1、ANSI/NACE SP0502-20081标准管道外腐蚀直接评价方法本 NACE 标准代表了所有审阅本标准条款及其适用范围的成员的一致性意见。本标准的确立并不阻止任何人（无论其是否接受本标准）在制造、销售、购买或使用产品、工艺和流程时背离本标准。NACE 标准中没有任何采用暗示性或其他方法表述的语句，赋予运营商生产、销售或使用受专利保护的方法、器具和产品的权利，也不保护任何人免于承担侵权责任。本标准仅规定最低需求，故决不可作为限制更好方法或材料应用的解释理由。同时，本标准也并不旨在适用于相关的所有情况。本标准可能不适用于具有不可预知条件的特例。NACE 不承担由其他单位对本标准进行解释或使用
2、而造成的责任，只对 NACE 官方发布的解释条例负责，该解释条例的发布符合标准流程并遵守不允许个人解释本标准的规定。为了确定本标准的适用范围，NACE 标准的使用者在使用之前有责任查阅与本标准相关的健康，安全，环保的规范性文件。本NACE 标准没必要标注出所有涉及到的材料、仪器和操作相关的健康安全隐患及环境危害。本标准的使用者在使用之前，有责任制定健康、安全和环保的保护措施，若有必要还可与监管部门共同商议制定以符合现有规章制度的要求。提请注意：NACE标准是需要进行定期审查的，它可能根据NACE 技术委员会程序，在任何时间进行修改或撤销。NACE 要求对本标准的修订及撤销应在标准的初始印发日后
3、五年之内，若标准经修订，则以修订发布日为准。使用者需注意采用标准的最新版本。通过联系NACE第一国际服务部购买 NACE标准，可获得NACE所有标准的当前信息和其他NACE出版物信息。NACE第一国际服务部联系地址： 1440 South Creek Dr., Houston, Texas 77084-4906 (telephone +1 281-228-6200)。ANSI/NACE SP0502-20082前言外腐蚀直接评价（ECDA）是旨在通过评价，提高管道安全性或减少外腐蚀对管道完整性影响的复杂过程。通过识别和确定腐蚀活性强度，修复腐蚀缺陷，消除腐蚀原因，ECDA 积极设法阻止外部腐蚀
4、缺陷增长，避免缺陷扩展至足以影响结构完整性的程度本标准所描述的 ECDA 方法专用于处理陆上埋地黑色金属管道。其他可用于该类管道的评价方法，如压力试验，管道内检测法（ILI）并不包含于本标准内，但在其他行业标准中进行了说明。为保证管辖范围内的管道能正常运行，本标准的使用者必须熟知全部的管道安全相关规程，其中包含了所有规定具体管道实施完整性评价实践和项目的规程。本标准是为管道运营商和管道完整性的管理者所准备的。ECDA是一个持续改进的过程。通过连续开展 ECDA，管道运营商能够确定腐蚀活动已经发生，正在发生或可能发生的区域。ECDA 的优点之一是能找出腐蚀缺陷将要形成的位置，而不仅仅是腐蚀缺陷已
5、经发生地区。历史上，一些管道运营商在管理外腐蚀时就使用了一些ECDA工具和技术。通常情况下，从地面检测工具中所获得的数据就可以用来定位正在发生外腐蚀的区域。ECDA需要若干步骤来实现这一过程，它集成了管道的物理特性和运行历史（预评价）等信息，这些信息的数据来自多方面的测试（间接检测）和管道表面评价（直接检测） ，最终目的是给管道的外部腐蚀提供更全面完整的评价（后评价） 。本标准最初是由Task Group (TG)041于2002年编写，定名为管道直接评价方法；2008年，Specific Technology Group (STG)35对其进行了修订，涉及到管道、油罐和套管三方面的内容。本标
