1、中华人民共和国石油天然气行业标准埋地钢质管道防腐绝缘层电阻率现场测量技术规定SY/T 6063-1994批准部门:中国石油天然气总公司批准日期:1995-01-18实施日期:1995-07-01主题内容与适用范围本标准规定了电流一电位法、选频一变频法测量管道防腐绝缘层电阻率的方法。本标准适用于无保温层、测段内无分支、电气上不间断的埋地钢质管道防腐绝缘层电阻率测量。2引用标准SYJ 23埋地钢质管道阴极保护参数测试方法3电流一电位法3. 1使用仪表及工具a)直流电位差计一台:准确度不低于。.OS级;b)直流电压表一块:输人阻抗)106 S1，量程0-2 000 mV，准确度不低于2. 5级;。)
2、饱和硫酸铜参比电极一支:符合SYJ 23要求;d)铜塑导线若干;e)能提供IA以上直流电源一组;f)直流电流表一块:量程0-v10 A，准确度不低于2. 5级;g) 500 mm长，直径2040 mm钢电极(可用钢管代替)3-4根。3.2测量接线图3.2. 1利用阴极保护电流测防腐绝缘层电阻率接线见图1.1一管道;2直流电位差计图利用阴极保护电流测防腐绝缘层电阻率接线示意图SY/T 6063-19943.2.2临时外加电流法测防腐绝缘层电阻率接线见图2,3. 3测量要求3.3. 1测量管段内无分支、无接地，若有牺牲阳极，必须断开。3.3.2所有导线与管道接触点均应除去防腐层，磨出钢管本色。将导
3、线用手按在管道上或用夹子夹住，使其接触良好3.3.3在P,点与P:点分别取一段管道，使每段测取的电位差以不小于50 KV为宜，每段间的最小长度(La,)可参照附录A(参考件)选取。3.3.4测量点距汇流点应大于300 me3.3.5 P，点与P2点测量应连续进行，时间间隔不大于1h，测量时保护站输出电流要保持稳定3. 3.6对于牺牲阳极保护的管段和两保护站间电流交汇点1 km内的管段，采用临时外加电流法进行测量3.3.6. 1将钢电极打人与管道垂直距离20 m以外的潮湿土壤中，电源正极接钢电极，负极接管道与电流表串联(见图2)3. 3.6.2其他要求同3. 3.1-3. 3. 5步骤。1-管道
4、;2一直流电位差计.3一电流表,4一电源图2临时外加电流法测防腐绝缘层电阻率接线示意图3. 43.4. 13.4.23.4.31则量方法测取被测管段P,点至P:点间的长度L(精确到1 m),L应不大于1 km,测取A,B两点间距离(精确到1 cm).用电压表及饱和硫酸铜参比电极测出P, , P:点的保护电位E-和Epic，自然电位一年内有测试数位的，可取靠近测试点的数值用于计算如需另测的可断电2448 h后进行测量。3.4.4将直流电位差计调零，然后将测量开关打到“标准”，旋动工作电流调节旋钮，使指针指零，接到线路中。离通电点远端接正，将倍率选择钮、测量刻度盘调到估算值的位置，将测量开关打到“
5、未知”，细调倍率和测量盘，使表针指零。此时所测值即为A,B两点电压降，记录数值。3.4.5当不知道管材的电阻率时，在通电点附近选取一段管道，测出电流在这段管道上的压降，换算出实际电阻率，测点应选在离汇流点1. 5 D(D为管线外径)外。3.4.6重复3.4.4步骤，取重复性好的三组以上数据的平均值为测量值。3.4.7临时外加电流法进行测量时，应先通电，待电流、电位稳定后方可进行测量，步骤同3. 4. 1923SY/T 6063-199433.5冷53.5计算方法根据欧姆定律按式(1)一(4)计算P, P点的电流和电阻值，或参照附录B(参考件)直接查取。叭一凡叭一凡PLI一-一n_PL21、,一
6、一于丁一J(1)(2)(3)(4)式中:AV,一一P，点AB两点间的管道电压降(mV);AVz-P:点AB两点间的管道电压降(mV);R, -P,点AB两点间的电阻(0) ;R-P:点AB两点间的电阻(S2);P-钢管电阻率(。mm /m) (A3;0. 300.36; 16 Mn;0.224; 20号:0.135;I-P:点AB两点间的距离(m);L2 -P:点AB两点间的距离(m);S一钢管环形截面积(m);I,-P点的管内电流(mA) ;I一一P点的管内电流(mA) e3.5.2根据P, , P:两点间的电流，算出P;至Pz管段上漏失的电流为7= I,一I, (mA)3.5.3 P, ,
