〔建筑工程治理陰極保護(hù)工程技術(shù)手冊(cè)根底學(xué)問(wèn)陰極保護(hù)工程技術(shù)手冊(cè)---根底學(xué)問(wèn)篇壹、陰極保護(hù)簡(jiǎn)介：每種金屬浸在壹定的介質(zhì)中都有壹定的電位，稱之為該金屬的腐蝕電位〔自然電位。腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對(duì)難易。腐蝕電位愈負(fù)愈簡(jiǎn)潔失去電子，我們稱失去電子的部位為陽(yáng)極區(qū)，得到電子的部位為陰極區(qū)。陽(yáng)極區(qū)由于失去電子〔如，鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入土壤〕受到腐蝕而陰極區(qū)得到電子受到保護(hù)。陰極保護(hù)的原理是給金屬補(bǔ)充大量的電子，使被保護(hù)金屬整體處于電子過(guò)剩的狀態(tài)，使金屬外表各點(diǎn)到達(dá)同壹負(fù)電位，金屬原子不簡(jiǎn)潔失去電子而變成離子溶入溶液。實(shí)現(xiàn)這壹目的的方法有倆種：壹種是犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，壹種是外加電流陰極保護(hù)。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)是將電位更負(fù)的金屬和被保護(hù)金屬連接，且處于同壹電解質(zhì)中，使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)金屬上去，使整個(gè)被保護(hù)金屬處于壹個(gè)較負(fù)的一樣電位下。此方法廣〔電流壹般小于1安培〔土壤電阻率小于100歐姆.米〕的金屬構(gòu)造。如，城市管網(wǎng)、小型儲(chǔ)罐等。外加電流陰極保護(hù)是通過(guò)外加直流電源以及關(guān)心陽(yáng)極，迫使電流從陽(yáng)極體經(jīng)過(guò)土壤流向被保護(hù)金屬，使被保護(hù)金屬構(gòu)造電位低于四周環(huán)境。該方式主要用于保護(hù)大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬構(gòu)造，如：長(zhǎng)輸埋地管道，大型罐群等。二、陰極保護(hù)相關(guān)定義：1、自然電位：自然電位是金屬埋入土壤后，在無(wú)外部電流影響時(shí)的對(duì)地電位。自然電位隨著金屬構(gòu)造的材質(zhì)、外表狀況和土質(zhì)狀況，含水量等因素不同而異，壹般有涂層埋地管道的自然電位在-0.4V～0.7V(CSE)之間，在雨季土壤潮濕時(shí)，自然電位會(huì)偏負(fù)，壹般取平均值-0.55V。2、保護(hù)電位：保護(hù)電位是指陰極保護(hù)時(shí)使金屬腐蝕停頓時(shí)所需要的電位值。3、保護(hù)電流密度：保護(hù)電流密度系指被保護(hù)構(gòu)筑物單位面積上所需的保護(hù)電流。4、最小保護(hù)電流密度：使金屬腐蝕下降到最低程度或停頓時(shí)所需要的保護(hù)電流密度，稱作最小保護(hù)電流密度，其常用單位為mA/m2表示。處于土壤中的暴露金屬，最小保護(hù)電流密度壹般取10mA/m2。5、最大保護(hù)電位如前所述，保護(hù)電位不是愈低愈好，是有限度的，過(guò)低的保護(hù)電位會(huì)造成管道防腐層漏點(diǎn)處仍可導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生氫脆進(jìn)而發(fā)生氫脆斷裂，所以必需將電位掌握在比析氫電位稍高的電位值，此電位稱為最大保護(hù)電位，超過(guò)最大保護(hù)電位時(shí)稱為“過(guò)保護(hù)”。6、瞬時(shí)斷電電位：在斷掉被保護(hù)構(gòu)造的外加電源或犧牲陽(yáng)極0.2—0.5秒中之內(nèi)讀取得構(gòu)造對(duì)地電位由于此時(shí)沒(méi)有外加電流從介質(zhì)中流向被保護(hù)構(gòu)造，所以，所測(cè)電位為構(gòu)造的實(shí)際極化電位，不含 IR降〔介質(zhì)中的電壓降。由于在斷開被保護(hù)構(gòu)造陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，構(gòu)造對(duì)地電位受電感影響，會(huì)有壹個(gè)正向脈沖，所以，應(yīng)選取0.2—0.5秒之內(nèi)的電位讀數(shù)。