6、准是在STG的支持下由NACE签发的。在NACE标准中，术语“应” ， “必须” ， “宜”和“可”的使用同NACE 出版物用语指南所述标准相一致。术语“应”和“必须”用于陈述规定，并带有强制性。术语“宜”用于陈述推荐采用的良好建议，但并不具有强制性。术语“可”用于陈述可选择性考虑的内容。ANSI/NACE SP0502-20083目录1 总则 .42 术语 .83 预评价 .113.1 简介 .113.2 数据收集 .113.3 ECDA 可行性评估 .153.4 间接检测工具的选择 .163.5 ECDA 管段的划分 .184 间接检测 .194.1 简介 .194.2 间接检测计量 .1
7、94.3 校正和比较 .195 直接检测 .225.1 简介 .225.2 开挖顺序 .225.3 开挖和收集数据 .245.4 防腐层破坏和腐蚀深度测量 .245.5 剩余强度评价 .255.6 原因分析 .255.7 缓解措施 .255.8 过程评价 .255.9 重分类和重排优先次序 .265.10 开挖数量的确定 .266 后评价 .286.1 简介 .286.2 剩余寿命计算 .296.3 再评价时间间隔 .296.4 ECDA 有效性评价 .296.5 反馈和持续改进 .307 ECDA 记录 .317.1 简介 .317.2 预评价报告 .317.3 间接检测 .317.4 直接
8、检测 .317.5 后评价 .31参考文献 .33文献书目 .34附录 A：间接检测方法 .35附录 B：直接检测 清除防腐层前的数据收集方法（非强制性） .50附录 C：直接检测法 防腐层损坏和腐蚀深度测量（非强制性） .56附录 D：后评价 腐蚀速率估算（非强制性） .58ANSI/NACE SP0502-200841 总则1.1 简介1.1.1 本标准适用于埋地黑色金属管道系统的外腐蚀直接评价。该标准旨在为实施于常规管道系统的ECDA过程提供指导。1.1.2 本标准在编写时，为适应具体管道情况给运营商提供了调整的灵活性。1.1.3 ECDA 是一个持续改进的过程。通过连续开展 ECDA，
9、能够确定腐蚀活动已经发生，正在发生或可能发生的地点。1.1.3.1 ECDA的优点是可以确定腐蚀将要发生地区，而不仅仅是腐蚀已发生的地区。1.1.3.2 通过对比连续开展的ECDA 的结果，可以评价ECDA的有效性，并证明对管道完整性的信心在持续增长。1.1.4 ECDA 制定了提高管道安全性的评价过程。其主要目的是预防将要发生的外部腐蚀破坏。1.1.4.1本标准将待评价的外腐蚀假定为一种威胁，以此为基准，可评价腐蚀尚不显著的管道未来的腐蚀情况。1.1.5 本标准中所描述的ECDA 方法专用于处理陆上埋地黑色金属管道。1.1.6 ECDA的开展包括但不局限于管道片段外腐蚀部分的评价，它包括：1
10、.1.6.1 不能通过其它检测方法进行检查的情况（例如ILI或压力测试）。1.1.6.2 已采用其他方法进行检测，可作为管理未来腐蚀情况的方法。1.1.6.3 已采用其他方法进行检测，可作确定重新评价时间间隔的方法。1.1.6.4 未采用其他方法进行检测，且未来腐蚀管理为首要需求的情况。1.1.7 ECDA也可以用于检测其它对管道完整性构成威胁的因素。例如机械损伤，应力腐蚀开裂（SCC），微生物影响腐蚀（ MIC）等。当检测到这些威胁后，还须执行部分附加评价和/或检测程序。管道运营商需要采用适当的方法（例如ASME (1) B31.41， ASME B31.82,3，和API (2) 1160
11、4）来处理风险和其它的外腐蚀。1.1.8 ECDA也具有局限性，并非所有管道都可成功应用 ECDA进行评价。当应用这些技术和其它评价方法时需要采用一些预防措施。1.1.8.1 按照附录A（非强制）中所给出的方法和步骤，本标准也适用于防腐层很差或裸露管线的发热评价。若防腐层很差的管道和裸露管线在得到充分保护时所要求的阴极保护电流基本一致，则防腐层很差的管道通常在本质上当作裸露管线来处理。1.1.9 为达到准确使用的目的，在使用本标准时应执行其中的全部内容。若仅采用或提及本标准的某些具体段落或部分，会导致对标准含义的误解和建议的滥用。1.1.10 由于埋地管道系统裸露的情况较为复杂，本标准不为任何
