ICS25.220.99 A29 中华人民共和国国家标准 GB/T31405—2015 管道耐蚀涂敷层高温阴极剥离试验方法 Standardtestmethodforcathodicdisbondingofpipeline coatingssubjectedtoelevatedtemperatures 2015-05-15发布 2015-10-01实施 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发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则编写。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国防腐蚀标准化技术委员会(SAC/TC381)归口。 本标准起草单位:中国石油管道科技研究中心、中国石油管道学院、浙江永固为华涂料有限公司、中 国工业防腐蚀技术协会、青岛大仓管道防腐保温器材有限公司。 本标准主要起草人:侯宇、冯少广、刘玲莉、李济克、王德增、李荣光、赵国星、林荣芳、李桂芝、金辉、 高扬、张景远、张国祯。 ⅠGB/T31405—2015 管道耐蚀涂敷层高温阴极剥离试验方法 1 范围 本标准规定了评价管道外防腐层耐高温阴极剥离性能的加速试验方法。 本标准适用于具有阴极保护且运行温度高于常温的埋地管道绝缘外防腐层耐高温阴极剥离性能的 对比测试。 本标准给出了对浸没或全部浸泡在高温溶液中的防腐层阴极剥离性能的测试方法。若试件要求在 室温下测试,可采用SY/T0037。若试件不能浸没或浸泡时,可采用SY/T0094。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 SY/T0037 管道防腐层阴极剥离试验方法 SY/T0066 钢管防腐层厚度的无损测量方法(磁性法) SY/T0094 管道防腐层阴极剥离试验方法 粘接电解槽法 3 方法概述 3.1 试验开始前,在防腐层上制造人为缺陷孔,然后把试件浸入到电解质溶液中,将试件与直流电源的 负极相连,电源的正极与辅助阳极相连,对试件施加一定的电压,通过加热装置保证试验在恒定高温情 况下进行。 3.2 试验过程中定期测试试验回路中的电流及试件相对参比电极的电位,定期观察试件防腐层的剥离 情况,试验结束后测量防腐层的剥离面积,对试验结果进行评定。 4 试验装置 4.1 测试容器 采用不与电解质溶液反应且能够承受试验温度的材料制作容器,并适应于电解质溶液的循环。通 常使用直径约为300mm、高度约为300mm、容积不小于19L的圆柱形玻璃容器,容器底部平坦以适 应磁性搅拌棒转动。容器的尺寸应满足以下要求: ———试件应在容器内垂直悬挂,其下端与容器底部距离不小于25mm; ———试件相互之间间隔应不小于38mm,垂直悬挂辅助阳极与每个试件等距离放置,并且不低于 试件间距; ———试件距容器侧壁的距离不小于13mm; ———电解质溶液的深度应确保试件浸入其中,并符合6.2的相关规定; ———参比电极可放置在距试件和阳极间距不少于38mm容器内的任意位置。 4.2 辅助阳极 应采用消耗率低的金属,且连有经工厂密封的绝缘铜导线。 1GB/T31405—2015 4.3 导线 横截面积大于2mm2的绝缘铜导线用于连接辅助阳极与试件。应将其焊接在试件的非浸泡端,且 焊接位置用绝缘材料包覆。导线上可以有接头,但应通过焊接或机械卷边的方法与焊接片连接在一起。 4.4 人为缺陷制作工具 使用普通钻头来制造人为缺陷,其直径应符合6.4的相关规定。制备小管径(如直径为19mm)试 件时,为防止管道的金属壁穿孔,可使用前端被磨平的钻头。在进行物理检测时,要求使用带有安全手 柄的锋利小刀。 4.5 万用表 4.5.1 万用表1:内阻阻值不低于10MΩ,测量范围为0.01V~5V,用于试件附加电压的测量(相对于 参比电极)。 4.5.2 万用表2:内阻阻值不低于11MΩ,能在试验回路上测量出低至10μV的电压降。 4.5.3 万用表3:用于对防腐层表观电阻的初步测试。 4.6 参比电极 采用饱和甘汞参比电极。 4.7 温度计 两支水银温度计,精度为±1℃。把其中一支温度计完全浸入,用于测量容器底部附近的温度;另 一支温度计部分浸入,用于测量容器顶部附近的温度。 4.8 加热器 带有内置的磁力搅拌器或类似装置,用于加热和搅拌电解质溶液。加热器可调,可将测试容器内部 温度控制在设定温度±1℃的范围内。另外一种加热试件方法是内部加热,可以使用导热材料(油、钢 屑等)将管件填满。将热电偶或者温度计以及加热器放置在导热介质中,亦可有效地控制试件温度。 4.9 稳压直流电源 能够提供电压在1.50V±0.01V的稳压条件,该电压为试件与参比电极之间的电压。 