Corrosion of metals and alloys -- Determination of AC corrosion -- Protection criteria

This document specifies protection criteria for determining the AC corrosion risk of cathodically protected pipelines. It is applicable to buried cathodically protected pipelines that are influenced by AC traction systems and/or AC power lines. In the presence of AC interference, the protection criteria given in ISO 15589-1 are not sufficient to demonstrate that the steel is being protected against corrosion. This document provides limits, measurement procedures, mitigation measures, and information to deal with long-term AC interference for AC voltages at frequencies between 16,7 Hz and 60 Hz and the evaluation of AC corrosion likelihood. This document deals with the possibility of AC corrosion of metallic pipelines due to AC interferences caused by conductive, inductive or capacitive coupling with AC power systems and the maximum tolerable limits of these interference effects. It takes into account the fact that this is a long-term effect, which occurs during normal operating conditions of the AC power system. This document does not cover the safety issues associated with AC voltages on pipelines. These are covered in national standards and regulations (see, e.g., EN 50443).

Corrosion des métaux et alliages -- Détermination de la corrosion occasionnée par les courants alternatifs -- Critères de protection

Le présent document spécifie des critčres de protection pour la détermination du risque de corrosion due aux courants alternatifs pour les canalisations protégées cathodiquement. Il s'applique aux canalisations enterrées qui sont protégées cathodiquement et influencées par des systčmes de traction ŕ courant alternatif et/ou des lignes électriques haute tension en courant alternatif. En présence d'une influence due aux courants alternatifs, les critčres de protection spécifiés dans l'ISO 15589‑1 sont insuffisants pour démontrer que l'acier est protégé contre la corrosion. Le présent document spécifie les limites, les modes opératoires de mesurage, les mesures d'atténuation et les informations relatives ŕ l'influence en régime de fonctionnement permanent des courants alternatifs pour les tensions de courant alternatif ŕ des fréquences comprises entre 16,7 Hz et 60 Hz, et ŕ l'évaluation du risque de corrosion due aux courants alternatifs. Le présent document traite de la possible corrosion des canalisations métalliques due ŕ l'influence des courants alternatifs provoquée par le couplage conductif, inductif ou capacitif avec des systčmes électriques ŕ courant alternatif, ainsi que des limites maximales admissibles des effets de cette influence. Il prend en compte le fait qu'il s'agit d'un effet ŕ long terme qui se produit uniquement lors de conditions normales d'exploitation du systčme électrique ŕ courant alternatif. Le présent document ne traite pas des problčmes de sécurité liés aux tensions de courant alternatif sur les canalisations. Ceux-ci sont traités dans les normes et réglementations nationales (voir par exemple l'EN 50443).

General Information

Status
Published
Publication Date
09-Dec-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
11-Nov-2019
Completion Date
10-Dec-2019
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ISO 18086:2019 - Corrosion of metals and alloys -- Determination of AC corrosion -- Protection criteria
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ISO 18086:2019 - Corrosion des métaux et alliages -- Détermination de la corrosion occasionnée par les courants alternatifs -- Criteres de protection
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18086
Second edition
2019-12
Corrosion of metals and alloys —
Determination of AC corrosion —
Protection criteria
Corrosion des métaux et alliages — Détermination de la corrosion
occasionnée par les courants alternatifs — Critères de protection
Reference number
ISO 18086:2019(E)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 18086:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 18086:2019(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Cathodic protection persons competence .................................................................................................................................. 5

5 Assessment of the AC influence ............................................................................................................................................................. 5

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 5

5.2 Assessment of the level of interference ............................................................................................................................. 6

6 Evaluation of the AC corrosion likelihood.................................................................................................................................. 6

6.1 Prerequisite ............................................................................................................................................................................................... 6

6.1.1 General...................................................................................................................................................................................... 6

6.1.2 AC voltage on the structure .................................................................................................................................... 7

6.2 AC and DC current density ............................................................................................................................................................ 7

6.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 7

6.2.2 AC current density .......................................................................................................................................................... 7

6.2.3 High cathodic DC current density ..................................................................................................................... 7

6.2.4 Low cathodic DC current density ...................................................................................................................... 8

6.2.5 Current ratio “I /I ” ............................................................................................................................................... 8

a.c. d.c.

