标准规范下载简介

GB／T 40377-2021 金属和合金的腐蚀 交流腐蚀的测定 防护准则.pdf简介：

GB/T 40377-2021《金属和合金的腐蚀 交流腐蚀的测定 防护准则》是中国国家标准，于2021年发布。这个标准主要关注金属和合金在交流环境下的腐蚀行为测定，以及相应的防护方法和准则。

具体内容包括：

1. 规定了交流腐蚀的定义、影响因素和测试方法，如使用电化学方法、腐蚀速率的测量和腐蚀程度的评估。

2. 提供了关于金属和合金在交流腐蚀环境中可能遇到的问题，如电偶腐蚀、生物腐蚀等的识别和分析。

3. 制定了腐蚀防护的准则，包括材料选择、表面处理、涂层、阴极保护等方法的推荐，以及如何根据环境条件和腐蚀特性选择最合适的防护措施。

4. 强调了在设计、制造和使用过程中，如何通过监测和控制防止或减缓交流腐蚀的重要性。

这个标准对于金属和合金的耐腐蚀性能评价、防腐设计、生产和维护具有重要的指导作用。

GB／T 40377-2021 金属和合金的腐蚀 交流腐蚀的测定 防护准则.pdf部分内容预览：

附录B （资料性） 土壤特性对交流腐蚀过程的影瞻

土壤特性对交流腐蚀过程的影响

涂层缺陷处的交流电流密度本质上是由管道上的交流感应电压和涂层缺陷阻抗决定的。通常在具 有低电阻率的土壤环境中，涂层缺陷电阻较低，导致在给定交流电压下出现交流腐蚀的可能性更高

B.2电化学过程的影响

特定部位的局部土壤电阻率由可溶性盐的含量和土壤含水量控制。因此，如果管道高于或低于水 线，则可以观察到涂层缺陷电阻的显著差异。另外，由于施加了阴极保护电流《工业给水系统可靠性设计规范 CECS93：97》，涂层缺陷电阻还受到 棵露金属表面发生的电化学过程的强烈影响。 氧的电化学还原或氢的析出导致金属表面上的pH升高。通常，pH高于11，在极端情况下可达到 14或甚至可能更高

B.3碱土金属离子和碱金属离子的影响

阴极保护电流促使阳离子迁移到涂层缺陷处的金属表面，从而与局部增加的PH相互影响。根据 土壤组成，涂层缺陷电阻随时间而增加或减少。实际上，随着pH的增加（即NaOH或CaCO的形 成），土壤环境可出现以下改变： 碱土金属离子Ca²+和Mg2+形成溶解度相对较低的氢氧化物。随着pH的增加，这些沉淀物将出 现在涂层破损点附近。这些氢氧化物与存在于土壤中的CO2反应，形成钙质沉积物。假如在涂层破损 点的金属表面直接形成了致密的钙质沉积物，则涂层缺陷电阻可显著提高几个数量级。 虽然碱土金属离子通常增加孔隙电阻，但碱金属离子Na+、K+和Li+可促使形成高可溶性的吸湿 性氢氧化物。因此，被吸引的水和高离子浓度使得扩散电阻较低。该过程可以将涂层缺陷处金属的孔 电阻降低到原来的1/60。 因此，给定几何形状的涂层破损处金属上的电流密度取决于电导率和碱金属离子与碱土金属离子 的比值。此外，阴极电流密度影响生成的氢氧化物的量，从而影响局部的电导率

附 录 C （资料性） 存在交流于扰时应用过的其他准则

这些准则虽然没有被广泛使用，但已被一些管道管理部门成功应用。这些准则通过现场和/或实验 室实验进行了限定。为了完整起见，这些准则也包含在这份资料性附录中。 交流值是均方根值。电流密度由1cm的圆形试片或探头上测得

通电电位和无R降电位控制看所施加的阴极保护水平，因为驱动电压是由通电电位和无R降电 位之间的差来限定的。能够到达涂层缺陷处并极化钢表面的阴极保护电流的强度，根据欧姆定律，取决 于驱动电位和总回路电阻。 基于通电电位来考虑腐蚀可能性的问题只有在对所选取的交流腐蚀防护理念有所了解时才有 可能。 参考文献[4]、[5]和[6]给出了与阴极保护管线发生交流腐蚀可能性相关的保护和缓解措施相关技 术文章。

