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陰極保護(hù)指標(biāo)
- 作者:立博
- 來源:wwww.zou666.com
- 發(fā)布時間:2024-08-20
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1.管道表面的陰極和陽極
管道埋地后,受管道沿線土壤性質(zhì)及環(huán)境差異的影響,管道表面各點(diǎn)電位存在差異。電位較負(fù)的位置為陽極,發(fā)生腐蝕;電位較正的部位為陰極,腐蝕得到抑制。陰極和陽極之間的電流稱為腐蝕電流。
2.陰極保護(hù)指標(biāo)
如圖2-1所示,在管道表面眾多陽極中,總會有一個位置,這里的電位最負(fù)。如果能夠讓其他部位的電位負(fù)向偏移,都達(dá)到該電位,則管道表面各點(diǎn)之間將沒有電位差,沒有陽極,不再有腐蝕電流。通常把金屬表面最負(fù)的陽極電位定義為陰極保護(hù)最小保護(hù)指標(biāo)。
由于管道埋地后,各部位的電位都要發(fā)生變化(極化),如圖2-2所示,所以從地表無法測量到某個陽極或某個陰極的電位,能夠測量到的是很多陰極和陽極的綜合電位,稱之為自然電位或腐蝕電位。
金屬結(jié)構(gòu)的自然電位以及最負(fù)的陽極電位會隨環(huán)境而變化經(jīng)過多年的研究與實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)碳鋼結(jié)構(gòu)不論在何種環(huán)境下,最負(fù)的陽極電位不會比-0.85V、更負(fù),所以把-0.85V..定義為碳鋼結(jié)構(gòu)的最小保護(hù)電位。通過研究還發(fā)現(xiàn),金屬的自然電位和其最負(fù)的陽極電位之間的差值小于100mV,也就是說,從自然電位的基礎(chǔ)上,電位負(fù)向偏移100mv,結(jié)構(gòu)的電位就已經(jīng)比最負(fù)的陽極電位還負(fù)。所以,100mV陰極極化指標(biāo)也是工程上經(jīng)常采用的最小陰極保護(hù)指標(biāo)。一般情況下,滿足100mV陰極極化指標(biāo)需要的
電流要小于滿足-850my,最小指標(biāo)所需要的電流量。
3.管地電位測量回路中土壤的 IR 降
在管地電位測量過程中,經(jīng)常是把參比電極放在地表面,通過測試樁測量管道的電位,如圖2-3所示。管道埋地后,在陰極保護(hù)電源開啟之前測量到的管地電位為自然電位V。如果將管道金屬與土壤接觸面形成的雙電層假設(shè)成一個充電電池,那么該電位就是電池的殘壓。陰極保護(hù)電源開啟后,電流經(jīng)土壤流向管道,給該電池充電,該電池電壓也會逐步增大,假設(shè)該電壓增大了 AE,則把 AE稱為陰極極化。電池充滿電后的電壓稱為極化電位E。AE可以通過極化電位減去自然電位來計(jì)算。
由于陰極保護(hù)電流在向管道流動過程中會經(jīng)過土壤,而土壤具有電阻,把陰極保護(hù)電流在土壤中產(chǎn)生的電壓降定義為R降。電壓表的電壓讀數(shù)為通電電位,含有土壤中的電壓降(R降)和極化電位。為了消除通電電位中的IR降,通常采用瞬時斷電的方式。斷電瞬間,由于電流為零,則IR降也為零,把此時讀到的電位稱為瞬時斷電電位V,數(shù)值上等于極化電位E,。當(dāng)管道受雜散電流于擾時,因?yàn)殡s散電流沒辦法中斷,所以不能用斷電法測量管道極化的電位。
4.管地電位測量回路中導(dǎo)線的 IR 降
如果測量導(dǎo)線中有電流流動,如圖2-4所示,也會給測量的電位帶來誤差。眾所周知,恒電位儀面板上的陰極線和零位接陰線都是連接管道的,既然都是連接管道,為什么不能把陰極線作為測量線呢?就是因?yàn)殛帢O線中有電流流動,會給測量結(jié)果帶來誤差。
假設(shè)恒電位儀輸出電壓為8V,輸出電流為3A,在零位接陰與參比電極之間測量到的管地電位為-1350mv,在陰極電纜與參比電極之間測量到的電位是-1800my.,銅芯電纜截面積為16mm?,計(jì)算陰極電纜的長度是多少?
陰極電纜上測量到的電位與零位接陰電纜測量到的管地電位差值450mV是由陰極電纜上的電壓降造成的。已經(jīng)知道了陰極電纜的電壓降和電流,可以計(jì)算陰極電纜的電阻值,又知道陰極電纜的截面積,根據(jù)公式R=P--(銅的電阻率為1.72x10-Ω·cm很容易計(jì)算出陰極電纜線的長度是139m。所以,當(dāng)電纜線中有電流流動時,不能作為電位測量線,如犧牲陽極與管道的連線以及管道之間的均壓線(跨接線),如果將它們作為管地電位測量線,將會給測量結(jié)果帶來誤差。
5.管地電位之間的關(guān)系
陰極保護(hù)中各電位之間的關(guān)系如圖2-5所示。通電電位等于自然電位加極化偏移及R降。通電電位減去極化電位(斷電電位)等于降,極化電位減去自然電位等于極化偏移
V =V+ΔE+IR; V-V =IR; レ-V=AE
6.防腐層漏點(diǎn) IR 降范圍
如圖2-6所示,95%的IR降發(fā)生在10倍的漏點(diǎn)直徑范圍之內(nèi),所以,通常的近參比法不會減小通電電位讀數(shù)中的R降。只有當(dāng)參比電極靠近防腐層缺陷點(diǎn)時,才能有效地減小土壤中IR降。與參比電極之間電阻最小或電位更高的防腐層缺陷點(diǎn)對電壓表讀數(shù)影響最大。