6.2.6 Soil resistivity ..................................................................................................................................................................... 8

6.3 Corrosion rate .......................................................................................................................................................................................... 8

6.4 Pipeline coatings ................................................................................................................................................................................... 8

6.5 Evaluation of the metal loss ......................................................................................................................................................... 9

7 Acceptable interference levels ............................................................................................................................................................... 9

8 Measurement techniques ............................................................................................................................................................................ 9

8.1 Measurements ......................................................................................................................................................................................... 9

8.1.1 General...................................................................................................................................................................................... 9

8.1.2 Selection of test sites .................................................................................................................................................... 9

8.1.3 Selection of measurement parameter ........................................................................................................10

8.1.4 Sampling rate for the recording of interference levels ................................................................10

8.1.5 Accuracy of measuring equipment................................................................................................................10

8.1.6 Installation of coupons or probes to calculate current densities........................................10

8.2 DC potential measurements .....................................................................................................................................................10

8.3 AC voltage measurements ..........................................................................................................................................................11

8.4 Measurements on coupons and probes ..........................................................................................................................11

8.4.1 Installation of coupons or probes ..................................................................................................................11

8.4.2 Current measurements............................................................................................................................................12

8.4.3 Corrosion rate measurements...........................................................................................................................12

8.5 Pipeline metal loss techniques ...............................................................................................................................................13

9 Mitigation measures ......................................................................................................................................................................................13

9.1 General ........................................................................................................................................................................................................13

9.2 Construction measures .................................................................................................................................................................13

9.2.1 Modification of bedding material ...................................................................................................................13

9.2.2 Installation of isolating joints ............................................................................................................................13

9.2.3 Installation of mitigation wires ........................................................................................................................14

9.2.4 Optimization of pipeline and/or powerline route ...........................................................................14

9.2.5 Power line or pipeline construction.............................................................................................................14

9.3 Operation measures ........................................................................................................................................................................14

9.3.1 Earthing ................................................................................................................................................................................14

9.3.2 Adjustment of cathodic protection level ..................................................................................................15

9.3.3 Repair of coating defects ........................................................................................................................................15

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 18086:2019(E)

10 Commissioning ....................................................................................................................................................................................................16

10.1 Commissioning ....................................................................................................................................................................................16

10.2 Preliminary checking ......................................................................................................................................................................16

10.2.1 General...................................................................................................................................................................................16

10.2.2 Coupon AC voltage and current startup ...................................................................................................17

10.2.3 Verification of effectiveness.................................................................................................................................17

10.2.4 Installation and commissioning documents .........................................................................................17

11 Monitoring and maintenance ...............................................................................................................................................................18

Annex A (informative) Simplified description of the AC corrosion phenomenon ..............................................19

Annex B (informative) Coupons and probes ..............................................................................................................................................21

Annex C (informative) Coulometric oxidation .........................................................................................................................................26

Annex D (informative) Influence of soil characteristics on the AC corrosion process ...................................27

Annex E (informative) Other criteria that have been used in the presence of AC influence ....................28

Annex F (informative) Parameters to take into account to choose a DC decoupling device ....................32

Annex G (informative) Method to determine the reference electrode location to remote earth .......34

Annex H (informative) Simultaneous measurement on coupon current densities with high rate ...36

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................38

iv © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 18086:2019(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metal and alloys.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 18086:2015), of which it constitutes a

minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:

— references cited informatively (EN 13509 and EN 15257) have been moved from Clause 2 to the

Bibliography;

— in Clause 7, the two instances of the phrase “AC current density” have been changed to “AC average

current density”.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
© ISO 2019 – All rights reserved v
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ISO 18086:2019(E)
Introduction

This document has incorporated criteria and thresholds together with experience gained from the

most recent data. Various countries have a very different approach to the prevention of AC corrosion

depending primarily on the DC interference situation. These different approaches are taken into

account in two different ways:

— in the presence of “low” on-potentials, which allows a certain level of AC voltage (up to 15 V);

— in the presence of “high” on-potentials (with DC stray current interference on the pipeline for

instance), which requires the reduction of the AC voltage towards the lowest possible levels.

This document also gives some parameters to consider when evaluating the AC corrosion likelihood,

as well as detailed measurement techniques, mitigation measures, and measurements to carry out for

the commissioning of any AC corrosion mitigation system. Annex E proposes other parameters and

thresholds that require further validation based on practical experiences.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18086:2019(E)
Corrosion of metals and alloys — Determination of AC
corrosion — Protection criteria
1 Scope

This document specifies protection criteria for determining the AC corrosion risk of cathodically

protected pipelines.