三、陰極保護(hù)材料-《犧牲陽(yáng)極》1、鎂陽(yáng)極：鎂的密度為１.74ｇ/cm3，開路電位：-1.56V，但土壤中電流效率低，只有50％左右。標(biāo)準(zhǔn)電極電位：－2.37V，海水中的穩(wěn)定電位為：-1.45Ｖ△E=0.7V在土壤電阻率小于１００Ω.m的地方可選用鎂陽(yáng)極。高純鎂假設(shè)加工成帶狀陽(yáng)極，可把應(yīng)用范圍擴(kuò)大到1170Ω.m的環(huán)境中。裸陽(yáng)極帶填包料陽(yáng)極帶狀鎂陽(yáng)極Ｄ型鎂陽(yáng)極:主要應(yīng)用在土壤環(huán)境中。鎂陽(yáng)極外形、尺寸具體數(shù)據(jù)見(jiàn)《陰極保護(hù)工程手冊(cè)》第72帶狀鎂陽(yáng)極外形及性能截面〔A×B〕9.5×19mm鋼芯直徑單重，kg/m3.2mm0.37電流輸出海水土壤〔5000Ω〕淡水(15000Ω)2.4A/m10ｍＡ／ｍ３ｍＡ／ｍ2、鋅陽(yáng)極：鋅的密度為7.14ｇ/cm3，開路電位：－1.03V，土壤中電流效率大于６５％△E=0.2V通常應(yīng)用在小于500Ω15Ω.m土壤電阻率的土壤中也可用鋅陽(yáng)極。高純鋅通常用來(lái)制造擠壓的帶狀陽(yáng)極或作為固定參比電極、接地電池用。鋅也可做成鐲式陽(yáng)極，主要應(yīng)用在水下和海底管道上，壹種是作成塊狀然后焊接在鋼支架上形成壹個(gè)圓形，仍有直接做成半環(huán)狀，直接扣在管道上。＞尺寸：25.4×28.5mm15.8×22.2mm12.7×14.2mm8.7×11.9mmф3.9mm鋅帶不加填包料的鋅接地電池特別用途：鋅接地極，參比電極，接地電池，防溝通干擾(《陰極保護(hù)工程手冊(cè)》78頁(yè))3、鋁陽(yáng)極：鋁的密度為2.7ｇ/cm3，開路電位：－１.05V左右，電流效率大于70%，△E=0.25V通常應(yīng)用在小于150Ω電阻率的水中，鋁陽(yáng)極通常不在土壤中使用。各種犧牲陽(yáng)極的規(guī)格能夠參照《陰極保護(hù)工程手冊(cè)》第71儲(chǔ)罐用鋁陽(yáng)極鋁合金陽(yáng)極犧牲陽(yáng)極種類的應(yīng)用選擇：水中可選陽(yáng)極種類電阻率，Ω土壤中可選陽(yáng)極種類電阻率，Ω鋁＜150帶狀鎂陽(yáng)極＞100鋅＜500鎂〔-1.7v〕60-100鎂＞500鎂40-60鎂〔-1.5V〕＜40鎂〔，鋅＜15鋅或AL-ZN-IN-SI＜5〔含CL—〕陰極保護(hù)材料——《外加電流》1、可溶性金屬和合金：鋼鐵：優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)電極上析出氣體很少，因而不存在“氣阻”問(wèn)題，因無(wú)氯氣析出，全部在封閉的容器中可應(yīng)用鋼陽(yáng)極。埋設(shè)方式：壹、豎向立式埋設(shè)，橫向電纜連接。二、豎向立式埋設(shè)，橫向仍用鋼鐵〔扁鋼、圓鋼或鋼管〕連接。三、深井式地床，為了起到深井陽(yáng)極地床的作用，在整體形鋼管陽(yáng)極的上部，如15m以內(nèi)，要進(jìn)展防腐絕緣。鋼鐵陽(yáng)極已很少應(yīng)用，不過(guò)在高電阻率環(huán)境中，仍是首選材料。有色金屬：鋁的腐蝕產(chǎn)物無(wú)毒，無(wú)色，工作時(shí)不析出氯氣，所以能夠用于封閉的容器和淡水儲(chǔ)罐中的保護(hù)。而用鋁作關(guān)心陽(yáng)極，其產(chǎn)物仍可起到壹定的降垢和緩蝕作用。通常使用20mm直徑的長(zhǎng)條型擠壓陽(yáng)極，海水中最好用純鋁。2、整體非金屬導(dǎo)體磁性氧化鐵，本身受制造工藝的限制，當(dāng)下仍不能制造大型的電極，僅制作熱水器等水中構(gòu)筑物的電化學(xué)用關(guān)心陽(yáng)極。碳素陽(yáng)極，主要是石墨陽(yáng)極和碳倆種。碳素回填料主要是為了避開“氣阻”，延長(zhǎng)陽(yáng)極壽命。通常的冶金焦炭渣便可滿足。3、局部鈍化的金屬和合金高硅鑄鐵：可單獨(dú)使用也可和碳素填料壹起使用，后者狀況和石墨陽(yáng)極狀況相像。高硅鑄鐵的電纜接頭過(guò)渡電阻小于0.01歐，脫出拉力大于陽(yáng)極體自重的倆倍。對(duì)于高硅鑄鐵能夠做成預(yù)制式陽(yáng)極體、深井陽(yáng)極體。單支高硅鑄鐵預(yù)包裝高硅鑄鐵陽(yáng)極體4、完全鈍化的金屬鍍鉑鈦：能夠加工成各種外形。仍有鍍鉑鈮和鍍鉑鉭倆種材料形式。