管道陰極保護基本知識
內(nèi)容提要:
陰極保護系統(tǒng)管理知識
陰極保護系統(tǒng)測試方法
恒電位儀的基本操作
一、陰保護系統(tǒng)管理知識
(一)陰極保護的原理
自然界中,大多數(shù)金屬是以化合狀態(tài)存在的,通過煉制被賦予能量,才從離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變成原子狀態(tài),為此,回歸自然狀態(tài)是金屬固有本性。我們把金屬與周圍的電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)、從原子變成離子的過程稱為腐蝕。
每種金屬浸在一定的介質(zhì)中都有一定的電位, 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難易。腐蝕電位愈負愈容易失去電子, 我們稱失去電子的部位為陽極區(qū),得到電子的部位為陰極區(qū)。陽極區(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。
陰極保護的原理是給金屬補充大量的電子,使被保護金屬整體處于電子過剩的狀態(tài),使金屬表面各點達到同一負電位,金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。有兩種辦法可以實現(xiàn)這一目的,即犧牲陽極陰極保護和外加電流陰極保護。
1、犧牲陽極法
將被保護金屬和一種可以提供陰極保護電流的金屬或合金(即犧牲陽極)相連,使被保護體極化以降低腐蝕速率的方法。
在被保護金屬與犧牲陽極所形成的大地電池中,被保護金屬體為陰極,犧牲陽極的電位往往負于被保護金屬體的電位值,在保護電池中是陽極,被腐蝕消耗,故此稱之為“犧牲”陽極,從而實現(xiàn)了對陰極的被保護金屬體的防護,如圖1—3。
犧牲陽極材料有高鈍鎂,其電位為-1.75V;高鈍鋅,其電位為-1.1V;工業(yè)純鋁,其電位為-0.8V(相對于飽和硫酸銅參比電極)。
2、強制電流法(外加電流法)
將被保護金屬與外加電源負極相連,由外部電源提供保護電流,以降低腐蝕速率的方法。其方式有:恒電位、恒電流、恒電壓、整流器等。如圖1-4示。
圖1-4恒電位方式示意圖
外部電源通過埋地的輔助陽極將保護電流引入地下,通過土壤提供給被保護金屬,被保護金屬在大地中仍為陰極,其表面只發(fā)生還原反應(yīng),不會再發(fā)生金屬離子化的氧化反應(yīng),使腐蝕受到抑制。而輔助陽極表面則發(fā)生丟電子氧化反應(yīng),因此,輔助陽極本身存在消耗。
陰極保護的上述兩種方法,都是通過一個陰極保護電流源向受到腐蝕或存在腐蝕,需要保護的金屬體,提供足夠的與原腐蝕電流方向相反的保護電流,使之恰好抵消金屬內(nèi)原本存在的腐蝕電流。兩種方法的差別只在于產(chǎn)生保護電流的方式和“源”不同。一種是利用電位更負的金屬或合金,另一種則利用直流電源。
強制電流陰極保護驅(qū)動電壓高,輸出電流大,有效保護范圍廣,適用于被保護面積大的長距離、大口徑管道。
犧牲陽極陰極保護不需外部電源,維護管理經(jīng)濟,簡單,對鄰近地下金屬構(gòu)筑物干擾影響小,適用于短距離、小口徑、分散的管道。
(二)外加電流陰極保護系統(tǒng)的組成
1、恒電位儀:珠三角管道采用的是IHF系列數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀,它的主要作用是向管道輸出保護電流。