It is applicable to buried cathodically protected pipelines that are influenced by AC traction systems

and/or AC power lines.

In the presence of AC interference, the protection criteria given in ISO 15589-1 are not sufficient to

demonstrate that the steel is being protected against corrosion.

This document provides limits, measurement procedures, mitigation measures, and information to

deal with long-term AC interference for AC voltages at frequencies between 16,7 Hz and 60 Hz and the

evaluation of AC corrosion likelihood.

This document deals with the possibility of AC corrosion of metallic pipelines due to AC interferences

caused by conductive, inductive or capacitive coupling with AC power systems and the maximum

tolerable limits of these interference effects. It takes into account the fact that this is a long-term effect,

which occurs during normal operating conditions of the AC power system.

This document does not cover the safety issues associated with AC voltages on pipelines. These are

covered in national standards and regulations (see, e.g., EN 50443).
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Basic terms and definitions

ISO 15589-1, Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Cathodic protection of pipeline

systems — Part 1: On-land pipelines

IEC 61010-1, Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use —

Part 1: General requirements

EN 50443, Effects of electromagnetic interference on pipelines caused by high voltage AC electric traction

systems and/or high voltage AC power supply systems
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 18086:2019(E)
3.1
AC electric traction system

AC railway electrical distribution network used to provide energy for rolling stock

Note 1 to entry: The system can comprise the following:
— contact line systems;
— return circuit of electric railway systems;

— running rails of non-electric railway systems, which are in the vicinity of and conductively connected to the

running rails of an electric railway system.
3.2
AC power supply system

AC electrical system devoted to electrical energy transmission, which includes overhead lines, cables,

substations and all apparatus associated with them
3.3
AC power system
AC electric traction system (3.1) or AC power supply system (3.2)

Note 1 to entry: Where it is necessary to differentiate, each interfering system (3.6) is clearly indicated with its

proper term.
3.4
copper/copper sulfate reference electrode
CSE

reference electrode consisting of copper in a saturated solution of copper sulfate

3.5
AC voltage

voltage measured to earth (3.9) between a metallic structure and a reference electrode

3.6
interfering system

general expression encompassing an interfering high voltage AC electric traction system (3.1) and/or

high voltage AC power supply system (3.2)
3.7
interfered system
system on which the interference (3.15) effects appear
Note 1 to entry: In this document, it is the pipeline system (3.8).
3.8
pipeline system
system of pipe network with all associated equipment and stations

Note 1 to entry: In this document, pipeline system refers only to metallic pipeline system.

Note 2 to entry: The associated equipment is the equipment electrically connected to the pipeline.

3.9
earth

conductive mass of the earth, of which the electric potential at any point is conventionally taken as

equal to zero
[SOURCE: IEC 60050-826]
2 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 18086:2019(E)
3.10
operating condition
fault-free operation of any system
Note 1 to entry: Transients are not to be considered as an operating condition.
3.11
fault condition

non-intended condition caused by a short-circuit to earth (3.9), the fault duration being the normal

clearing time of the protection devices and switches

Note 1 to entry: A short circuit is an unintentional connection of an energized conductor to earth or to any

metallic part in contact with earth.
3.12
conductive coupling

coupling that occurs when a proportion of the current belonging to the interfering system (3.6) returns

to the system earth (3.9) via the interfered system (3.7) or when the voltage to the reference earth of the

ground in the vicinity of the influenced object rises because of a fault in the interfering system and the

results of which are conductive voltages and currents
3.13
inductive coupling

phenomenon whereby the magnetic field produced by a current carrying circuit influences another circuit

Note 1 to entry: Coupling is quantified by the mutual impedance of the two circuits. The results of which are

induced voltages and, hence, currents that depend on, for example, the distances, length, inducing current, circuit

arrangement and frequency.
3.14
capacitive coupling

phenomenon whereby the electric field produced by an energized conductor influences another

conductor

Note 1 to entry: Coupling is quantified by the capacitance between the conductors and the capacitances between

each conductor and the earth (3.9). The results of which are interference (3.15) voltages into conductive parts or

conductors insulated from earth. These voltages depend, for example, on the voltage of the influencing system,

distances and circuit arrangement.
3.15
interference

phenomenon resulting from conductive, inductive or capacitive coupling (3.12, 3.13, 3.14) between

systems, which can cause malfunction, dangerous voltages, damage (3.17), etc.
3.16
disturbance

malfunction of a piece of equipment that loses its capability to work properly for the duration of the

interference (3.15)

Note 1 to entry: When the interference disappears, the interfered system (3.7) starts working properly again

without any external intervention.
3.17
damage

permanent reduction in the quality of service that can be suffered by the interfered system (3.7)

Note 1 to entry: A reduction in the quality of service could also be the complete cancellation of service.