鍍鉑陽(yáng)極對(duì)電流波浪很敏感，當(dāng)通以50HZ溝通電時(shí)，鉑的外表會(huì)形成褐色的氧化物，產(chǎn)生1KA/m2破壞，緣由可能是氫滲入到鈦基中的后果。鍍鉑型陽(yáng)極的基體：1、鈦：在陰極保護(hù)領(lǐng)域中，鍍鉑型陽(yáng)極的基體多項(xiàng)選擇用鈦。同樣也能夠做成預(yù)制陽(yáng)極體和深井陽(yáng)極體。2、鈮和鉭：價(jià)格比鍍鉑鈦貴，但它具有良好的電導(dǎo)性和較高的擊穿電壓。這倆種金屬主要用于海洋構(gòu)筑物中，當(dāng)用于高電阻率水，需要較高鼓勵(lì)電壓的船舶上選擇陽(yáng)極，以及固定構(gòu)筑物上陽(yáng)極距離較遠(yuǎn)且電流較大時(shí)，這時(shí)選用鈮就比鉭經(jīng)濟(jì)。管狀硅金屬氧化物陽(yáng)極預(yù)制式深井陽(yáng)極體貴金屬氧化物陽(yáng)極帶鍍鉑型陽(yáng)極的選用：陰極保護(hù)大量應(yīng)用鍍鉑型陽(yáng)極防止和海水接觸的鋼構(gòu)筑物的腐蝕。而在淡水中雖然鍍鉑陽(yáng)極的溶解速度在淡水中比在海水中高出５倍，但鍍鉑型陽(yáng)極在這壹領(lǐng)域仍是適宜的。5、柔性陽(yáng)極：柔性陽(yáng)極用導(dǎo)電塑料制成，把導(dǎo)電塑料包覆在銅芯上，美國(guó)瑞侃X公司生產(chǎn)帶有碳粉填包的柔性陽(yáng)極。強(qiáng)制電流的電源輸出的電能約有80系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。陽(yáng)極數(shù)量少，地床電阻高、耗電量大，雖然建設(shè)費(fèi)用低，但運(yùn)行費(fèi)用高，反之，陽(yáng)極數(shù)量多，地床電阻小，耗電量削減，建設(shè)費(fèi)用雖高，但運(yùn)行費(fèi)用低，依據(jù)設(shè)計(jì)給定的保護(hù)電流和土壤電阻率選取最正確的陽(yáng)極數(shù)量。陰極保護(hù)材料介紹——《配套材料》1、參比電極為了對(duì)各種金屬的電極電位進(jìn)展比較，必需有壹個(gè)公共的參比電極。飽和硫酸銅參比電極，其電極電位具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性，構(gòu)造簡(jiǎn)潔，在陰極保護(hù)領(lǐng)域中得到廣泛承受。參比電極依據(jù)其材質(zhì)的不同分為:銅/硫酸銅參比電極〔、鋅參比〔N、銀/氯化銀參比〔Ag/AgCL〕,鋅參比主要應(yīng)用在海水中，在土壤中應(yīng)用鋅參比時(shí)，其土壤成分應(yīng)是氯化物類型。長(zhǎng)效硫酸銅參比電極高純鋅參比電極便攜式參比電極〔單陶型和雙陶型，便攜式參比電極。相對(duì)于不同參比電極的電位土壤中或浸水鋼鐵構(gòu)造最小陰極保護(hù)電位〔V〕相對(duì)于不同參比電極的電位被保護(hù)構(gòu)造飽和硫酸銅參比電極氯化銀參比電極鋅參比電極飽和甘汞參比電極鋼鐵〔土壤或水中〕-0.85-0.750.25-0.778鋼鐵〔硫酸鹽仍原菌〕-0.95-0.850.15-0.8782、測(cè)試樁測(cè)試樁用于陰極保護(hù)參數(shù)的檢測(cè)，是管道治理維護(hù)中必不行少的裝置，依據(jù)測(cè)試功能沿線布設(shè)。通常測(cè)試樁每公里設(shè)置壹支，電流測(cè)試樁通常5-8公里設(shè)置壹支。特別地段可依據(jù)狀況增加。當(dāng)下的測(cè)試樁有水泥測(cè)試樁，鋼管測(cè)試樁，玻璃鋼測(cè)試樁，塑料測(cè)試樁等。依據(jù)測(cè)試樁的類型分為：電位測(cè)試樁和電流測(cè)試樁，以及套管測(cè)試樁，絕緣連接測(cè)試樁，犧牲陽(yáng)極測(cè)試樁及其他測(cè)試樁。一般鋼管測(cè)試樁防雨型測(cè)試樁絲扣型測(cè)試樁3、鋅接地電池：在溝通干擾影響范圍內(nèi)以及雷電多發(fā)區(qū)里，為了防止強(qiáng)電流沖擊引起的破壞，需要在絕緣裝置倆側(cè)或電力接地體和管道之間裝設(shè)由犧牲陽(yáng)極構(gòu)成的鋅接地電池，這壹要求在NACERP01-77SY/T0086-95預(yù)包裝好的鋅接地電池鋅接地電池內(nèi)部構(gòu)造它由倆支或四支犧牲陽(yáng)極〔多承受鋅陽(yáng)極〕用塑料墊塊隔開且成雙的綁在壹起，陽(yáng)極材料尺寸；40mm×40mm×500mm，裝在填滿導(dǎo)電性填包料的袋子里。由被隔開的犧牲陽(yáng)極各引而不損壞被保護(hù)構(gòu)筑物。