12、具体情况指定方案。1.1.11 本标准中的规定需要在有能力胜任的专业人员指导下实施，这些专业人员需通过教育或相关培训获得物理学，工程和数学知识，有资格从事腐蚀控制或埋地管道系统风险管理方面的工作。他们包括注册专业工程师，由某些组织（如 NACE）认定的腐蚀专家或阴极保护专家，及具有足够经验的从事埋地金属管道系统外腐蚀控制的工程师或技术员。1.2 ECDA 的四步评价过程ANSI/NACE SP0502-200851.2.1 ECDA 需要整合的数据来自多方面的检测和与管道的物理特性，运行历史相联系的管道表面评价。1.2.2 ECDA 包括以下四个步骤，如图 1a 和 1b 所示：1.2.2.1
13、 预评价。预评价收集管道的历史和当前数据，从而确定 ECDA 是否适用，划分 ECDA 管段，选择间接检测设备。 该类数据通常可在施工记录，操作和维护历史，路线介绍，腐蚀调查记录，其它地面检查记录，和以前的完整性评价或维护活动的检查报告中收集到。1.2.2.2 间接检测。间接检测步骤包括地上检测，以识别和确定腐层缺陷的严重性，其它异常现象和腐蚀活动可能已发生或正在发生的地区。管道路由内可能包含多种环境条件，为提高检测的可靠性，所有管道片段的检测可使用两种或两种以上的间接检测工具。1.2.2.3 直接检测。直接检测步骤包括间接检测数据的分析和选取管道开挖点及表面评估点。直接检测所获得的数据同之前
14、得到的数据相结合，可用于确认和评价外腐蚀对管道的影响。此外，这一步骤的内容还包括管道防腐层性能评价，腐蚀缺陷的修复和缓解防腐层缺陷。1.2.2.4 后评价。后评价包括对前三个步骤所获得的数据的分析，对ECDA过程有效性的评价和确定再评价时间间隔。1.2.3 当ECDA首次开展于无良好腐蚀防护历史的管道上时，包括定期间接检测在内的活动都需要遵守更为严格的要求。这些要求包括但不局限于收集额外的数据，进行附加的直接检测和后评价。1.2.3.1 初次开展 ECDA 时，需要采用更多严格的措施来提高对涉及外腐蚀的管道完整性的理解。ANSI/NACE SP0502-20086外腐蚀威胁数据采集3 . 2数
15、据足够否3 . 2 . 1 . 1否是E C D A 可行性3 . 3是选择间接检测工具3 . 4E C D A 管段划分3 . 5执行间接检测4 . 2确认并修正指示4 . 3 . 1定义 / 分类相对指标严重程度 4 . 3 . 2评价结果分析4 . 3 . 3接受和预评价及历史数据比较4 . 3 . 4接受E C D A 不适用其它完整性评价3 . 3 . 2否是否排除解决差异4 . 3 . 3 . 1否是排除至直接调查重分类及重排优先次序5 . 9从根原因减缓5 . 7评估剩余强度5 . 5反馈输入重要参数表 1输入工具选择表 2预评价步骤间接检查步骤图 1a 外腐蚀直接检测流程图（一
16、）（图中数字指代本标准中的具体章节）ANSI/NACE SP0502-20087至 E C D A 管段划分 3 . 5间接检测 4 . 2至再分级来自间接检测第 4 章应用其它完整性评价 反馈开挖顺序5 . 2开挖和数据收集5 . 3防腐层破坏测量和腐蚀深度测量5 . 4剩余强度评估5 . 5根原因分析5 . 6过程评价5 . 8次要原因开挖数量修正5 . 1 0剩余寿命计算6 . 2确定再评价时间间隔6 . 3工艺有效性的直接检测6 . 4 . 2确定测量方法的效果6 . 4 . 3持续改进6 . 5继续应用 E C D A不通过否分类和优先次序保守吗 5 . 9重新评价或重排开挖顺序4