2、陽極地床:由若干支輔助陽極(高硅鑄鐵)組成,通過輔助陽極把保護電流送入土壤,經(jīng)土壤流入被保護的管道,使管道表面進行陰極極化 (防止電化學(xué)腐蝕),電流再由管道流入電源負極形成一個回路,這一回路形成了一個電解池,管道在回路中為負極處于還原環(huán)境中,防止腐蝕,而輔助陽極進行氧化反應(yīng)遭受腐蝕,或是周圍電解質(zhì)被氧化。
陰保站的電能60%消耗在陽極接地電阻上, 故陽極材料的選擇和埋設(shè)方式、場所的選擇,對減小電阻節(jié)約電能是至關(guān)重要的。珠三角管道的陽極地床輔助陽極一般為40支,陽極地床的接地電阻小于3Ω(設(shè)計要求),陽極地床與管道的垂直距離要大于50米。
3、參比電極:為了對各種金屬的電極電位進行比較,須有一個公共的參比電極,其電極電位具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性,構(gòu)造簡單,通常由飽和硫酸銅參比電極、鋅電極等。
4、絕緣接頭:陰極保護系統(tǒng)保護的是輸油站外的長輸管道,絕緣接頭的作用是將陰極保護電流限 制在兩個陰極保護站之間的管道上。
5、檢查片:由與管道同材質(zhì)的金屬制成50×100mm的掛片,檢查片有兩組,一組與輸油管道相連,處于陰極保護狀態(tài),一組不與管道相連,處于自然腐蝕狀態(tài)。經(jīng)過一定時間后將兩組檢查片的失重量進行比較,可分析管道的陰極保護效果。
6、測試樁:為了檢測維護管道的陰極保護系統(tǒng),在管道沿線設(shè)置電流及電位測試樁,電位測試樁每公里設(shè)置一個;電流測試樁每5公里設(shè)一個;套管電位測試樁每個套管處設(shè)置一個;絕緣接頭電位測試樁每一絕緣處設(shè)一個。
(三)陰極保護投入前的準備和驗收
1、陰極保護投入前對被保護管道的檢查
管道對地絕緣的檢查:從陰極保護的原理介紹, 已得知沒有絕緣就沒有保護。為了確保陰極保護的正常運行,在施加陰極保護電流前,須確保管道的各項絕緣措施正確無誤。 應(yīng)檢查管道的絕緣接頭的絕緣性能是否正常;管道沿線的閥門應(yīng)與土壤有良好的絕緣;管道與固定墩、跨越塔架、穿越套管處也應(yīng)有正確有效的絕緣處理措施,管道在地下不應(yīng)與其它金屬構(gòu)筑物有"短接"等故障;管道表面防腐層應(yīng)無漏敷點,所有施工時期引起的缺陷與損傷均應(yīng)在施工驗收時使用埋地檢漏儀檢測,修補后回填。
2、對陰極保護施工質(zhì)量的驗收
(1)對陰極保護間內(nèi)所有電氣設(shè)備的安裝是否符合《電氣設(shè)備安裝規(guī)程》的要求,各種接地設(shè)施是否完成,并符合圖紙設(shè)計要求。
(2)對陰極保護的站外設(shè)施的選材、施工是否與設(shè)計一致。對通電點、測試樁、陽極地床、陽極引線的施工與連接應(yīng)嚴格符合規(guī)范要求,尤其是陽極引線接正極,管道匯流點接負極,嚴禁電極接反。
(3)圖紙、設(shè)計資料齊全完備。
(四)陰極保護投入運行的調(diào)試
1、組織人員測定全線管道自然電位、土壤電阻率、陽極地床接地電阻,同時對管道環(huán)境有一個比較詳盡的了解,這些資料均需分別記錄整理,存檔備用。
2、陰極保護站投入運行
按照恒電位儀的操作程序給管道送電,使電位保持在-1.20伏左右,待管道陰極極化一段時間(四小時以上)開始測試直流電源輸出電流、電壓、通電點電位、管道沿線保護電位、保護距離等。然后根據(jù)所測保護電位,調(diào)整通電點電位至規(guī)定值,繼續(xù)給管道送電使其完全極化 (通常在24小時以上)。再重復(fù)第 一次測試工作,并做好記錄。若個別管段保護電位過低,則需再適當調(diào)節(jié)通電點電位至滿足全線陰極保護電位指標為止。