四、犧牲陽(yáng)極和外加電流陰極保護(hù)方法比較：方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)１、輸出電流連續(xù)可調(diào)強(qiáng)２、保護(hù)范圍大制３、不受環(huán)境電阻率影響電４、工程越大越經(jīng)濟(jì)流５、保護(hù)裝置壽命長(zhǎng)１、不需要外部電源犧２、對(duì)鄰近構(gòu)筑物無(wú)干擾或很小牲３、投產(chǎn)調(diào)試后可不需治理陽(yáng)４、工程越小越經(jīng)濟(jì)極５、保護(hù)電流分布均勻，利用率高１、利用雜散電流保護(hù)管道極排 ２、經(jīng)濟(jì)有用性流 ３、方法簡(jiǎn)潔，只需簡(jiǎn)潔治理排保 ４、有雜散電流時(shí)，可自動(dòng)防止雜散電流

１、需要外部電源２、對(duì)鄰近金屬構(gòu)筑物干擾大３、維護(hù)治理工作量大１、高電阻率環(huán)境中不宜使用２、保護(hù)電流幾乎不行調(diào)３、掩蓋層質(zhì)量必需好４、投產(chǎn)調(diào)試工作簡(jiǎn)單５、消耗有色金屬１、對(duì)其他構(gòu)筑物有干擾影響２、干擾源停運(yùn)時(shí)，保護(hù)體得不到保護(hù)３、易造成過(guò)負(fù)電位護(hù) 流腐蝕強(qiáng)１、保護(hù)范圍廣 １、對(duì)其他構(gòu)筑物有干擾影響制２、電壓、電流連續(xù)可調(diào)制２、電壓、電流連續(xù)可調(diào)２、需要外部電源排３、以干擾源的負(fù)饋線代替關(guān)心陽(yáng)極，３、排流點(diǎn)易過(guò)保護(hù)流構(gòu)造簡(jiǎn)潔４、干擾源停運(yùn)時(shí)，保護(hù)體仍被保護(hù)５、不存在陽(yáng)極干擾五、鋼質(zhì)構(gòu)筑物所需陰極保護(hù)電流密度鋼構(gòu)筑物掩蓋層狀況保護(hù)電流密度，mA/㎡管道、容器、儲(chǔ)罐、電纜、導(dǎo)管塑料0.001-0.01瀝青玻璃布0.01-0.05埋地瀝青羊毛氈0.3-7.0凱裝電纜油浸黃麻3-17套管、接地極無(wú)掩蓋層10-100橋梁、上、下水構(gòu)筑物良好涂覆層0.05-0.6閘門，水壩舊涂覆層0.5-8淡水水罐，水井無(wú)涂覆5-13熱交換器，鍋爐無(wú)涂覆100-600浮標(biāo)，船底良好涂覆0.2-20航行中的船舶舊涂覆層20-1000碼頭設(shè)施，浮橋，浮筒舊涂覆層50-1000鋼板樁，壓載艙無(wú)涂覆層100-1000海水六、陰極保護(hù)參數(shù)的測(cè)量：海水1、測(cè)量?jī)x器、電流安培計(jì)單位安培AmA、電壓伏特計(jì)單位伏特VmV、電阻歐姆計(jì)單位歐姆ΩMΩ、電功率P=VI單位mW、W、kW2、測(cè)量方法、儀表應(yīng)具有滿足測(cè)試要求，顯示速度，攜帶便利，耗電小，結(jié)實(shí)耐震，按國(guó)家有關(guān)規(guī)定進(jìn)展校驗(yàn)。、提高準(zhǔn)確度宜選用數(shù)字式儀表。(3)、直流電流表選用原則、內(nèi)阻應(yīng)小于被測(cè)回路總電阻的5％；陰極保護(hù)根底學(xué)問(wèn)電流表的靈敏閥應(yīng)小于被測(cè)電流值的5％；電流表準(zhǔn)確度應(yīng)不低于2.5級(jí)。、直流電壓表選用原則4.1、內(nèi)阻≥100KΩ/V；靈敏閥應(yīng)小于被測(cè)電壓值的5％；準(zhǔn)確度應(yīng)不低于2.5級(jí)。、管地電位測(cè)量應(yīng)承受銅--飽和硫酸銅的參比電極銅電極承受紫銅(純度＞99.7％)；CuSO4承受化學(xué)純，用蒸餾水配制；滲透膜承受滲透率高的微孔材料；允許電流密度≤5μA/cm2。、連接點(diǎn)接觸良好、導(dǎo)線宜承受銅芯絕緣軟線，假設(shè)有電磁干擾時(shí)宜選用屏蔽導(dǎo)線。3、管地電位測(cè)試、地表參比法a、用于測(cè)量管道自然電位、保護(hù)電位和犧牲陽(yáng)極的開路，閉路電位的測(cè)量。b、線路連接見(jiàn)照片。c、使用高阻電壓表。推舉使用數(shù)字萬(wàn)用表，如TD-830d、CSE放在管道頂上方潮濕土壤，保證和土壤接觸良好。每次承受方法應(yīng)一樣，不然測(cè)量誤差太大造成錯(cuò)誤推斷。e、電壓表?yè)艿竭m宜的量程上。、近參比法a、當(dāng)土壤IR降較大時(shí)，推舉承受近參比法。