7、P:点开机前后的电位差E, (mV), AE, (mV)，分别按式(5),(6)计算。AE, =EP一EP, eAEi =EP2,一E-式中:EP, -P:点自然电位(mV);E,一P、点保护电位(mV);E.,:-P:点自然电位(mV) ;E,:一P:点保护电位(mV) o3.5.4 P、至P管段防腐绝缘层电阻率按式(7)计算X60:0.14);:E,+EZ2AIMI);兀DI(7)式中:一一被测管段防腐绝缘层电阻率(nI)一管道外直径(m);I,一一P,与P:间管道长度(m).4变频一选频法4.1一般规定4.1.1本方法原则上可进行任意管长测量，但不宜小于200 m,测量中强制电流阴极保护
8、可继续运行。但被侧管段中安装有牺牲阳极或其他用途的接地体时，必须切断其与管道的电连接。4.1.2测量作业前，应对仪器进行全面检查与校准。具体办法可参照附录C(参考件)的要求进行。测量过程中，仪器累计开机时间每两小时左右应校准仪器一次。4.1.3本方法最终测定结果，由计算机按编制的程序计算得到。相关的计算参数，由现场测量参数及管道防腐层常数参数组成。现场测量参数包括发射信号频率、信号发射端管道对地电平、信号接收端管SY/T 6063-1994地电平、发端一收端电平差、被测管段线长与被测管段沿线代表性土壤电阻率等。管道防腐层常数参数由资料软盘提供，可直接查取现场测量结果应认真进行记录，记录表格格式
9、可参照附录D(参考件)。4.1.4被测管段线长，一般情况下，可用信号发射端与信号接收端的平面线长代替。4. 1.5信号发射端和信号接收端与管道的电连接原则上利用管道上已设置的测量电位或电流的装置(或端钮)。无条件时，可开挖管道将防腐层剥开5 cm,设临时接点，所有电连接点均应连接牢固，接触良好。4. 1.6测量作业中应经常检查仪器电源电压变化情况，当电压降至警戒线时，应立即关机，予以充电(验电钮在仪器面板上)。当电源电压降至警戒线后所测得的数据必须作废。4. 1.7仪器运输、移位或使用中，应防止剧烈震动、雨淋、曝晒。4.1.8每次测量及测量作业完成后，要切断电源，清洁整理，参照附录c(参考件)
10、中的有关要求存放、保管。4. 1.9仪器所附测量用配线，当其破损或遗失后，应按原型号、规格或不低于原配线强度和性能的电缆(线)补配。4.2测量使用仪器a)防腐层绝缘电阻率测量仪一套，包括:变频信号源一台，选频指示器二台，充电器一台，配线及配件一套;b)土壤电阻率测量仪一台;c)对讲机一对，3 km.4.3测量接线及测段布设4. 3.1按仪器面板上的指示，分别将仪器的输出端，利用所附配线和配件，接到管道和接地极上，其示意接线图如图30A-变频信号源;B、玖选频指示器;G,G,G一金属接地极;P-管道图3变频一选频法测量防腐绝缘层电阻率接线示意图4.3.2变频信号源原则上可设在任意点，但宜避开固定
11、墩等管道对地绝缘有可能薄弱的处所或管道分支点的附近;选频指示器虽然可设在管道分支点附近，但必须做到被测管内无分支管道4.3.3变频信号源接地体(接地体G,)距管道垂直距离约20 m，选频指示器接地体(接地体G G)分别距管道垂直距离约25m。接地体应牢固插人地中，土壤十分干燥时宜注水湿润。4.3.4变频信号源与该端设置的选频指示器，可共线与管道连接。但在有条件时，宜采用“专线、专点”连接，此时变频指示器和选频指示器与管道连接点之间的距离以2-5 cm为宜4. 3.5变频信号源、选频指示器，可卧式(面板上向)或立式(面板侧向)放置，但应保持与地面平、直并注意背光或遮阳。4.3.6仪器就位后，宜现