3、保護電位的控制
各站通電點電位的控制數(shù)值, 應(yīng)能保證相鄰兩站間的管段保護電位達到-0.85伏,同時各站通電點zui負電位不允許超過規(guī)定數(shù)值。調(diào)節(jié)通電點電位時,管道上相鄰陰極保護站間加強聯(lián)系,保證各站通電點電位均衡。
4、當管道全線達到陰極保護電位指標后,投運操作完畢,各陰極保護站進入正常連續(xù)工作階段。
(五)陰極保護站的日常維護管理
1、恒電位儀的巡檢和維護。
1) 日常巡檢:每天9:00和21:00對恒電位儀巡檢一次,并記錄輸出電壓、電流、保護電位數(shù)值, 與前次記錄(或值班記錄)對照是否有變化,若不相同應(yīng)查找原因,采取相應(yīng)措施使管道全線達到陰極保護。
2)每月維護:每月1日對恒電位儀進行切換使用。改用備用的儀器時,應(yīng)即時進行一次觀測和維修,發(fā)現(xiàn)儀器故障應(yīng)及時檢修,保證供電。
維護內(nèi)容:
觀察全部零件是否正常,元件有無腐蝕、脫焊、虛焊、損壞,各連接點是否可靠,電路有無故障,各緊固件是否松動,熔斷器是否完好,如有熔斷,需查清原因再更換。
檢查接接陰極保護站的電源導(dǎo)線,以及接至陽極地床、通電點的導(dǎo)線是否完好,接頭是否牢固。
定期檢查工作接地和避雷器接地,并保證其接地電阻不大于10歐姆,在雷雨季節(jié)要注意防雷。
搞好站內(nèi)設(shè)備的清潔衛(wèi)生,注意保持室內(nèi)干燥,通電良好,防止儀器過熱。
2、參比電極的維護。
作為恒定電位儀信號源的埋地參比電極,在使用過程中需注意觀察恒電位儀的輸出數(shù)值,發(fā)現(xiàn)異??蓹z查參比電極井是否干涸,影響儀器正常工作。
3、陽極地床的維護。
陽極地床接地電阻每月測試一次,接地電阻增大至影響恒電位儀不能提供管道所需保護電流時,應(yīng)該更換陽極地床或進行維修,以減小接地電阻。
4、測試樁的維護。
1) 檢查接線柱與大地絕緣情況,電阻值應(yīng)大于100千歐,用萬用表測量,若小于此值應(yīng)檢查接線柱與外套鋼管有無接地,若有則需更換或維修。
2) 測試樁應(yīng)每年定期刷漆和編號。
3) 防止測試樁的破壞丟失,對沿線城鄉(xiāng)居民及兒童作好愛護國家財產(chǎn)的宣傳教育工作。
5、絕緣接頭的維護。
每月檢測絕緣接頭兩側(cè)管地電位,若與原始記錄有差異時,應(yīng)對其性能好壞作鑒別。如有漏電情況應(yīng)采取相應(yīng)措施。
6、陰極保護系統(tǒng)的管理目標(主要控制指標)
1)保護率等于100%;
管道總長-未達有效陰極保護管道長
保護率 = ───────────────── ×100%
管道總長
2)運行率(開機率)大于98%;
全年小時數(shù) -全年停機小時數(shù)
開機率 = ────────────── ×100%
全年小時數(shù)
3)保護度大于85%;
G1 / S1 -G2 / S2
保護度 = ───────── ×100%
G1 / S1
式中:G1——未施加陰極保護檢查片的失重量,g;
S1——未施加陰極保護檢查片的裸露面積,cm2;
G2——施加陰極保護檢查片的失重量,g;
S2——施加陰極保護檢查片的裸露面積,cm2;
4)管道保護電位:一般為-0.85V~-1.5V,當土壤或水中含有硫酸鹽還原菌且硫酸根含量大于0.5%時為-0.95V或更負(應(yīng)考慮IR降的影響)。
(六)陰極保護系統(tǒng)常見故障的分析
1、保護管道絕緣不良,漏電故障的危害