EXAMPLE Coating perforation, pipe pitting, pipe perforation, permanent malfunction of the equipment

connected to the pipes.
© ISO 2019 – All rights reserved 3
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ISO 18086:2019(E)
3.18
danger
state of the influenced system that is able to produce a threat to human life
3.19
interference situation

maximum distance between the pipeline system (3.8) and AC power system for which an interference

(3.15) is to be considered
3.20
interference voltage

voltage caused on the interfered system (3.7) by the conductive, inductive or capacitive coupling (3.12,

3.13, 3.14) with the nearby interfering system (3.6) between a given point and the earth (3.9) or across

an insulating joint
3.21
IR drop

voltage due to any current, developed in an electrolyte such as the soil, between the reference electrode

and the metal of the structure, in accordance with Ohm’s Law (U = I × R)
3.22
IR-free potential
IR-free

pipe to electrolyte potential measured without the voltage error caused by the IR drop (3.21) due to the

protection current or any other current
3.23
off-potential
off

pipe to electrolyte potential measured after interruption of all sources of applied cathodic protection

current with the aim of approaching an IR-free potential (3.22)
Note 1 to entry: The delay before measurement varies according to circumstances.
3.24
on-potential

pipe to electrolyte potential measured while the cathodic protection system is continuously operating

3.25
spread resistance

ohmic resistance through a coating defect to earth (3.9) or from the exposed metallic surface of a

coupon (3.26) towards earth

Note 1 to entry: This is the resistance which controls the AC or DC current through a coating defect or an exposed

metallic surface of a coupon for a given AC or DC voltage.
3.26
coupon

metal sample of defined dimensions made of a metal equivalent to the metal of the pipeline

3.27
probe

device incorporating a coupon (3.26) that provides measurements of parameters to assess the

effectiveness of cathodic protection and/or corrosion risk
4 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 18086:2019(E)
4 Cathodic protection persons competence

Persons who undertake the design, supervision of installation, commissioning, supervision of operation,

measurements, monitoring and supervision of the maintenance of cathodic protection systems shall

have the appropriate level of competence for the tasks undertaken.

EN 15257 or the NACE Cathodic Protection Training and Certification Programme constitute suitable

methods of assessing and certifying the competence of cathodic protection personnel.

The competence of cathodic protection persons to the appropriate level for tasks undertaken should be

demonstrated by certification in accordance with prequalification procedures such as EN 15257, the

NACE Cathodic Protection Training and Certification Programme, or any other equivalent scheme.

5 Assessment of the AC influence
5.1 General

This document is applicable to all metallic pipelines and all high voltage AC traction systems and high

voltage AC power supply systems and all major modifications that can significantly change the AC

interference effect.
The effects are the following:

— danger to people who come in direct contact or contact through conductive parts with the metallic

pipeline or the connected equipment;
— damage of the pipeline or to the connected equipment;
— disturbance of electrical/electronic equipment connected to the pipeline.

Electrical/electronic systems installed on a pipeline network shall be chosen such that they will neither

become dangerous nor interfere with normal operating conditions because of short-term voltages and

currents, which appear during short circuits on the AC power system.

Long-term AC interference on a buried pipeline can cause corrosion due to an exchange of AC current

between the exposed metal of the pipeline and the surrounding electrolyte.

This exchange of current depends on an AC voltage of which the amplitude is related to various

parameters such as the following:
— configuration of AC power line phase conductors;
— presence and configuration of the earthing conductor;
— distance between the AC power line/traction system and the pipeline;
— current flowing in the AC power line/traction system phase conductors;
— average coating resistance of the pipeline;
— thickness of the coating;
— soil resistivity;
— presence of earthing systems;
— voltage of the AC railway system or the AC power line system.
© ISO 2019 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 18086:2019(E)
5.2 Assessment of the level of interference

Calculations can be carried out (e.g. in accordance with EN 50443) by mathematical modelling to

determine the earthing requirements necessary to maintain touch voltages within acceptable safe

levels. Their results can also be used to determine voltages necessary to reduce the AC corrosion

likelihood.