b1m范圍內(nèi)挖壹個(gè)安放參比電極的探坑3～5cm4、絕緣法蘭絕緣性能測(cè)試〔1)、兆歐表法用于在安裝之前測(cè)量絕緣電阻值，用磁性接頭將500V兆歐表輸入端的測(cè)量導(dǎo)線壓接在絕緣法蘭的短管上，轉(zhuǎn)動(dòng)兆歐表手柄，使手搖發(fā)電機(jī)到達(dá)規(guī)定轉(zhuǎn)速,且在此轉(zhuǎn)速下保持10秒鐘，此時(shí)兆歐表指針?lè)€(wěn)定指示的電阻即為絕緣法蘭的絕緣電阻值?！?、電位法a、用于推斷安裝在管道上絕緣法蘭的絕緣性能。b、在陰極保護(hù)通電之前，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量絕緣法蘭非保護(hù)側(cè)法蘭盤a的對(duì)地電位Va1；使保護(hù)側(cè)法蘭盤的對(duì)地位Vb到達(dá)保護(hù)電位值(-0.85～-1.5V)，再測(cè)量a點(diǎn)的對(duì)電位Va2，假設(shè)Va2Va1Va2＞Va1，且Va2Vb的數(shù)值，則壹般認(rèn)為絕緣法蘭絕緣性能很差。5、土壤電阻率的測(cè)量1、四極法測(cè)量步驟〔1)在測(cè)量區(qū)沿直線等距離插入四根金屬電極，電極彼此相距S米，S米為測(cè)量深度，插入1/20S〔2)將儀表穩(wěn)定平放地面，調(diào)整儀表指針在標(biāo)準(zhǔn)黑線上?！?)翻開C2和P2連接片，四根導(dǎo)線分別連接到相應(yīng)的電極上?！?)倍率開關(guān)置于X10(120轉(zhuǎn)/分)同時(shí)旋轉(zhuǎn)測(cè)量標(biāo)度盤旋紐使指針對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)黑線，如小于1，倍率減小壹擋，(倍率標(biāo)度在3擋X10，X1，X0.1)至得到準(zhǔn)確值，R=倍率檔值X〔5)計(jì)算ρ=2πsRρ為Sm深土壤電阻率。6、犧牲陽(yáng)極輸出電流的測(cè)量將標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)在陽(yáng)極輸出線中，承受準(zhǔn)確度0.02級(jí)的數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電壓降，除以電阻即能夠得到輸出電流。7、接地電阻測(cè)量關(guān)心陽(yáng)極接地電阻測(cè)量.承受三極法，土壤電阻率均勻時(shí)，遠(yuǎn)電極距陽(yáng)極2L，中間極距陽(yáng)極L，測(cè)量接地電阻。測(cè)量過(guò)程中，移動(dòng)3次中間極，移動(dòng)距離為10%L。如3次測(cè)量的數(shù)據(jù)接近，則取此電阻值。其L測(cè)量犧牲陽(yáng)極接地電阻時(shí)，方法和上述類似，間距分別為20米和40米。留意應(yīng)把陽(yáng)極和〔參見(jiàn)“埋地鋼制管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試方法，SYJ23-86”〕8、雜散電流干擾下電位的測(cè)量：存在雜散電流的地方，必需進(jìn)展屢次測(cè)量，它們隨時(shí)間連續(xù)變化，同時(shí)相互之間也是不斷變化的。在雜散電流的地方，雜散電流排流點(diǎn)通常建在管道的管地電位最正的地方。當(dāng)雜散電IR降的。在遠(yuǎn)處，將測(cè)IR可能在雜散電流地區(qū)測(cè)定無(wú)IR電流地區(qū)應(yīng)將管地電位設(shè)定為比沒(méi)有雜散電流的地方的裝置負(fù)的多，這樣做更安全。依據(jù)記IR降的管地電位。參加在這些點(diǎn)上實(shí)際測(cè)量的電位比保護(hù)電位更負(fù)，能夠設(shè)想已有足夠的陰極保護(hù)了。為了估量陰極保護(hù)的管道在雜散電流發(fā)生源工作期間的無(wú)IR狀態(tài)。1、電位測(cè)量：、壹般原則：管／地電位的測(cè)量有3種意義：、加陰極保護(hù)的管／地電位是衡量土壤腐蝕性的壹個(gè)參數(shù)。、施加陰極保護(hù)的管地電位是推斷干擾程度的重要指標(biāo)。、當(dāng)有干擾時(shí)，管地電位的變化是推斷干擾程度的重要指標(biāo)。按電化學(xué)保護(hù)的真實(shí)含義來(lái)分析管地電位，測(cè)量的管地保護(hù)電位應(yīng)當(dāng)是純極化電位，不應(yīng)含有土壤IR降，為了保證電位測(cè)量的牢靠性，測(cè)量所用電壓表應(yīng)是高內(nèi)阻的，通常應(yīng)大于100KΩ／V，靈敏閥應(yīng)小于被測(cè)電壓值的5%。