ICS 75.180.10 E94 备案号：35178—2012
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T6878--2012
海底管道牲阳极阴极保护
Cathodic protection of submarine pipelines by galvanic anodes
2012—01一04发布
2012一03一01实施
国家能源局 发布 SY/T 68782012
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 2.1 DNV（挪威船级社） 2.2 EN（欧洲标准） 2.3ISO（国际标准化组织） 2.4GB（国家标准） 3术语和定义 4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·.
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阳极的制造 6.1 概述 6.2 制造程序 6.3 生产前质量鉴定试验（PQT） 6.4 生产质量控制 6.5 原料和铸造： 6.6 阳极检测和试验 6.7文件及标记 6.8 阳极存放和运输· 7阳极安装 7.1阳极安装设计
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二
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7.2 阳极安装程序 7.3 生产前质量鉴定试验（PQT) 7.4 生产中质量控制. 7.5 阳极和安装材料的接收和运输 7.6 阳极安装· 7.7 阳极安装检验· 7.8 文件：附件1 推荐涂层破损系数
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前言
本标准等同采用挪威船级社DNV-RP-F103：2003Cathodicprotectionofsubmarine 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。
本标由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出井管理归口。 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。 本标雅主要起草人：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
海底管道牺性阳极阴极保护
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“钢管徐层”（或者“工厂涂层”）、“现场接头涂层”（FIC）和“涂层现场修复”（CFR）。除了徐层系统的设计之外，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性阳极，或者由整流器输出的外加电流来实现。海底管道性阳极系统的应用最普遍。传统上该系统把手钢式阳极直接安装在管道上但是：本标准和ISO15589一2 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棵露在海水中：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间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）。阴极保护概念让计可以参考DNV-OS一F101和ISO 15589一2（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牺性阳极的制造和安装，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活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性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：推荐栖性阳极性能和设
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计电流密度参数。 1.2.3参照DNV-RP-F102和DNV-RP-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，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：如果DNV-RP-F106和DNV-RP-F102涂层设计要求和制造质量控制不一致，本标准中与管道涂层相关的队
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-FI1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-OS-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号陆段，参见1SO15589-1。 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：
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：
一阳极材料类型（如铝基或锌基）和阳极材料的化学成分（6.5.1）：阳极结构图（包括阳极芯）及公差（5.7.1）：一一生产前质量鉴定试验（PQ）的特殊需求：包括文件提供烧注数量和每种类型阳极的破
坏性试验数量的计划（6.3）：制造程序规格书”（MPS）（6.21）或“检测和试验计划”（ITP）（6.4.2）的特定要求：一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)；阳极标记要求（6.7）：一阳极搬运，储存和海上运输的特殊要求（6.8）：一一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：
一一阳极安装设计要求，包括阳极图纸（阴极保护概念或详细设计图纸·随后电阳极制造图取
代一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：
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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”（74.2）：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-F10I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章的一些章节给出了操作状态下阴极保护系统的检测文件。 1.5.2DNV-RP-F106《工厂外涂层腐蚀控制》和DNVRP-F102《管道现场接头和外涂层的现场修复》，给出了管道涂装的详细规定。 1.5.3对于海底管道阴极保护，本标准取代DNV-RP-B401《阴极保护设计》（1993）。
2参考标准 2.1DNV（挪威船级社）
DNV-OS-F101 Submarine pipeline systems DNV-RP-B401 Cathodic protection design DNV-RP-F1o6 Factory applied coatings for external corrosion control DNV-RP-F102 Pipeline field joint coating and field repair of linepipe external coatings
2.2EN（欧洲标准）
EN10204Metallic products-Types of inspection documents 2.3ISO（国际标准化组织）
ISO 10474 Steel and steel productsInspection docurments ISOJ0005 Qualitymanagement--Guidelinesforqualityplans ISO 13847Petroleum and natural gas industriesPipeline transportation systems-Welding of pipe
lines
ISO 15589-1 Petroleum and natural gas industries-Cathodic protection of pipeline transportation sys. tems--Part I: Onshore pipelines
ISO 15589-2Petroleum and natural gas industries--Cathodic protection of pipeline transportation sys tems-Part 2:Offshore pipelines 2.4GB（国家标准）
GB8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB/T13288.2涂覆涂料前钢材表面处理喷射清理后的钢材表面粗糙特性第2部分：磨料
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喷射清理后钢材表面粗糙度等级的测定方法 比较样块法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
业主purchaser 咨询或工程承包方（管道操作者或主要承包者）、制造或安装方或指定代理方。
3.2
承包商 contractor 签订工作承包合约的一方。
3.3
应shall 强制性要求。
3.4
宜should 一种合适的行动。
3.5
可may 一种允许的行动。
3.6
协议agreed，agreement 采购方和承包商之间的书面协定（如合同中的规定）。
3.7
报告和通报report and notify 承包商提供书面通报的活动。
3.8
接受accepted，acceptance 业主提供的书面认可。
3.9
证书 certificate,certified 由承包商和供应商依照EN10204中3.1.B，ISO10474中5.1-B或相当标准提供的涂料的
证书。 3.10
购买文件purchasedocument（s) 咨询供应商或购业主/承包方规格书。
3.11
制造加工 5 manufacture,manufacturing 阳极的制造、安装，包括MPS（如PQT）和WPS质量相关的工作。