During the design phase of new influencing systems (electricity power line or railway line) or a

new influenced system (pipelines), an estimation of the level of AC voltage on the pipeline should be

calculated. Calculations can be carried out by mathematical modelling to determine the level of voltage

produced on the pipeline. In the case of existing structures, field measurements can also be used as an

option to calculation.

According to the results of calculations or field measurements, relevant mitigation measures should be

installed on the influencing systems and/or the influenced system to achieve the relevant AC voltage to

reduce the AC corrosion likelihood (see C
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18086
Deuxième édition
2019-12
Corrosion des métaux et alliages —
Détermination de la corrosion
occasionnée par les courants
alternatifs — Critères de protection
Corrosion of metals and alloys — Determination of AC corrosion —
Protection criteria
Numéro de référence
ISO 18086:2019(F)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 18086:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 18086:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Compétences du personnel en matière de protection cathodique ..................................................................5

5 Évaluation de l’influence due aux courants alternatifs ................................................................................................ 5

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 5

5.2 Évaluation du niveau d’influence ............................................................................................................................................ 6

6 Évaluation du risque de corrosion due aux courants alternatifs ....................................................................... 6

6.1 Condition préalable ............................................................................................................................................................................. 6

6.1.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 6

6.1.2 Tension de courant alternatif sur la structure ....................................................................................... 7

6.2 Densité de courants alternatif et continu ........................................................................................................................ 7

6.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 7

6.2.2 Densité de courant alternatif................................................................................................................................. 8

6.2.3 Densité de courant continu cathodique élevée...................................................................................... 8

6.2.4 Densité de courant continu cathodique faible........................................................................................ 8

6.2.5 Rapport des courants «I /I » ......................................................................................................................... 8

c.a. c.c.

6.2.6 Résistivité du sol .............................................................................................................................................................. 8

6.3 Vitesse de corrosion ........................................................................................................................................................................... 9

6.4 Revêtements des canalisations ................................................................................................................................................. 9

6.5 Évaluation de la perte de métal ................................................................................................................................................ 9

7 Niveaux d’influence acceptables .......................................................................................................................................................... 9

8 Techniques de mesurage ...........................................................................................................................................................................10

8.1 Mesurages ................................................................................................................................................................................................10

8.1.1 Généralités .........................................................................................................................................................................10

8.1.2 Sélection des points de mesure ........................................................................................................................10

8.1.3 Sélection du paramètre de mesurage .........................................................................................................11

8.1.4 Fréquence d’échantillonnage pour l’enregistrement des niveaux d’influence........11

8.1.5 Exactitude de l’équipement de mesurage ...............................................................................................11

8.1.6 Installation de témoins ou de sondes pour calculer les densités de courant ...........11

8.2 Mesurages du potentiel de courant continu ...............................................................................................................11

8.3 Mesurages de la tension de courant alternatif .........................................................................................................12

8.4 Mesurages sur les témoins et les sondes .......................................................................................................................12

8.4.1 Installation des témoins ou des sondes ....................................................................................................12

8.4.2 Mesurages des courants .........................................................................................................................................13

8.4.3 Mesurages de la vitesse de corrosion .........................................................................................................13

8.5 Techniques relatives à la perte de métal des canalisations ...........................................................................14

9 Mesures d’atténuation .................................................................................................................................................................................14

9.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................14

9.2 Mesures de construction .............................................................................................................................................................14

9.2.1 Modification du matériau d’enfouissement...........................................................................................14

9.2.2 Installation de joints d’isolation ......................................................................................................................14

9.2.3 Installation de câbles d’atténuation .............................................................................................................15

9.2.4 Optimisation de la trajectoire de la canalisation et/ou de la ligne électrique .........15

9.2.5 Construction d’une ligne électrique ou d’une canalisation ......................................................15

9.3 Mesures de fonctionnement .....................................................................................................................................................15

9.3.1 Mise à la terre ..................................................................................................................................................................15

9.3.2 Réglage du niveau de protection cathodique .......................................................................................17