12、场测取发射端选频指示器与接收端选频指示器的管段线长，记录该值，作为被测段长。一般情况下可使用平面线长。但当利用管道上已设测量装置测量。且其水平线长为已知时，亦可不在现场测量。SY/T 6063-1994:_:测量操作 变频信号源、选频指示器同时开机，调整变频信号源变频钮，向管道试送某一个频率信号(一般沥青防腐层习惯上试送频率为10 kHz),4.4.2利用对讲机向收端通报发射频率，发端及收端同时凋节选频钮，测取该频率下的收端与发端管道对地电平。4.4.3收端操作人利用对讲机向发端通报测取的管道对地电平值。4.4.4发端操作人速算发端与收端管道对地电平差。其差值应等于或稍大于23 dB。此时记录
13、发射频率，发端、收端管道对地电平及其电平差。4.4.5如第一次试送时，测取的收、发两端电子差不符第4.4.4条的规定，则应改变变频信号源的发射频率，重复第4.4.24.4.4条的步骤，直至电平差达到等于或稍大于23 dB为止。4.4.6如管道上存在交流杂波的影响，可暂停电信号发射，利用选频指示器，查探干扰的大致主频率。发射频率可适当避开干扰主频率。此时第4. 4.4条的标准，可适当放宽。4.5土壤电阻率的测量4.5. 1土壤电阻率测量方法按SYJ 23a4.5.2测量地点应选在能代表被测管段沿线土壤性质的地点，测量深度应为管道埋深。4.6数据处理4.6. 1所测防腐层绝缘电阻率(12.11)值
14、，由电子计算机按预编制的程序计算得出。4.6.2数据处理包括软盘二片，即计算程序及资料盘，计算时按计算软盘提供的程序，依次输人计算参数，所需计算参数一部分由现场测量数据提供，一部分由资料盘提供，操作者依据已知的管道原始资料对照资料盘给出的资料直接选取即可，也可参照附录E(参考件)选取。4.6.3计算完成后，可将结果逐一存储于计算机中，即可任意打印输出或调出使用。4.6.4计算机规格性能应具386型以上的功能。附录A(参考件)电流一电位法最小L,。与电流I的关系图nn任侣7720x 9A3 377义716Mn 426X7-一占-4I (A)16M.529 X 61 267图A1电流1与最小L.,
15、关系图SY/T 6063-1994附录B(参考件)电流一电位法AB点间的压降AV与L.。的比值与电流I的关系图冬?夕p3 311 x7A3 237竺Ava (gV.)图B1 L,上压降,iV/L.、与电流I关系图附录C(参考件)AY-508型管道防腐层绝缘电阻测f仪使用说明C1仪器的使用与校准Cl. 1检查电源并充电a)将随机带的标准电源线，插人侧面电源进线插座，引人220 V市电;b)将电源开关置“一”，则电源指示灯亮，表示电源接通;c)将电源开关置“Off,，位置时，整机处于停机状态;d)当电源开关置“一”位置时，为整机机内电池组供电;e)当电源开关置亡位置时，为整机内部充电，这时表头指针
16、逐渐向黑线带靠近，表明充电正常。当表针指示在黑线带内，连续充电5-v8 h，电池可连续工作4-5 h.Cl. 2选频指示器校准a)宽频校准:将测量电平开关(S,)置;功能选择开关(S)置“宽频”，调整电位器(RP)使表头指针指向0 dB位置。t)选频校准:将电平开关(S,)置校准位置;功能选择开关(S)置“选频”位置，此时摆动频率旋927SY/T 6063-1994柄，使频率显示100 kHz士20 Hz时，表头指针会起动到最大值，然后调整电位器(RP)使指针指到0 dB位置，即自校完毕这项校准可在到现场使用之前进行，在测量过程中也可随时校准。C1.3变频信号源与选频指示器联试a)选频联试:将
17、随机带的三芯线一端插人变频信号源的三芯输出插座(XS,)，另一插头端插人选频指示器的三芯输人插座(XS, );变频信号源阻抗转换开关置“on,，档，功能选择开关置“选频”档，两个仪表的电平选择开关置相对应的电平档，此时改变信号源频率，指示器选择相应频率，当指示器指针指示最大时，所读电平值应与信号源输出电平值一样。b)统调联试:将随机带的同轴插头线一端插人信号源的同轴输出插座(XS, )，另一端插人指示器的输人插座(XS,)功能选择开关(SO置“宽频”档，此时改变信号源的频率及电平，指示器会自动跟踪。C2现场测.C2. 1测量时的仪器配置与接线仪器配置及接线示意如图Cl,C2. 2测量操作a)发