C.2.2更负（Eon）的阴极保护水平

较负的通电电位可导致较高的阴极电流密度、土壤化学成分和扩散电阻的强烈变化、以及氧化物层 内加速还原（参见附录G）。因此，所需的通电电位水平与管线上的感应交流电压有关。管道上存在直 流杂散电流干扰的情况下，可使通电电位更负

偏正（Eon）的阴极保护水

GB/T40377—2021

图C.2直流通电电位、交流电压与交流腐蚀可

D.1试片和探头的使用和尺寸

D.1.1试片和探头的使用

正常工作条件下的交流干扰源（电力线或铁路线路）在管道上产生的交流电压可能导致腐蚀。这种 交流电压可能来源于交流干扰源在管道上的感应耦合或阻性耦合。 交流腐蚀风险可通过安装在管道上的试片或探头进行测量评估。可永久或临时安装。使用试片或 探头获得的测量结果可与本文件中的准则进行比较。 交流腐蚀风险也可通过测量探头或试片上的腐蚀速率进行评估。腐蚀速率可通过ER探头测量， 也可通过在管道附近埋设的腐蚀失重试片测量。当其他技术不能提供可与本文件比较的结果时，通常 会使用后一种试片测量方法

D.1.2试片或探头的尺寸

大多数情况下，发现具有有效防腐层的管道上的交流腐蚀仅发生在裸露面积小的防腐层缺陷位置。 在给定的电位下，裸露面积小的防腐层缺陷电流密度（交流和直流）较高，因此，优选较小面积的探 头或试片进行交流测量（例如U..和I）。 交流电流密度的研究和测量在暴露表面积为1cm²的圆形探头或试片上进行的。对于交流干扰的 测量，采用1cm表面积已成为通用标准

D.2埋地试片和探头的安装

通过旋钻方法安装试片或探头的典型步骤如下。

D.2.2安装试片或探头之前

在安装任何试片或探头之前，定位并识别所有理地的结构物，包括管道、储罐和电缆。选择合适的 地点进行旋钻，旋钻时采取适当的预防措施，不要损坏防腐层或结构物。可取的做法是，应该预先知道 回填部位的位置（见图D.1）。做好标记（例如在测试桩上），定义为零深度。 使用螺旋钻（或等效方法）钻孔，钻至管道底部埋深的位置，安装试片或探头。该安装孔应距离管道 约20cm。在收集土壤时，记录全部不同土层（顶层、中层、底层等）的性质，以便在钻孔完成后能够重新 区分原有的土壤分层。在安装试片或探头时，特别注意要用原管道周围的底层土壤进行回填

GB/T40377—2021

图D.1管道旁边的钻孔

如果需要对土壤类型进行表征，宜使用开挖的主壤在主壤箱中进行主壤电阻率测试，确定主壤含水 量，用酸滴试验显示是否有碳酸钙存在，或收集样品进行进一步分析。详细的土壤分析可以在实验室 进行

D.2.3埋地试片或探头的安装

将试片或探头推入到位。如果土壤质地柔软/沙质，将试片或探头多推一点进入未并挖过的原始土 镶/回填物中。在这种情况下，土壤通常会在试片或探头周围填满并压实，并形成良好的电连接。 如果土壤较硬，可能需要从所需的试片或探头深度取样一定量的土壤，并利用这些土壤混合少量蒸 留水制成包覆试片或探头等模拟防腐层缺陷外周的“块饼状”，然后再放置在土壤中。 在钻孔中以相同的方式回填土壤，尽量复原。回填过程中，做到少量多次回填并压实，将试片或探 头测试导线安置在测试桩中（见图D.2）。优选的做法是，试片或探头应该配备双线连接。试片或探头 与管道之间应至少有一条连接线；第二条连接线可使测量更便捷更可靠。