17、. 3 . 2 ， 5 . 2否是确定主要根原因5 . 7重新评价 E C D A 的可行性3 . 3不通过通过确定腐蚀增长速率6 . 2 . 3反馈直接检测步骤后评价步骤图 1b 外腐蚀直接检测流程图（二）（图中数字指代本标准中的具体章节）ANSI/NACE SP0502-200882 术语活泼 Active（1）逆向电极电位（2）金属的一种正在腐蚀却没有显著被腐蚀反应产物影响的状态。交流电压梯度 Alternating Current Voltage Gradient（ACVG ）一种通过沿管道或环绕管道的、由防腐层破损点泄漏的、交流电流所产生的土壤中交流电压梯度变化，来确定防腐层缺陷位置
18、的地表测量方法。阳极 Anode电化学电池中发生氧化反应的电极。在外电路中电子由阳极流出。在阳极经常发生腐蚀，金属离子由阳极进入溶液。异常现象 Anomaly管道外壁腐蚀中任何偏离正常情况的形式，比如管道的防腐层异常或管道处于电磁环境中。B31G5一种计算被腐蚀管道的承压输送能力的方法（来源于ASME标准）。阴极 Cathode在电化学电池中发生还原反应的电极。在外电路中电子流向的电极。阴极剥离 Cathodic Disbondment由阴极反应产物而导致管道防腐层与被保护材料表面之间的粘附损坏。阴极保护 Cathodic Protection (CP)一种通过使被保护金属表面成为电化学电池的
19、阴极来减少金属表面腐蚀的技术。 分级方法 Classification以通常情况年份下的间接检查所显示的结果为基础，估计腐蚀发生的可能性的过程。密距电位测量法 Close-Interval Survey (CIS)一种沿着管顶地表，以密间隔移动参比电极测量管地电位的方法。腐蚀 Corrosion材料（通常指金属材料）性能的退化，由材料与周围环境的反应所导致。腐蚀活性点 Corrosion Activity腐蚀正在进行，并以一定速率发展的部位，该发展速率足以导致管道在设计寿命内的承压能力降低。电流衰减测量 Current Attenuation Survey基于电磁场传播理论对管道的防腐层总体情
20、况进行检测的方法。在检测的同时收集深度，防腐层电阻和电导系数，异常区域和异常类型等数据。缺陷 Defect管壁中的异常点，通常会降低管道的承压能力。直流电压梯度 Direct Current Voltage Gradient (DCVG)一种通过沿管道或环绕管道的、由防腐层破损点泄漏的、直流电流所产生的土壤中直流电压梯度变化，来确定防腐层缺陷位置、大小以及表征腐蚀活性的的地表测量方法。直接检测 Direct Examination在ECDA的开挖点对管道表面进行直接检测和测量。ANSI/NACE SP0502-20089防腐层剥离 Disbonded Coating由于粘合剂失效，化学侵蚀，机
21、械损伤，氢鼓泡等作用而导致的防腐层与管道表面之间的粘附损失。防腐层剥离可能与防腐层的漏点有关，可参见阴极剥离。ECDA见外腐蚀直接评价。ECDA管段 ECDA Region有相似物理性质，相同运行历史，并可以采用同种间接检测方法检测的一个或几个管道部分。电解液 Electrolyte一种包含有能够在电场中迁移的电子的化学物质。针对本标准的具体情况，电解液是指与埋地或淹没在水中的的金属管道系统相邻的液体或土壤，包括水分和其它化学物质。电磁检测技术 Electromagnetic Inspection Technique通过对腐蚀所导致的磁场变化的检测而对埋地管道中的防腐层缺陷进行定位的地面检测技