9.3.3 Réparation des défauts de revêtement ......................................................................................................17

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
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ISO 18086:2019(F)

10 Mise en service ....................................................................................................................................................................................................17

10.1 Mise en service .....................................................................................................................................................................................17

10.2 Vérification préalable .....................................................................................................................................................................17

10.2.1 Généralités .........................................................................................................................................................................17

10.2.2 Mise en service de la tension de courant alternatif et du courant alternatif

sur témoins ........................................................................................................................................................................18

10.2.3 Vérification de l’efficacité ......................................................................................................................................19

10.2.4 Documents concernant l’installation et la mise en service ......................................................19

11 Surveillance et maintenance .................................................................................................................................................................19

Annexe A (informative) Description simplifiée du phénomène de corrosion due aux

courants alternatifs ........................................................................................................................................................................................21

Annexe B (informative) Témoins et sondes ................................................................................................................................................23

Annexe C (informative) Oxydation coulométrique .............................................................................................................................28

Annexe D (informative) Influence des caractéristiques du sol sur le processus de corrosion

due aux courants alternatifs .................................................................................................................................................................29

Annexe E (informative) Autres critères utilisés en présence d’une influence due aux

courants alternatifs ........................................................................................................................................................................................30

Annexe F (informative) Paramètres à prendre en compte pour choisir un dispositif de

découplage du courant continu..........................................................................................................................................................34

Annexe G (informative) Méthode de détermination de l’emplacement d’une électrode de

référence par rapport à la terre lointaine ..............................................................................................................................36

Annexe H (informative) Mesurage simultané sur un témoin des densités de courant à une

fréquence élevée ................................................................................................................................................................................................38

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................40

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ISO 18086:2019(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 18086:2015), dont elle constitue

une révision mineure. Cette édition inclut les modifications suivantes par rapport à l’édition précédente:

— les références citées à titre informatif (EN 13509 et EN 15257) dans l’Article 2 ont été déplacées

dans la Bibliographie;

— dans l’Article 7, les deux occurrences de l’expression «densité de courant alternatif» ont été modifiées

en «densité moyenne de courant alternatif».

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 18086:2019(F)
Introduction

Le présent document contient des critères et des valeurs seuils tous basés sur l’expérience acquise à

partir des données les plus récentes. La démarche de prévention de la corrosion occasionnée par les

courants alternatifs varie considérablement selon les pays, essentiellement en fonction du contexte

dans lequel se produisent les influences dues au courant continu. Ces différentes démarches sont prises

en considération de deux façons:

— soit en présence de potentiels à courant établi «bas», permettant un certain niveau de tension du

courant alternatif (jusqu’à 15 V);

— soit en présence de potentiels à courant établi «élevés» (avec une influence de courants vagabonds

continus sur la canalisation, par exemple) nécessitant la réduction de la tension de courant alternatif

aux niveaux les plus bas possible.

Le présent document fournit également un certain nombre de paramètres à prendre en considération

lors de l’évaluation du risque de corrosion due aux courants alternatifs, ainsi que des informations

détaillées sur les techniques de mesure, les méthodes d’atténuation et les mesures à réaliser lors de la

mise en service de tout système d’atténuation de la corrosion due aux courants alternatifs. L’Annexe E

propose d’autres critères et valeurs seuils qui nécessitent une validation supplémentaire à partir

d’expériences pratiques.
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NORME INTERNATIONALE ISO 18086:2019(F)
Corrosion des métaux et alliages — Détermination de
la corrosion occasionnée par les courants alternatifs —
Critères de protection
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie des critères de protection pour la détermination du risque de corrosion

due aux courants alternatifs pour les canalisations protégées cathodiquement.

Il s’applique aux canalisations enterrées qui sont protégées cathodiquement et influencées par des

systèmes de traction à courant alternatif et/ou des lignes électriques haute tension en courant alternatif.

En présence d’une influence due aux courants alternatifs, les critères de protection spécifiés dans

l’ISO 15589-1 sont insuffisants pour démontrer que l’acier est protégé contre la corrosion.

Le présent document spécifie les limites, les modes opératoires de mesurage, les mesures d’atténuation

et les informations relatives à l’influence en régime de fonctionnement permanent des courants

alternatifs pour les tensions de courant alternatif à des fréquences comprises entre 16,7 Hz et 60 Hz, et

à l’évaluation du risque de corrosion due aux courants alternatifs.