消退IR降的測(cè)量方法很多，其中斷電法是最常用的，留意承受斷電法測(cè)量管地極化電位時(shí)，要考慮管道的極化時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。1.2、參比電極：電位測(cè)量中要留意的另壹問(wèn)題是參比電極的精度，內(nèi)阻和測(cè)量流過(guò)的電流。測(cè)量用參比電極應(yīng)具有以下特點(diǎn)：長(zhǎng)期使用時(shí)電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，不易極化，壽命長(zhǎng)，且有壹定的機(jī)械強(qiáng)度。參比電極種類很多，常用的有甘汞、銀／氯化銀、銅／硫酸銅電極、工程中固定設(shè)置的仍有鋅參比電極和長(zhǎng)效銅／硫酸銅電極。、銀／氯化銀電極：氯化銀的溶解度很小，所以有效的銀／氯化銀電極要求銀和氯化銀之間具有嚴(yán)密的接觸。當(dāng)在水中使用銀／氯化銀電極時(shí)，電極的電位會(huì)隨著水的含鹽量而變化。當(dāng)氯離子濃度變化10倍時(shí)，電極的電位大約變化60mV屬構(gòu)筑物的電位時(shí)，則應(yīng)以壹只不穿孔的容器內(nèi)盛飽和氯化鉀溶液，而將電極浸入該溶液中通過(guò)壹個(gè)多孔的滲透膜和環(huán)境接觸。不用時(shí)，電極中的溶液應(yīng)當(dāng)?shù)沟簦蛘甙呻姌O放置在氯化鉀的飽和溶液中。、銅／硫酸銅電極：保護(hù)工程手冊(cè)》第296頁(yè)制作銅／硫酸銅電極的根本要求是電極必需用電解銅，以保證銅的純度，其次是硫酸銅溶液必需是飽和的。用蒸餾水和化學(xué)純硫酸銅晶體配置。飽和的標(biāo)志是在使用過(guò)程中，溶液中壹直保持有過(guò)剩的硫酸銅晶體。為了防止測(cè)量過(guò)程中電極的極化，制作時(shí)要保證銅電極和硫酸銅溶液的接觸面足夠大，使電極工作時(shí)的電流密度≤5μA／cm2.，參比電極的內(nèi)阻和接地電阻是影響精度的壹個(gè)因素.、極化探頭：測(cè)摸索頭是由鋼盤、參比電極和電解質(zhì)組成，外部用絕緣性隔離，只留壹個(gè)多孔塞子〔滲透膜〕作為測(cè)量通路，這樣的構(gòu)造可避開外界電流的干擾，使參比電極和鋼盤之間的電阻壓降最小。鋼盤用和管道一樣的材質(zhì)制成，且用導(dǎo)線和管道相連。極化探頭使用于雜散電流區(qū)域內(nèi)的電位測(cè)量，用探頭測(cè)得的電位平滑，牢靠，真實(shí)。不受干擾的影響。、測(cè)量方法：、地表參比法：該方法是埋地金屬構(gòu)筑物的常規(guī)測(cè)量方法，該法的測(cè)試要點(diǎn)是將參比電極放在地下金屬構(gòu)筑物的頂部地面上，且確保參比電極和土壤電接觸良好。用從金屬構(gòu)筑物上引出地面的測(cè)試導(dǎo)線的參比電極引線同時(shí)接入高阻電壓表，直接測(cè)取讀數(shù)。該法可用于測(cè)試樁處的定點(diǎn)測(cè)量，也可用于管道頂部的長(zhǎng)距離閉路測(cè)量，測(cè)量所得的數(shù)據(jù)代表了正對(duì)參比電極處的管地電位。近參比法：為了更準(zhǔn)確的測(cè)得管地電位，盡可能的削減土壤電阻壓降成分，可將參比電極盡量靠近被測(cè)管道外表。此法的測(cè)量要點(diǎn)是把參比電極〔通常用長(zhǎng)效硫酸銅電極或測(cè)摸索頭〕盡量靠近被測(cè)構(gòu)筑物外表，假設(shè)被測(cè)外表帶有良好的掩蓋層，參比電極對(duì)應(yīng)處應(yīng)當(dāng)掩蓋層的露鐵點(diǎn)，否則意義不大?；瑒?dòng)參比法：此法主要用于大型儲(chǔ)罐地板外壁陰極保護(hù)電位分布的測(cè)量。對(duì)于建儲(chǔ)罐，壹般可不用滑動(dòng)參比法，而是在設(shè)計(jì)期間，在罐底中心及半徑上每5-10m布置壹支參比電極〔通常用長(zhǎng)效硫酸銅電極或帶填料的鋅參比電極，如同近參比法，測(cè)知罐底板的電位分布，對(duì)于已建儲(chǔ)罐，滑動(dòng)參比法可能是壹種可行的方案。滑動(dòng)參比法是在被測(cè)儲(chǔ)罐的罐底預(yù)埋上壹支通至罐中心的硬塑料管，在對(duì)應(yīng)的罐底板的位置上鉆上Φ6的孔眼，且用沙網(wǎng)包纏以防地下泥沙流入堵塞管子。