18、端:变频信号源:开机用直流电源工作;输出阻抗用。档;输出电平选择。dB或+10 dB档;输出信号频率试用10 kH:左右;选频指示器:开机用直流电源工作;输人阻抗置10 K(二)档;功能选择开关置“选频”档;电平开关暂置一30 dB档;旋转频率旋柄使频率指示在10 kHz;附近选择使表头指示为最大，如果表针无指示或指示很小，可将电平开关置更低档，如表针指示超过。dB，应将电平开关置更高档，如此选择直至使表针指示接近0 dB为好，记下电平读数(电平开关指示加表头指示);发端选频操作具有一定经验之后，为了提高测量速度，可以采用统调操作;b)收端:收端选频指示器操作与发端相同，所不同的是电平测量应比
19、发端指示器测量的电平低23 dB以上。G,C,4,-接地极棒(随机配有三根铜棒);八变频信号源(随机配有一根三个端子的测量接线，一端为三_芯插头，插人仪器的输出三芯插孔;一端为2 m长接线，将接线夹接被侧管段始端与管道连接的侧试线;另一端为20 m长的线，将夹子接距管道垂直方向20 m插人地中的接地棒;残一发端选频指示器(随机配有一根三个端子的测量接线，一端为三芯插头，插人仪器的三芯测量插座子一端为Zm长的接线，将(红)夹子接发端与管道连接的测量线;另一根2m长接线，将(黑)夹子接距管道垂直距离为2 m的接地棒);B,一接收端选频指示器，在被测管段末端(随机带有一根三个端子的测量线，接线方法与
20、发端指示器相同)图C1测量接线图SY/T 6063-1994C2. 3 d=确读数测量时发、收两端应配有对讲机联络当发端信号第一次输出频率为10 kHz时，如果发端指示器实测电平为一33 dB，此时收端指示器实测电平若为一46 dB，其电平差则为:(一33)一(一46)=13 dB根据变频一选频法测量管道防腐层绝缘电阻的基本原理，要求所使用的测量频率一定要达到在被测管段L的电平衰耗大于23 dB，此时13 dB是不够的，所以应提高测量信号的频率。提高发端信号源输出频率后，在两端所测电平差必然会增大，直至大于23 dB为止，记录此时频率值(精确到个位数)，同时记录该频率下的收、发两端指示器的电平
21、值(精确到小数点后一位)注:为了减小测量引入的误差，所谓大于23 dB除特殊情况外不可大得太多.选择使用测量频率与管道防腐层的绝缘状况有直接关系，当被测管段防腐层质量较差或被测管段较长时，使用的测量频率偏低，而当被测管段防腐层绝缘良好或被测管段较短时，使用的测量频率偏高C2. 4被测管段长度被测管段的实际长度与准确求得该段管道防腐层绝缘电阻值有密切关系，一般对于长输管道每公里所设测试桩的距离，应查看一下施工时的原始资料，进行核对。当遇到进出泵站、跨越阀池等情况，两个测试桩之间的距离往往只有几百米。对于测量小于500 m的管段，应实地测量距离(精确到1 m).C2. 5测量大地导电率所谓测量大地
22、导电率，就是测量被测管段周围土壤电阻率，再取倒数。土壤电阻率的测量可用四极法，极间距为Zm，有条件最好沿管线多测几处，特别是被测管段穿过土壤状况差别较大时，将几个测得数据取平均值测量土壤电阻率的仪表，可用ZC-8型接地电阻测量仪(摇表)。C2. 6现场测量记录现场测量的原始数据一定要记录清楚完整，表C1可供参考。表ct铁一秦线管道绝缘电阻测，原始记录测试段土壤电阻率(a.m)测试频率(Hz)发端电平(dB)收端电平(dB)电平差(db)测试段长(m)测试日期及备注46-47505 040一40一64241 00047-4837.713 018一30一55. 925.91 00048-4940.