在陰極保護站投入運行,或犧牲陽極保護投產(chǎn)一段時間后,出現(xiàn)了在規(guī)定的通電點電位下, 輸出電流增大,管道保護距離卻縮短的現(xiàn)象,或者在犧牲陽極系統(tǒng)中,犧牲陽極組的輸出電流量增大,其值已超過管道的保護電流需要,但保護電位仍達不到規(guī)定指標的現(xiàn)象。發(fā)生上述情況的原因,主要是被保護金屬管道與未被保護的金屬結(jié)構(gòu)物“短路”,這種現(xiàn)象稱之為陰極保護管道漏電,或者叫做“接地故障”。
接地故障使得被保護管道的陰極保護電流流入非保護金屬體,在兩管道的“短接”處形成“漏電點”, 這就會造成陰極保護電流的增大,陰極保護電源的過負荷和陰極保護引起的干擾。
另外陽極地床斷路、陰極開路、零位接陰斷路都會導(dǎo)致陰極保護不能投保。判斷陽極地床連接電纜斷路時可采用:
(1)測輸出電流,將恒電位儀開啟,在恒電位儀陽極輸出端串上一電流表,如果電流為零,則說明有斷路現(xiàn)象。
(2)將恒電位儀機后陽極輸出線斷開,接入臨時地床或其它接地裝置,若有輸出電壓、電流,則可斷定陽極地床連接線斷路。在陽極電纜與地床陽極接線處應(yīng)設(shè)置接線用水泥井或標志。
2、造成管道漏電的原因
(1)施工不當,交叉管道間距不合規(guī)范,即當兩條管道一條為陰極保護的管道,另一條為未保護的管道交叉時,施工要求應(yīng)保持管道間的垂直凈距不小于0.3m,并在交叉點前后一定長度內(nèi)將管道作特別絕緣,如果施工時不嚴格按照上述規(guī)定去做,那么管道埋設(shè)一段時間后,在土壤應(yīng)力的作用下, 管道相互可能搭接在一起,會造成絕緣層破損,金屬與金屬的相連形成漏電點。
(2)絕緣接頭失效或漏電,絕緣接頭質(zhì)量欠佳,在使用一段時間后絕緣零件受損或變質(zhì),使法蘭不再絕緣,從而使得兩法蘭盤側(cè)不再具有絕緣性能,陰極保護電流也就不再有限 制;或者是輸送介質(zhì)中有一些電解質(zhì)雜質(zhì)使絕緣接頭導(dǎo)通,不再具有絕緣性能。
從上述原因看, 漏電點只可能發(fā)生在保護管道與非保護管道的交叉點,或保護管道的絕緣接頭處,因此查找漏電點就帶有上述局限性。但如果地下管網(wǎng)復(fù)雜,被保護管道與多條和線有交叉穿越,則使得漏電點的查找出現(xiàn)復(fù)雜現(xiàn)象。常常要根據(jù)現(xiàn)場實際情況,反復(fù)測量、多方位檢查并綜合判斷才能找到真正的漏電故障點。
3、漏電點的查找
(1)利用查找管道絕緣層破損點,從而確定管道的漏電點或短接點的方法。 此方法首先將脈沖信號送到被測管道上, 如果管道防腐絕緣層良好,流入管道的電流很弱,儀表沒有顯示。如果管道防腐層有破損,電流將從土壤中通過破損處漏入管道,電流的流動會在周圍土壤中將產(chǎn)生明顯的電位梯度。當探測人員手持兩個參比電極在管道正上方探測行走時, 伏特計將明顯的抖動,當伏特計指針停止抖動時,兩個參比電極的中間既為防腐層漏點位置,該方法簡便宜行,定位準確,是目前國際上公認的檢漏方法(DCVG)。
(2)可利用測定管內(nèi)電流大小的方法尋找漏電點。在無分支的陰極保護管道, 管內(nèi)電流是從遠端流向通電點。當非保護管道接入后就會形成分支電路,使保護電流經(jīng)過漏電點會變小,因此可利此法來尋找漏電點的位置。利用此法測定時,在有懷疑的管段上可依次選點,用IR壓降法或者補償法(詳見有關(guān)說明)測定管內(nèi)電流,再通過比較各點電流的大小來確定漏電點的電位。