測(cè)量時(shí)，管內(nèi)注滿水，用壹支帶有海綿的參比電極在管內(nèi)滑動(dòng)，測(cè)取相應(yīng)的電位。、電位測(cè)量中的IR降及其消退：所謂IR降系指電流在介質(zhì)中流淌所形成的電阻壓降，在管地電位測(cè)量中，IR降屬于有害成分，應(yīng)予去除。IR降由參數(shù)I和R共同作用，通常多在幾十毫伏到幾百毫伏之間，當(dāng)電阻率IRIR降的測(cè)量技術(shù)就成了各國(guó)腐蝕專家的首要任務(wù)。瞬連續(xù)電法：這是最普遍的方法，斷電意味著I=0，因而IR=0，斷電之后，管道電位馬上降落下來(lái)，然后IR的程度和可能產(chǎn)生集中的速率，壹般在沙質(zhì)透氣性土壤中為μs瞬連續(xù)電法要求管道上全部相連的接地保護(hù)、犧牲陽(yáng)極均須斷開，管道上多元保護(hù)裝置也要同時(shí)斷開，在測(cè)試點(diǎn)處不應(yīng)有雜散電流的干擾，測(cè)量中應(yīng)使用響應(yīng)速度極快的自動(dòng)記錄儀。有時(shí)，由于管道掩蓋層缺陷大小不同，導(dǎo)致極化程度的不壹致，斷電后，這種極化程度的不壹致又會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生局部宏電池，使得斷電后電位中仍含有IR試片斷電法：管道瞬連續(xù)電法固然能消退IR降成分，但由于上述諸多因素限制，使得測(cè)量精度難以保證，為此推出試片斷電法。做法是在測(cè)試點(diǎn)處埋設(shè)壹裸試片，其材質(zhì)、埋設(shè)狀態(tài)和管道一樣，試片和管道通過(guò)電纜連接，這樣就模擬了壹個(gè)掩蓋層缺陷，由管道的保護(hù)電流進(jìn)展極化。測(cè)量時(shí)，只需斷開試片和管道的連接導(dǎo)線，就可測(cè)得試片的斷電電位，從而避開了切斷管道主保護(hù)電流及其他電連接的麻煩，雜散電流的影響亦小，可無(wú)視不計(jì)，而且不存在斷電后的極化率差異的宏電池作用。不過(guò)由于試片要泄漏電流，故管道上不宜裝設(shè)太多，可在電流測(cè)試樁5-102、電流測(cè)量：5%以內(nèi)。電流表的靈敏閥應(yīng)小于被測(cè)電流值的5%、犧牲陽(yáng)極輸出電流：、標(biāo)準(zhǔn)電阻法：在犧牲陽(yáng)極保護(hù)回路中串入壹個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，通常選用阻值為1歐，精度為2級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電阻，再用高阻電壓表測(cè)取標(biāo)準(zhǔn)電阻倆端的電壓〔ΔV輸出電流I。I=ΔV/R犧牲陽(yáng)極電流測(cè)量時(shí)要留意不應(yīng)造成回路斷路，否則影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。雙電流表法：〔可選數(shù)字萬(wàn)用表Ι1，然后再將其次只電流表，用一樣量程串入測(cè)量回路，讀取倆只表的電流值Ι1’和Ι2’，取它們的平均值為Ι2量程均應(yīng)一樣。、管線內(nèi)電流的測(cè)量：電壓降法：長(zhǎng)線線路內(nèi)流淌的電流〔如電纜金屬護(hù)套或管道〕可依據(jù)歐姆定律，測(cè)取壹段線路上的電壓降，再通過(guò)計(jì)算得出電流值。I=Vab/Rab對(duì)于DN700以下的管道，電流測(cè)量假設(shè)選取管長(zhǎng)30m，管段電阻約為0.3mΩ，中選用準(zhǔn)確的電壓表，可測(cè)出0.1mV的電壓，所以測(cè)量的準(zhǔn)確度≥0.3A。對(duì)于大于DN700的管道，電流測(cè)量段壹般以50m為宜。由于壁厚的變化及難以得到鋼的準(zhǔn)確電導(dǎo)率，所以，在測(cè)量時(shí)盡量承受較長(zhǎng)的管道長(zhǎng)度。管徑大于1m時(shí)，測(cè)量長(zhǎng)度100m是適宜的，為便于地面測(cè)量，在設(shè)計(jì)中，設(shè)有電流測(cè)試樁時(shí)，對(duì)測(cè)量段長(zhǎng)度應(yīng)有規(guī)定。通常電流測(cè)試樁內(nèi)接有4條導(dǎo)線，可按電阻測(cè)量方法，對(duì)ab段的電阻進(jìn)展實(shí)測(cè)標(biāo)定，這樣作能夠免去長(zhǎng)度和電導(dǎo)率等因素帶入的誤差。、補(bǔ)償法：補(bǔ)償法的測(cè)量管段的長(zhǎng)度要求和電壓降法壹樣。