ICS 75.180.10 E 94 SY 备案号：35178—2012 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T6878-2012 海底管道牺牲阳极阴极保护 Cathodic protection of submarine pipelines by galvanic anodes 2012一01-04发布 2012一03一01实施 国家能源局 发布 SY/T6878-2012 目 次 前言 总则 1. 1 引言 1.2范围 1.3 目的和用途 1.4文件结构 1. 5 与DNV-OS-F101和其他DNV标准的关系 2参考标准 2.1DNV（挪威船级社） 2.2EN（欧洲标准） 2.3 ISO（国际标准化组织） 2. 4 GB（国家标准） 3术语和定义 缩写和符号 4. 1 缩写 4. 2 阴极保护设计参数符号 5阴极保护详细设计 5. 1 概述 5. 2 阴极保护中期电流的计算 5. 3 阴极保护后期保护电流的计算 5. 4 阳极总重量计算 5. 5 后期阳极输出电流计算 5. 6 阳极布置· 5. 7 阴极保护详细设计文件 12 阳极的制造 12 6. 1 概述· 12 制造程序 12 6. 2 6.3 生产前质量鉴定试验（PQT） 12 6. 4 生产质量控制· 13 6. 5 原料和铸造 13 6. 6 阳极检测和试验 14 6. 7 文件及标记· 14 6.8 阳极存放和运输· 14 阳极安装 15 7. 1 阳极安装设计 15 I SY/T6878--2012 7. 2 阳极安装程序， 15 7. 3 生产前质量鉴定试验（PQT) 15 7. 4 生产中质量控制. 16 7.5 阳极和安装材料的接收和运输 16 7.6 阳极安装 16 7. 7 阳极安装检验· 16 7.8 文件… 16 附件1 推荐涂层破损系数 16 I SY/T6878—2012 前言 本标准等同采用挪威船级社DNV-RP－F103：2003 Cathodic protection of submarine pipelines by galvanic anodes。 本标准在使用中如遇到涉及原标准所在国政府或其他主管当局的法令、法规和规定时，一律按中 华人民共和国政府或政府主管部门颁布的相应法令、法规和规定执行。 本标准的计量单位均以国家已颁布的法定计量单位为准，即本标准中表达形式为：法定计量单位 在前，将英制单位的相应值标在其后括号内。 本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并管理归口。 本标准起草单位：中国海洋石油总公司海洋石油工程股份有限公司。 本标准主要起草人：陆长山、李妍、张国庆、王洪福、齐江涛、张有慧、张国华、余直霞。 本标准主审人：赵冬岩。 SY/T6878—2012 海底管道牺牲阳极阴极保护 1总则 1.1引言 1.1.1海底管道一般以外涂层作为主要腐蚀控制系统，如果涂层有缺陷时阴极保护（CP）作为备用 系统。涂层缺陷包括喷涂过程中产生的针孔，已涂敷管道在运输和安装过程中涂层的损坏，以及管道 在操作过程中受到的机械性损坏或者涂层老化。在确定阴极保护（CP）系统的保护电流时，管道涂 层系统的设计是主要因素。 指导性说明： 除腐蚀控制外，管道涂层还有其他的功能，包括机械防护、保温/或者配重。广义的“管道涂层”包括在工厂中对 每根管子涂装的“钢管涂层”（或者“工厂涂层”）、“现场接头涂层”（FJC）和“涂层现场修复”（CFR）。除了涂层系 统的设计之外，涂装的质量控制也是涂层性能和阴极保护设计的关键。 1.1.2管道阴极保护可以使用牲阳极，或者由整流器输出的外加电流来实现。海底管道牺牲阳极 系统的应用最普遍。传统上该系统把手镯式阳极直接安装在管道上。但是，本标准和ISO15589-2 允许使用邻近并与管道有电连接的结构上的阳极提供阴极保护，诸如使用平台水下结构、海底基盘和 立管上的阳极。 指导性说明： 安装在邻近结构上的阳极表面可以完全裸露在海水中，比阳极表面部分或全部被海底沉积物覆盖具有增加阳极电 化学效率和阳极电流输出的优点，而且，可以减少安装期间对管道涂层的破坏。 1.1.3管道阴极保护设计通常分两步进行：概念设计和详细设计。典型的阴极保护概念设计包括阳 极材料的选择、阳极净重和阳极尺寸估算，以及阳极安装形式设计。概念设计还要进一步考虑阴极保 护可能带来的有害影响，如管道材料的敏感性造成的氢脆和安装期简产生过大局部应力在运行或操作 期间管道可能发生的氢致应力开裂（HISC)。阴极保护概念设计可以参考DNV-OS-F101和ISO 15589－2（见1.3.1）的相关章节。在阴极保护详细设计阶段（如本文件介绍的），确定最后的阳极 净重和尺寸，并确定阳极在管道上的分布。 