免外来物质进人套管中。6.3.6当管道采用导电的金属支撑架时，管道与导电的支撑之间应有可靠的绝缘。应根据管道的运行和环境条件选取合适的绝缘衬垫，如玻璃纤维增强塑料、氯丁橡胶、陶瓷等6.3.7管道穿越江河时，对为固定管道而加设的稳管设施而言，如该设施有导电金属，则该金属应与管道绝缘，且不得损坏管道的防腐层。6.4电连续性
6.4.1被保护管道系统应具有良好的电连续性。应考虑电连续性的常见部位如下：管道上采用法兰和螺纹连接的弯头、三通、阀门等非焊接连接的管道附件之间：a）
非电性连接的被保护体之间。
6.4.2经调查确认，需采取措施保证非焊接连接的被保护管道之间，应设置跨接电缆或其他有效的电连接措施。
阴极保护检测系统
阴极保护系统应具有完善的阴极保护参数检测装置，常用检测装置有：6.5.1
阴极保护参数测试桩
电绝缘性能测试系统；
阴极保护参数站内检测系统；
阴极保护参数远程遥测，遥控系统：交、直流干扰测试系统。
管道阴极保护的检测点应设置在下列位置：强制电流阴极保护管道的汇流点和保护末端；b)
沿管道每1km处，埋地保温管道检测点的间距可适当加大；栖牲阳极安装处和两组阳极的处；X
电绝缘装置安装处：
被保护管道与其他埋地管道的交叉处；电气化铁路和大型河流穿越处：在交，直流电干扰区域内前管道应根据具体情况确定检测点的位置和间距。测试桩的设计应符合下列要求：6.5.3
应坚固、耐久、易于挖测；
应按一定方向顺序排列编号；
测试导线应有足够强度，长度应留有一定裕量，导线与被测体的连接应牢固，且导电性能良好；测试导线与被测体的连接处应进行防腐绝缘处理，防腐绝缘材料应与导线的绝缘材料和管道的防腐材料有良好的相容性和亲合性。6.5.4
电流测试桩测试导线与管道连接处应避开对测取电流值的真实性有影响的地点，常见的此类地点如下：
被测管道与其他地下金属构筑物的交叉处：b）
有机械连接管或机械连接管件处，如螺纹连接或法兰连接处；e
管道直径或壁厚发生变化处。
6.6阴极保护系统设计
6.6.1阴极保护系统设计时，应考虑以下因素：a）确认阴极保护系统安装位置的安全要求、选用材料的技术要求、安全施工和运行维护方法，以确保阴极保护系统在预期工作寿命中，能可靠、经济地运行。7
GB/T21447—2008
确定阴极保护站地点，特别是阳极地床位置时，应使阴极保护电流和由此而产生的地电位梯b）
度对附近金属构筑物产生的干扰影响降至最小。C
对有干扰影响的地段应提出切实可行的解决方案。对于有硫化物、细菌、剥离的防腐层、绝热层、高温、屏蔽、酸性环境及异金属存在的不利情况，d
应通过调查研究，提出解决问题的方法。e
避免阴极极化电位过负，造成防腐层阴极剥离和可能由于析氢而对高强钢产生损伤的过保护情况。
阴极保护站尽可能与工艺站场结合。6.6.2
阴极保护系统的设计应满足下列要求：a)
对被保护体提供足够的保护电流，并将其合理分布，达到设计选定的阴极保护准则的要求。对邻近的地下金属构筑物产生的干扰影响降至最小。阳极系统的设计使用寿命宜与被保护体寿命相当的，否则，应提出阳极系统的更换周期及更换措施。
阴极保护电源的电流量应有一定的裕量。合理选择耐久性的阳极材料和阳极地床的位置：阳极地床应选在远离其他地下金属构筑物且不易遭受损坏的位置。
采用牺性阳极阴极保护时，应根据土壤类型、温度及率的大小等因素，选择阳极的类型、规格。
为测试和评价阴极保护效果，应提供完备的检测设阴极保护系统设计时，应具备下列资料：管道系统的技术资料
管道材质，管道的规格、长度、输送介质物及温度；管道的线路图及其相关的地形地貌图：管道施工日期；
管道的有关配件及其他附属设施的海装图；C
防腐层种类及其电阻率；
管道的套管结构及其分布；
可能的阴极保护站和（或）控制中心的位置；电绝缘装置的类型、数量及安装位置电连接点的数量及位置：
管道的穿跨越位置和交又点的位置。b）管道系统的场地环境条件：
已有的和规划的阴极保护系统；可能存在的干扰源；
特殊的环境条件：
邻近的埋地金属构筑物（包括位置、所有权和腐蚀控制措施）：管道的可接近性：
可利用的电源情况，
与相邻其他金属构筑物电绝缘的可行性。）现场调查腐蚀测试和运行经验所得的资料：满足标准要求所需的保护电流量；电解质的电阻率：
电连续性：
电绝缘情况：
防腐层的完整性；
泄漏史：
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干扰电流。在可能存在的干扰源项目中，应明确为直流干扰源和电气化铁路以及电压等级不低于110kV的交流输电线路等设施；与施工技术规范不相符合之处；其他有关的维护和运行资料。
6.6.4管道强制电流阴极保护和性阳极阴极保护的设计应符合GB/T21448—2008的规定。7干扰电流的控制bZxz.net
7.1直流电干扰
7.1.1直流干扰的判断规则：
a）处于直流电气化铁路、阴极保护系统及其他直流干扰源附近的管道，其任意点上的管地电位较该点自然电位正向偏移20mV或管道邻近土壤中直流地电位梯度大.5mV/m时，可确认管道存在直流干扰。
直流电干扰腐蚀的程度一般应采用管地电位较自然电位正向偏移值按表6中所列的指标判b）
断。管地电位较自然电位正向偏移值难以测取时，可采用土壤电验梯度按表7中所列的指标判断。
杂散电流程度
管地电位正向偏移值/mV
杂散电流程度
土壤电位梯度/（mV/m）
表6直流干扰程度的判断指标
20~200
表7杂散电流强弱程度的判断指标弱
当管道任意点上管地电位较该点自然电位正向偏移100mV或管道邻近土壤中直流地电位梯e
度大于2.5mV/m时，管道应采取防护措施。7.1.2直流干扰的防护应按排流保护为主、综合治理、共同防护的原则进行。排流保护是直流干扰保护的主要方法，应根据干扰程度，状态，干扰源与管道位置关系，场地环a
境等条件选择直接排流、极性排流、强制排流、接地排流等保护方式。综合治理的要点如下：
干扰源侧应采取措施，减少漏泄电流数量，使其对外部系统的干扰降至最小；在受到干扰的管道系统中，适当，合理地装设绝缘法兰，以缓解或解决干扰问题；电连接（包括串人可调电阻）可以调整或改变管道内干扰电流流向分布，有助于排流效果提高；
防腐层修理和加强，可限制流人或流出管道的干扰电流，缓解干扰和提高排流保护效果；改变预定的管道走向或阴极保护阳极地床的位置；调节阴极保护电流的输出，或采用性阳极保护代替强制电流阴极保护；设置屏蔽栅极或电场屏蔽，有助于改变杂散电流流向和流入被干扰体的数量处于同一干扰区域的不同产权归属的埋地管道或地下电力、通信等缆线，应在互相协商的基础c
上，纳人共同的干扰保护系统，实施“共同保护”，以避免在独立进行干扰保护中形成相互间的9
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