23、 21 008一45一74.529. 5750C3绝缘电阻计算现场测得的参数:频率、电平差、土壤电阻率、管段长度，是反映被测管段防腐层质量的主要参数。另外，随着不同被测对象，管道外径、金属管壁厚、防腐层厚度与防腐层材料等也都应当是已知的。士_述众多参数都与管道防腐层绝缘电阻有关。当这些参数为已知时，即可通过理论公式计算，求得被测管道防腐层绝缘电阻值。鉴于计算比较复杂，需借助计算机计算，随仪器配有计算软盘一套(两片)。计算软盘的使用是按不熟悉计算机操作的人员编制的。C3. 1所用计算机的要求与IBM AT或IBM 286以上机种兼容;配有至少10 MB的硬盘;内存为640 KB并至少扩充到1 M
24、BEI F;至少配有一个1. 2 MB软盘驱动器;使用MS- DOS 3.。以上版本。SY/T 6063-1994C3. 2计算软盘内容a)辅助盘内装UCDOS中文系统及数据库格式。b)程序盘内装两套计算程序:其一名称为ABC，该程序计算结果可与数据库通信，可以存库、不存库、查询、修改、删除。其二名称为CBA，该程序只有计算功能，使用要比ABC程序简便计算结果用笔记录，除计算绝缘电阻外，还可以给出直流传播常数、特性阻抗及参考阴极保护长度(单边)。C3.3操作步骤a)当计算机通电之前，先将辅助盘插人A驱动器中，开机;b)略等片刻，机器便会进人汉字状态下并在屏幕上出现“A”提示符;c)键人ABC后
25、回车，屏幕上会出现中文进一步提示，按照提示将辅助盘取出，将程序盘插人A驱动器中。再次键人ABC后回车，计算机便进人“变频一选频法测量埋地管道防腐层绝缘电阻计算管理”系统中了。d)以下操作均按屏幕显示的中文提示进行操作，即可得出所要计算的绝缘电阻值了。上述操作步骤为基本操作，为了灵活使用该套计算软盘，随盘还带有“计算软盘使用说明”。附录D(参考件)线管道绝缘电阻率测t原始记录格式表D1线管道绝缘电阻率测，原始记录测试桩号 土壤电阻率(Qm)测试频率(Hz)发端电平(dB)收端电平(dB)电平差(dB)管道绝缘电阻率(nm)测试日期备注一测点分布平面示意图测量技术负责人测量操作记录SY/T 606
26、3-1994附录E(参考件)常用公式及参数El电平表指示电平与电压的关系衡量信号沿传输线传输量的大小变化，国际标准用分贝(dB)作单位，过去我国曾用奈(N)作单位电压与电平的关系参见表El.电压电平按式(El) ,(E2)计算。A=201qA=1n会(dB)V, (N)Vn(El)(E2)式中:A-一电压电平(dB);Vo-一输人端电压(V);V-一末端电压(V)e注1 dB(分贝)=0. 115 N奈);1 N(奈)=8A电平(dB)686 dB(分贝);电压与电平的关系式:1,- e.;IA(V-一一电压(V表E1电压与电平的关系表V(伏特)00.010.10. 775I10dB(分贝)一