Le présent document traite de la possible corrosion des canalisations métalliques due à l’influence

des courants alternatifs provoquée par le couplage conductif, inductif ou capacitif avec des systèmes

électriques à courant alternatif, ainsi que des limites maximales admissibles des effets de cette

influence. Il prend en compte le fait qu’il s’agit d’un effet à long terme qui se produit uniquement lors de

conditions normales d’exploitation du système électrique à courant alternatif.

Le présent document ne traite pas des problèmes de sécurité liés aux tensions de courant alternatif sur

les canalisations. Ceux-ci sont traités dans les normes et réglementations nationales (voir par exemple

l’EN 50443).
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Termes principaux et définitions

ISO 15589-1, Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel — Protection cathodique des

systèmes de transport par conduites — Partie 1: Conduites terrestres

IEC 61010-1, Règles de sécurité pour appareils électriques de mesurage, de régulation et de laboratoire —

Partie 1: Exigences générales

EN 50443, Effets des perturbations électromagnétiques sur les canalisations causées par les systèmes

de traction électrique ferroviaire en courant alternatif et/ou par les réseaux électriques H.T. en courant

alternatif
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 8044, ainsi que les suivants,

s’appliquent.
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ISO 18086:2019(F)

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
système de traction électrique à courant alternatif

réseau de distribution électrique ferroviaire à courant alternatif utilisé pour fournir de l’énergie à un

matériel roulant
Note 1 à l'article: Le système peut comprendre:
— des systèmes de ligne de contact;
— le circuit de retour des réseaux de chemins de fer électriques;

— les rails de roulement des réseaux de chemin de fer non électriques, qui se trouvent à proximité des rails de

roulement d’un réseau de chemin de fer électrique et qui leur sont conductivement reliés.

3.2
système d’alimentation électrique à courant alternatif

système électrique à courant alternatif dédié à la transmission d’énergie électrique et incluant les lignes

aériennes, les câbles, les sous-stations ainsi que tous les appareils qui leur sont associés

3.3
système électrique à courant alternatif

système de traction électrique à courant alternatif (3.1) ou système d’alimentation électrique à courant

alternatif (3.2)

Note 1 à l'article: Lorsqu’il est nécessaire d’établir une différenciation, chaque système produisant des interférences

(3.6) est clairement indiqué avec son terme adéquat.
3.4
électrode de référence au cuivre/sulfate de cuivre
CSE

électrode de référence constituée de cuivre dans une solution saturée de sulfate de cuivre

3.5
tension de courant alternatif

tension mesurée à la terre (3.9) entre une structure métallique et une électrode de référence

3.6
système produisant des interférences

expression générale englobant un système de traction électrique à courant alternatif (3.1) à haute tension

produisant une interférence et/ou un système d’alimentation électrique en courant alternatif (3.2) à

haute tension produisant une interférence
3.7
système subissant des influences
système sur lequel apparaissent les effets des interférences (3.15)

Note 1 à l'article: Dans le présent document, il s’agit du système de canalisations (3.8).

3.8
système de canalisations

système de réseau de tubes avec tous les appareils et toutes les stations associés

Note 1 à l'article: Dans le présent document, l’expression «système de canalisations» fait seulement référence à

un système de canalisations métalliques.

Note 2 à l'article: L’appareil associé est celui qui est connecté électriquement à la canalisation.

2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 18086:2019(F)
3.9
terre

masse conductrice de la terre dont le potentiel électrique en un point quelconque est pris par convention

comme étant égal à zéro
[SOURCE: IEC 60050-826]
3.10
condition d’exploitation
fonctionnement sans incident d’un système

Note 1 à l'article: Les transitions ne sont pas à considérer comme une condition d’exploitation.