4.10 磁性测厚仪 按SY/T0066测量防腐层厚度。 4.11 标准电阻 1Ω±0.01Ω,功率不小于1W,用于电流回路分流。 4.12 变阻器 可采用100Ω的绕线电位器,功率不小于25W。 4.13 碳或者不锈钢电极 临时使用,配合电压-电阻表测定试件漏点处的初始状态。 2GB/T31405—2015 4.14 附加连接线 横截面积大于2mm2,绝缘铜导线。 4.15 铜质接线柱 用在终端配电板上,与弹簧线夹或者闸刀开关一起使用,作用是接通或者切断电路。弹簧线夹不能 用于连接位于测试电解槽顶部位置上的电极或者试件。 4.16 平面求积仪 精度0.5%。 5 试剂与材料 5.1 电解质溶液:由可供饮用的自来水或者纯净度比较高的水(蒸馏水或者去离子水均可)配制的含工 业级氯化钠、硫酸钠以及碳酸钠各1%(质量分数)的溶液。 注:在室温条件下,溶液的pH值应≥10,电阻率为25Ω·cm~50Ω·cm。 5.2 管件端部密封材料:可用沥青产品、石蜡、环氧树脂或者其他材料,包括能够长期耐受测试温度的 模塑弹性体或者塑料管帽。 5.3 胶合板:适用于制作非导电性的容器盖,并且适合作为试件和电极的支座。木钉可用于悬挂从容 器盖子通过小孔插入的试件。 6 试件 6.1 试件应取自带有防腐层的管道上具有代表性的一段,其一端应加以密封。 6.2 试件的测试面积为底部密封的上边缘到浸没线之间的面积。底部密封面积不应视为被测面积的 一部分。试件可选用适当直径和长度的防腐层管段,但浸没面积应不少于23200mm2,以92900mm2 为宜。 6.3 在制造人为缺陷前,应该依据下述方法对防腐层的漏点以及末端密封的有效性进行测试:把试件 以及碳或者不锈钢电极浸入到电解质溶液中,将万用表的一端与试件相连,另一端连接到碳或者不锈钢 电极上,测量试件防腐层的表观电阻,然后将万用表的接头对调再测一次,并记录测试结果。两次测量 得到的表观电阻值不应小于1000MΩ,但试验也可在低于1000MΩ的情况下进行,在进行结果评估 时应考虑试验条件。 6.4 在试件的浸泡段中部钻一个径向的人为缺陷孔并记录其直径,钻孔时要使钻头的锥部完全进入钢 管壁,且锥部边缘与钢管外表面平齐,钻头直径应不小于防腐层厚度的3倍,且不得小于6mm。管壁 不应钻透。对于小口径的管道,有可能被打穿,应先用一个标准60°钻头开钻,然后用已经磨掉锥形尖 的钻头完成。 6.5 在浸没线之上的管端,应带有正确的支撑方式和单独的导线,以用来通电、焊接或者在管道上作记 号。凸出浸没线的端部,包括挂钩以及导线连接装置,应用绝缘材料保护并密封。 7 试验步骤 7.1 将试件浸入电解质溶液中,并与阳极连接,单试件按图1连线,多试件按图2连线。缺陷孔应正对 或背对阳极。 3GB/T31405—2015 7.2 调节直流电源或变阻器,使试件与饱和甘汞参比电极之间的电位E2在测试温度条件下保持在 -1.50V±0.01V范围内,参比电极仅在测量时浸入电解质溶液中。 7.3 采用加热和搅拌装置使电解质溶液在4h±1h内达到试验温度,试验过程中从电解液表面到底部 的温度波动应控制在±3℃之内。 7.4 人为缺陷孔有可能全部或部分被试验期间所形成的杂质或盐类沉积物堵塞,试验过程中不需要进 行清除。 7.5 在测试容器的外部标示出浸没线的位置,每日添加经预热过的蒸馏水或者去离子水以保持液面 高度。 7.6 试验自开始之日起宜每天进行电位和电流测量;最多连续停测3d,然后应连续监测2d;停测1d 或连续停测2d后,应至少测量1d。在开始和结束阶段,应分别连续测量3d和2d。 7.7 试验开始的测量值应取试件浸泡后第二天和第三天测量结果的平均值,试验中间和结束阶段的测 量值应取当日和前一日测量结果的平均值。 7.8 试验过程中应进行以下测量与调整: a) 试件与参比电极间的电位E2:测量时不断开阳极或试件的电路,用万用表进行测量。E2在试 验过程中应始终保持在7.2规定的电位值,否则应进行调整。 b) 试件和阳极间的电流I1:在对E2进行测量和调整之后,可通过安装在测试回路中的万用表测 量1Ω标准电阻上的电压降来确定I1。 说明: 1———玻璃容器; 2———电解质溶液; 3———阳极; 4———参比电极; 5———浸没线; 6———试验容器塑料盖板;7———接线板; 8———万用表1; 9———万用表2; 10———鳄鱼夹或刀闸; 11———1Ω电阻; 12———直流电源;13———温度计; 14———试件; 15———磁子; 16———磁性搅拌加热器或等效 装置。 注:对于在相同测试容器中的多个试件,如图2所示,应使用变阻箱调节。 图1 高温阴极剥离试验的测试装置图 4GB/T31405—2015 说明: 1———参比电