1.2范围 1.2.1本标准的目的是为了进行阴极保护详细设计和规范栖牲阳极的制造和安装，包括如何改进项 目特定要求的建议。本标准可以很方便地改进以采纳权威机构的要求和反映管道操作者腐蚀控制的 方法。 指导性说明： 推荐使用“设计因子”，而不是采用在阴极保护计算中修改一个或多个设计参数的方法来增加设计的保守性。例 如，设计寿命要基于管道估计的最长寿命乘以一个大于1的常量。 1.2.2本标准包括铝基或锌基牺牲阳极的海底管道的阴极保护详细设计（见1.3.1）以及阳极的制 造和安装，不包括与管道相连的水下管汇系统。对于阴极保护概念设计，第5章适用于阳极净重量和 阳极布置的初步计算。本标准以ISO15589－2部分章节为依据（见1.3.1）。为了与DNV-OS- F101的主要方法统一，主要对质量控制程序、澄清和指导目的作了一些修改。本标准还包括未见于 ISO标准的关于相邻结构的保护范围、管道阳极之间最小距离的计算公式，推荐了牺牲阳极性能和设 SY/T6878—2012 计电流密度参数。 1.2.3参照DNVRP-F1(2和DNVRP-F106关于钢管、现场接头和现场修复保护涂层系统及 生产质量控制的具体要求，提出了计算阴极保护电流的设计参数，避免了阴极保护设计和质量控制的 随意性，从而减少了设计中的过度保守。相对于ISO15589-2，本标准中阴极保护的电流为现场接 头和钢管的电流之和。 指导性说明： 极保护设计参数（涂层破损系数）仍然是适用的，但用户应仔细评估这些不一致产生的影响。 1.2.4本标准不包括阴极保护设计概念设计（见1.1.3和1.2.2）、外加电流阴极保护详细设计、阳 极材料质量和质量控制测试及海底管道阴极保护系统的操作。这些内容请参考DNV-（)S-F101中 的要求，更详细的请参见ISO15589-1和ISO15589-2。 1.2.5本标准不包括与阳极制造安装有关的安全和环境灾害内容。 1.3目的和用途 1.3.1本标准与ISO15589-2中相关章节的要求、建议和指导方针一致，适用于DNV-（)S-F101 中定义的“海底管道系统”，但阴极保护不包括最低天文潮以上的立管。对于外加电流保护的管道登 陆段，参见ISO15589-1。 1.3.2本标准主要有两个目的，可作为管道操作者或承包人进行阴极保护详细设计、阳极制造和安 装要求的指导，也可以作为咨询或采购订单的附件。如果业主在采购文件中采用本标准，承包人宜考 虑本标准所有强制性的要求（见第3章），除非合同中有特别要求。 1.3.3除了采用本标准的“采购文件”（参看第3章的定义）外，还应附上1.3.4～1.3.6的资料 （作为检查列表），分别用于阴极保护详细设计、阳极制造和阳极安装。 1.3.4阴极保护详细设计： 一概念设计报告，如果已完成（5.1）； 一管道设计基础数据，包括管道材料和尺寸、安装条件、内部流体温度、海洋环境条件、理设 情况或礁石、管道现场接头涂装设计、设计寿命（5.1）； 一文件和验证资料，包括文件的提交时间表（5.7）。 1.3.5阳极制造： 一阳极结构图（包括阳极芯）及公差（5.7.1）； 一生产前质量鉴定试验（PQT）的特殊需求，包括文件提供、浇注数量和每种类型阳极的破 坏性试验数量的计划（6.3）； -一“制造程序规格书”（MPS）（6.2.1）或“检测和试验计划”（ITP）（6.4.2）的特定要求： -生产期间破坏性测试频率要求，手镯式阳极芯位置检验和/或在模具上的装配测试（6.6.3）； —任何对承包商管理的特定要求（6.6.7）； —阳极材料样本（6.6.1)； 一阳极标记要求（6.7)； —阳极搬运、储存和海上运输的特殊要求（6.8）； -最终文件的特殊需求，包括供货时间表（6.7）。 1.3.6阳极安装： -阳极安装设计要求，包括阳极图纸（阴极保护概念或详细设计图纸，随后由阳极制造图取 代）； 影响阳极安装的设计前提，比如管道尺寸、管道涂装类型、管道安装原则； 2 SY/T6878—2012 阳极位置与管端和接头之间的距离（7.6.3）； 阳极安装质量的特别要求（PQT），包括管道安装过程中阳极的完整性检验，相关的填充材 料和管道涂层的修复（7.3）； 质量控制的特殊需求，比如安装程序规格书（7.2.1）和“施工日志”（7.4.2）； 阳极和阳极安装材料运输和储存的特殊要求（7.5.3）； 最终文件的特殊要求，包括供货时间表（7.8.3）。 1.4文件结构 1.4.1第5章、第6章、第7章分别介绍了阴极保护详细设计、阳极制造和阳极安装的要求和推荐 作法。 1.5与DNV-OS-F101和其他DNV标准的关系 1.5.1DNV-OS-F101《海底管道系统》第8章给出了阴极保护系统概念设计和详细设计阶段的 一般性指导方针，包括制造和安装方面的要求和建议及涂层的要求；第10章的一些章