27、37. 78一17. 380+2.21十22.1N(奈)一4. 35一2.050-0.255一2.55E2管道规格表哀EZ管道规格表4T径(mm)管壁厚(mm)1 (mm)管壁厚(mm)$1085, 6, 7, 8一”776, 7, 8, 9, 10,11, 1201595, 6, 7, 8一“266, 7, 8, 9, 10,11, 12此195, 6, 7, 8一“296, 7, 8, 9, 10,11, 1242736, 7, 8, 9, 10一“306, 7, 8, 9, 10,11, 1203256, 7, 8, 9, 10,11, 12一”206, 7, 8, 9, 10,11,
28、12931SY/T 6063-1994E3管道防腐层结构表E3防腐层等级与防腐层结构表防腐层等级防腐层结构每层沥青厚度(mm)防腐层总厚度(mm)普通防腐沥青底漆一沥青一玻璃布一沥青一玻璃布一沥青一取抓乙烯膜-1,5)4.0加强防腐沥青底漆一沥青一玻璃布一沥青一玻璃布一沥青一玻璃布一沥青一聚抓乙烯膜-1.5妻5. 5特强防腐沥青底漆一沥青一玻璃布一沥青一玻璃布一沥青一玻璃布一沥青一 玻璃布一沥青一聚抓乙烯膜-1.5多7. 0泡沫塑料防腐保温层泡沫塑料层一聚乙烯塑料25士1. 2泡沫塑料层一沥青一玻璃布一沥青一玻璃布一沥青一聚抓乙烯膜)25士4环氧煤沥青防腐层“轻型”一层底漆，两层面漆“普通型”
29、一层底漆，一层玻璃布，三层面漆“加强型”:一层底漆，两层玻璃布，四层面漆0. 2-0. 304050.60.8E4常用钢材电导率表以常用钢材电导率表型号电阻率(口mm/m)电导率1/。一)1型号电阻率(1Zmm/m)电导率(1/fl “ m)10号钢0. 11 一16Mn钢0.2244.46又1020号钢0.135 一铬钢0. 224. 55火10“45号钢0. 1327.58X100T8银0. 147. 14 X 10“E5钢材相对导磁率钢材相对导磁率为150-250E6不同绝缘材料电参数衰ES不同绝级材料电参数表材料介电常数损耗角正切备注沥宵2.5-2.80.015频率为10-50 Hz聚
30、抓乙烯2. 73-6.00. 015聚乙烯2. 30-2. 350. 0005环氧树脂3.55.00.002-0. 05聚苯乙烯270. 0005纤维素2. 6-7. 50. 02-0. 12不同结构防腐层电参数计算管道防腐层一般由不同绝缘材料组成，其介电常数，应求出综合介电常数，代人公式计算。7好ESY/T 6063-1994求等效介电常数公式如式(E3) aEiS,+,S,S, +S2式中:虱、一等效介电常数;。1第一种材料介电常数;5!一第一种材料的截面积(Cm);El一一第二种材料介电常数;S,第二种材料的截面积(cm).对于有发泡塑料的防腐层，应考虑发泡中空气所占的比例，其发泡部分的等效介电常数由式(E4)计算。Ep=(rz/4) X (d一4)X(1一P) XE(E4)P=V, /V,式中:.泡沫塑料防腐层等效介电常数;d一泡沫防腐层内直径(cm);d泡沫防腐层外直径(cm);11一发泡度;V空泡沫塑料中空气所占的体积(cm);Vw -泡沫塑料中塑料所占的体积(cm);E,-一材料介电常数。ES地表土和水的介电常数表E6地表土咬和水的介电常数表类别介电常数沿海干沙地10湿润森林平地12肥水农耕地15放牧地、丘陵13淡水80海水80