在電流測(cè)試樁中引出4根導(dǎo)線，可供該法接線用。測(cè)量時(shí)，合上開關(guān)E，調(diào)整可變電阻器R，當(dāng)檢流計(jì)G〔或用電位差計(jì)〕指示為零時(shí)，電流表A中的讀數(shù)即為管內(nèi)電流。此法優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高，不要求知道管內(nèi)電阻。此法測(cè)得的電流和實(shí)際管內(nèi)電流方向相反。3、電阻測(cè)量：、土壤電阻率測(cè)量土壤箱法：本方法實(shí)際應(yīng)用不是很多，具體可參考《陰極保護(hù)工程手冊(cè)》第304頁(yè)。3.1.2、原位測(cè)量法：原位測(cè)量法中四極法具有數(shù)據(jù)牢靠，原理簡(jiǎn)潔，操作便利的特點(diǎn)。測(cè)量時(shí)要求四探針壹字形分布，間距相等，探針插入地下的深度為1／20a,通過(guò)C1、C2倆極間的電流I和P1、P2R=V/I,然后通過(guò)下式計(jì)算出電阻率：ρ=2πаR。而電極直徑必需小于a/25,當(dāng)凍土厚度20cm之上時(shí)，不宜進(jìn)展測(cè)量。為了避開極化對(duì)數(shù)值準(zhǔn)確度的影響，可將P1、P2倆探針改用硫酸銅電極，進(jìn)壹步的改進(jìn)是將電源改用溝通電。3.2、接地電阻：接地電阻的測(cè)量通常承受三極法，測(cè)量電流是由被測(cè)接地體和關(guān)心接地極饋入的，在被測(cè)接地體和關(guān)心探針之間進(jìn)展電位測(cè)量，按歐姆定律換算成電阻。如圖壹所示。當(dāng)L值較小時(shí)，取d13為2L，d12為L(zhǎng)。對(duì)于犧牲陽(yáng)極，d13取40m,d12取20m。當(dāng)L值較大時(shí)，可選用圖二接線方式，此時(shí)d12=d13=2L,由此可知，當(dāng)L為電纜或管道時(shí)，這種測(cè)量方法在實(shí)際中是做不到的。通常測(cè)量所用儀表為ZC-8八、管道陰極保護(hù)測(cè)試工程及要求：管道陰極保護(hù)治理測(cè)試工程中，以測(cè)量管地電位為主。通過(guò)測(cè)得數(shù)據(jù)，可作如下的分析：①評(píng)估陰極保護(hù)系統(tǒng)的有效性②供給常規(guī)的管道陰極保護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù)③判明保護(hù)水平不適當(dāng)?shù)膮^(qū)域④確認(rèn)可能受到施工、雜散電流干擾或其他特別環(huán)境條件有害影響的位置。⑤選定可供定期檢測(cè)的區(qū)域。當(dāng)管道掩蓋層老化或質(zhì)量太差，所需保護(hù)電流過(guò)大時(shí)，應(yīng)進(jìn)展線路電流測(cè)試，推斷保護(hù)電位水平、電流大小、電流方向。對(duì)于局部漏電嚴(yán)峻的地方應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)。1、犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)：測(cè)試工程：a:土壤電阻率b:陽(yáng)極接地電阻c：陽(yáng)極開路電位d：陰極開路電位e：陽(yáng)極輸出電流f：保護(hù)電位測(cè)試時(shí)間間隔要求：a：投產(chǎn)測(cè)試應(yīng)在埋地15天以后進(jìn)展。b：治理測(cè)試應(yīng)每年進(jìn)展壹次。c：日常治理，應(yīng)在每月進(jìn)展壹次保護(hù)電位測(cè)試，地面設(shè)施的觀看和維護(hù)。犧牲陽(yáng)極治理中的特別問(wèn)題：a：自然電位：當(dāng)管道施加犧牲陽(yáng)極保護(hù)之后，壹般很難做到全線斷開陽(yáng)極，再測(cè)自然電位，因此要求管道建設(shè)中在管道埋入地下數(shù)天后，應(yīng)進(jìn)展全線自然電位測(cè)試，犧牲陽(yáng)極施工后，應(yīng)承受關(guān)心試片測(cè)試自然電位。b：陽(yáng)極埋入地下不能馬上工作：這也是常見(jiàn)的問(wèn)題，陽(yáng)極埋入地下后，開路電位正常，而無(wú)電流輸出，這主要是陽(yáng)極填包料枯燥所致，能夠測(cè)陽(yáng)極接地電阻來(lái)推斷。這時(shí)的接地電阻可能測(cè)不出或很大。