22、术。外壁腐蚀直接评价 External Corrosion Direct Assessment (ECDA)评价外壁腐蚀对管道完整性影响的方法，由预评价，间接检测和评价，直接检测和评价，后评价四个步骤组成。远地点电势 Far-Ground (FG) Potential在管道上直接测量的结构电解质电位，测量点远离管道与保护系统的连接点。防腐层缺陷 Fault防腐层上所有的异常，包括剥离区域和漏点等。黑色金属材料 Ferrous Material主要成分为铁的金属。在本标准中，黑色金属材料包括钢，铸铁和锻铁。漏点 Holiday防腐层不连续处（孔），使管体暴露于环境中。静水力学测试 Hydrost
23、atic Testing部分管段的论证性测试。通过向管道中注入水，然后加压直到管道中的名义环向应力达到了给定值。紧急指示 Immediate Indication一个要求在相对短的时期内对管道进行补救或修复的缺陷指示。指示 Indication通过间接检测工具测量获得的对任何正常情况的偏离。间接检测 Indirect Inspection利用设备和具体方法在管道上方附近或地面进行测量，以定位或识别防腐层的漏点，腐蚀活性点或其它异常点的方法。管道内检测 In-Line Inspection (ILI)使用管道内壁检测工具对管道内部进行检测的方法。通常用来进行管道内检测的工具有清管器和智能清管器。
24、短路电压 Instant “Off” Potential在阴极保护电流中断后发生的半电池电极极化电位。它与在有电流却没有IR降（例如极化电位）时的电位很接近。IR降 IR Drop根据欧姆定律，通过电阻的电压。长线电流 Long-Line CurrentANSI/NACE SP0502-200810在阳极和阴极之间通过大地然后又沿埋地金属管线返回的电流。最大允许操作压力 Maximum Allowable Operating Pressure (MAOP)在管道运行期间，管道内部的最大允许压力。机械损伤 Mechanical Damage若干类型的管道异常现象，包括由外力所造成的凹陷，夹泥和金
25、属损失。微生物影响腐蚀 Microbiologically Influenced Corrosion (MIC)由于微生物的出现和活动导致的局部腐蚀，包括细菌和真菌。监视指示 Monitored Indication出现在管道片段中的没有预定指示重要，在预定的下次重新评价之前不需要进行处理，补救或修复的指示。近地（NG）点电位 Near-Ground (NG) Potential在阴极保护系统和管道的连接点处直接测得的结构电解质电位。NACE ECDA本标准中定义的外腐蚀直接评价过程。管道电解质电位 Pipe-to-Electrolyte Potential见结构电解质电位。管地电位 Pipe
26、-to-Soil Potential见结构电解质电位。极化 Polarization由于电流穿过电极或电解液界面而导致的开路电位的改变。直接检查次序划分 Prioritization基于获得的当前腐蚀程度，结合之前的严重腐蚀事件，评价每个进行间接检测的部分是否有必要进行直接检测的过程。管段 Region见ECDA管段缺陷补救 Remediation在本标准中，缺陷补救是指在腐蚀防护系统中用来缓解缺陷的行为。RESTERENG6一个用来计算腐蚀管道承压能力的计算机程序。预定指示 Scheduled Indication比紧迫迹象要轻的迹象。但是在对这部分管道进行预定的下次评价之前需要对这些迹象进行处理。管道片段 Segment管道中用于ECDA评价的一部分。一个片段由一个或多个ECDA 管段组成。保护层 Shielding（1）保护；保护管道免受机械损伤。（2）阻止或转移阴极保护电流通过它的自然路径。杂散电流 Stray Current没有通过预定回路的电流。结构电解质电位 Structure-to-Electrolyte Potential通过参考电极与电解质接触而测得的，埋地或水下金属构筑物与电解质之间的电位差。大地电流 Telluric Current由于地磁波动而在大地上形成的电流。