D.3.1使用电阻探头技术评估腐蚀

D.3.1.1一般理论

电阻（ER)探头技术可以作为失重试片的替代方法用于腐蚀速率评估。与失重试片不同，ER探头 技术不需要开挖和称重程序，它通过电子方式来评估质量损失。 如第8章所述，其他的探头电化学特征也可在ER探头上测量，如交流电流密度，直流电流密度，泄 漏电阻等。 使用ER技术测量金属元件试片的电阻变化。当金属元件由于腐蚀而遭受金属损失时，元件的电 组将增加。由于元件的电阻也随温度变化而变化，因此使用第二元件用于温度补偿，该元件用涂层保护 免受腐蚀。暴露于腐蚀环境的元件构成了试片部分，而带有防腐涂层的元件则构成参比元件（见 图D.3）。两者进行了热连接处理以有效地均衡两个元件之间的任何温度差。 通常测量两个独立元件电阻值的方法是，使激励电流通过元件并测量由激励电流引起的元件长度 上产生的电压

图D.3基于激励电流和电压测量的ER探头原理

在高交流电流通过试片元件时，可以预见，与参比元件相比，试片元件会局部发热。因此，在ER测 量前，ER探头应在短时间内与管道断开连接并处于开路状态，直至达到热平衡。这将确保元件的厚度 得到最佳评估

D.3.2ER探头在现场的应用

可使用穿孔探头来代替传统的试片。该探头可以测量交流和直流十扰的水平以及电流密度。此 外，该探头可以很容易确定达到临界预定腐蚀深度的时间。因此，可在现场验证降低交流腐蚀速率所采 取措施的有效性。 该探头由厚度在0.1mm～1mm范围的薄钢板和内部电极构成。薄钢板一侧与土壤接触，另一侧 附有绝缘体，该绝缘体将内部电极和钢板隔开。当钢板腐蚀穿孔时，湿气将渗透到气密试片，并在电极 和薄钢板之间形成导电电解质。通过电极和薄板之间简单的电阻测量，利用常规电阻测量装置即可检 测试片的穿孔。因此，穿孔探头的监测可以容易地整合到常规检查作业中或随时进行监测。这项技术 关键的优点在于操作简单，特别是可提供腐蚀深度的信息。因此双桂湖别墅设计方案，这种技术可以不受制于腐蚀表面状况 而提供关于腐蚀深度的信息。在发生局部腐蚀的情况下，这项技术是非常重要的，这种腐蚀迅速穿透， 且质量损失很小。 这项技术的主要应用目的是确保电流密度的阈值得以满足。由于这些电流值是在整个探头表面

的平均值，所以在探头表面上形成石灰层的情况下，实际的局部电流密度可能被低估。因此，穿孔探头 通过给出报警值可以提供额外的安全等级。即使发生局部腐蚀的情况下，这项技术也是唯一可以提供 腐蚀深度信息的试片测量技术

GB/T40377—2021

E.1阴极保护电流导致pH增加，并且导致钢表面形成的一些腐蚀产物发生从Fe3+到Fe2+的电化学 还原反应。由腐蚀产生所积累的铁离子的总体含量可以根据腐蚀产物中Fe2+电化学氧化为Fe3+来进 行估计。因此，氧化反应所需的电荷量与一段时间内形成的腐蚀产物的量成比例。氧化可以在现场安 装的与阴极保护管线连接的所有类型的试片或探头上发生。 E.2通过将试片或探头与管道分开，可以在其上施加恒定的阳极电流，并记录相应的电位。通过周期 性地切断电流，可以计算得出欧姆电位降，或者确定断电电位。将试片或探头极化到OV（相对于CSE） 所需的电荷量可用于估计试片或探头上的质量损失。将该电荷的库仑数乘以0.013，可以获得试片或探 头的质量损失（单位：克）。该技术的优点是可确定过去发生腐蚀的程度。此外，腐蚀的进一步增加可以 通过重复库仑氧化过程得以确定。如果所有腐蚀产物都是电化学过程的结果，并且存在足够高的阴极 保护电流以还原腐蚀产物，则这项技术的测量结果是可靠的

JC∕T 1072-2008 防水卷材生产企业质量管理规程附录F （资料性） 交流腐蚀现象简述

管道的阴极保护会使电流通过防腐层破损处、与土壤接触的金属表面进入管道。该电流通过从土 壤中除氧并消除管道沿线的电位差来防止腐蚀发生。此外，阴极电流使得钢表面的碱度增加。

F.2存在交流电压的阴极保护管道