3.11
condition de défaut

condition non intentionnelle provoquée par un court-circuit à la terre (3.9), la durée du défaut étant le

temps normal de dépannage des dispositifs de protection et commutateurs

Note 1 à l'article: Un court-circuit est une connexion involontaire d’un conducteur sous tension à la terre ou à une

partie métallique en contact avec celle-ci.
3.12
couplage conductif

couplage qui a lieu lorsqu’une partie du courant qui appartient au système produisant les interférences

(3.6) retourne à la terre (3.9) du système par l’intermédiaire du système subissant des influences (3.7), ou

lorsque la tension à la terre de référence de la masse au voisinage de l’objet subissant l’influence s’élève

en raison d’un défaut dans le système produisant des interférences, les résultats de ce couplage étant

des tensions et des courants conducteurs
3.13
couplage inductif

phénomène par lequel le champ magnétique produit par un circuit énergisé influence un autre circuit

Note 1 à l'article: Le couplage est quantifié par l’impédance mutuelle des deux circuits. Les résultats de ce

couplage sont des tensions induites et donc des courants induits qui sont fonction, par exemple, des distances, de

la longueur, du courant inducteur, de la disposition des circuits et de la fréquence.

3.14
couplage capacitif

phénomène par lequel le champ électrique produit par un conducteur sous tension influence un autre

conducteur

Note 1 à l'article: Le couplage est quantifié par la capacité entre les conducteurs, et la capacité entre chaque

conducteur et la terre (3.9). Les résultats de ce couplage sont des tensions d’interférence (3.15) dans des parties

conductrices ou des conducteurs isolés de la terre. Ces tensions sont fonction, par exemple, de la tension du

système produisant des interférences, des distances et de la disposition des circuits.

3.15
interférence

phénomène résultant d’un couplage conductif, inductif ou capacitif (3.12, 3.13, 3.14) entre des systèmes,

qui peut provoquer un dysfonctionnement, des tensions dangereuses, des dommages (3.17), etc

3.16
perturbation

dysfonctionnement d’un appareil perdant sa capacité de bon fonctionnement pendant toute la durée

des interférences (3.15)

Note 1 à l'article: Lorsque l’interférence disparaît, le système subissant des interférences (3.7) recommence à

fonctionner correctement sans intervention externe.
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ISO 18086:2019(F)
3.17
dommage

abaissement permanent de la qualité du service pouvant être subi par le système subissant des

influences (3.7)

Note 1 à l'article: Une diminution de la qualité du service peut aussi correspondre à un arrêt complet du service.

EXEMPLE Perforation du revêtement, piqûres du tube, perforation du tube, dysfonctionnement permanent

du matériel relié aux tubes.
3.18
danger

état du système subissant des influences qui représente une menace mortelle pour l’homme

3.19
situation d’interférence

distance maximale entre le système de canalisations (3.8) et le système électrique à courant alternatif

pour lesquels une interférence (3.15) est à considérer
3.20
tension perturbatrice

tension provoquée sur le système subissant des influences (3.7) par le couplage conductif, inductif ou

capacitif (3.12, 3.13, 3.14) avec le système produisant des interférences (3.6) qui se trouve à proximité,

entre un point donné et la terre (3.9) ou à travers un joint d’isolation
3.21
chute de tension ohmique

tension créée par un courant quelconque, qui apparaît dans un électrolyte tel que le sol, entre l’électrode

de référence et le métal de la structure, conformément à la loi d’Ohm (U = I × R)

3.22
potentiel sans chute de tension ohmique
IR-free

potentiel d’électrode de la canalisation mesuré sans l’erreur de tension occasionnée par la chute de

tension ohmique (3.21), due au courant de protection ou à tout autre courant
3.23
potentiel à courant coupé
off

potentiel d’électrode de la canalisation mesuré après l’interruption de toutes les sources du courant

de protection cathodique appliqué à la canalisation dans le but d’approcher le potentiel sans chute de

tension ohmique (3.22)
Note 1 à l'article: Le délai avant mesurage varie selon les circonstances.
3.24
potentiel à courant établi

potentiel d’électrode de la canalisation mesuré lorsque le système de protection cathodique fonctionne

en continu
3.25
résistance de dispersion

résistance ohmique traversant un défaut du revêtement en direction de la terre (3.9) ou résistance de la

surface métallique exposée d’un témoin (3.26) en direction de la terre

Note 1 à l'article: Il s’agit de la résistance qui contrôle le courant alternatif ou continu traversant un défaut du

revêtement ou une surface métallique exposée d’un témoin pour une tension alternative ou continue donnée.

4 © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 18086:2019(F)
3.26
témoin

échantillon de métal de dimensions définies constitué d’un métal équivalent au métal de la canalisation

3.27
sonde

dispositif intégrant un témoin (3.26) et qui permet de mesurer des paramètres afin d’évaluer l’efficacité

...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.