(3)絕緣接頭漏電的測定。當絕緣接頭漏電而導(dǎo)致陰極保護系統(tǒng)故障時, 則可通過在絕緣接頭兩側(cè)管段上,分別測量管地電位,若保護側(cè)為保護電位,非保護側(cè)為自然電位,則絕緣接頭正常。否則有問題存在。也可在非保護側(cè)測法蘭端部的對地電位, 如此電位比非保護管道或其它金屬構(gòu)筑物的電位要負,則此絕緣接頭漏電。
測定流過絕緣接頭的電流, 也可用來判定絕緣接頭的性能。若絕緣接頭非保護端一側(cè),能測出電流則法蘭漏電;若測不出電流絕緣接頭不漏電。
(4)近間距電位測量法CIPS
在測試樁上測量保護電位只能反映管道的整體保護水平,不能說明管道各點都得到了保護。采用近間距測量方式,是沿管道每隔 1—2 米測量一次管地電位,可以準確的檢測出沒有得到保護的管段。
4、陽極接地故障
陰極保護另一常見故障是由陽極接地引起的。陽極接地電阻與陽極地床的設(shè)計與施工質(zhì)量密切相關(guān)。"凍土"會使陽極地床電阻增加幾倍至十幾倍,"氣阻"也會使陽極地床電阻增加。當陽極使用一段時間后,也會由于腐蝕嚴重,表面溶解不均勻造成電流障礙。因此在陰極保護的儀器上會出現(xiàn)電位升高, 而保護電流下降的現(xiàn)象。此時應(yīng)通過測量,更換或檢修陽極地床來使陰極保護正常運行。另一薄弱環(huán)節(jié),是陽極電纜線與陽極接頭處的密封與絕緣,若施工不妥則會造成接頭處的腐蝕與斷路,使陰極保護電流斷路而無法輸入給管道。
(七)陰極保護中的幾個屏蔽問題
當管道周圍有絕緣層或金屬結(jié)構(gòu)存在時, 會影響陰極保護電流的流動, 使管道得不到有效的陰極保護,即電流屏蔽。目前, 國內(nèi)采用“管中管”進行防腐保溫的長輸管道都不同程度的發(fā)生了腐蝕,某些套管內(nèi)的輸油管和固定墩內(nèi)的管道也存在較為嚴重的腐蝕, 這種狀況除了與施工質(zhì)量控制不嚴有關(guān)外, 陰極保護電流的屏蔽也是一個重要原因。
金屬結(jié)構(gòu)對管道的屏蔽
1、管道穿越公路、鐵路以及河流時套管的屏蔽
在管道穿越公路、鐵路以及河流時, 經(jīng)常需要將輸油管放在金屬套管中,以對管道進行附加保護, 并認為,套管與輸送管充分絕緣,但采用套管時將有以下情況發(fā)生:
(1)輸送管與套管完全絕緣, 套管與輸送管的環(huán)型空間內(nèi)沒有電解液存在, 在這種情況下陰極保護電流被完全屏蔽, 但輸送管僅受大氣腐蝕。
(2)輸送管與套管之間沒有電氣連接, 但套管內(nèi)有電解液或泥土, 此時陰極保護電流從土壤中經(jīng)過套管到達輸送管, 在這種情況下輸送管以及套管的外壁會得到陰極保護, 而套管的內(nèi)壁因為排放電流而加快腐蝕。
(3)套管與輸送管短路, 一旦套管與輸送管發(fā)生短路, 陰極保護電流沿套管通過接觸點返回到輸送管, 此時, 如果套管與輸送管之間有電解液, 輸送管將發(fā)生嚴重腐蝕, 即使沒有電解液, 如果套管防腐層較差, 也會泄漏大量電流, 使套管附近的一段管道得不到充分保護。
因此, 在設(shè)計中應(yīng)該盡量避免采用套管, 而靠提高輸送管的壁厚來提高強度. 在必須使用套管的情況下, 應(yīng)采取必要的密封措施, 防止電解液進入, 并保證套管與輸送管的絕緣。
2、固定墩鋼筋的屏蔽
當固定墩內(nèi)的鋼筋與輸送管發(fā)生意外接觸時, 其影響相當于一個短路的套管,陰極保護電流通過鋼筋并通過接觸點返回管道。盡管鋼筋之間存在間隙, 但密布的鋼筋仍能阻斷大部分陰極保護電流, 使固定敦內(nèi)的管道得不到充分保護. 因此, 在設(shè)計中應(yīng)減小鋼筋與套管短路的可能性, 在施工中也要經(jīng)常檢測鋼筋與輸送管的電阻。
絕緣體對管道的屏蔽
“管中管”防腐保溫結(jié)構(gòu)的屏蔽問題。 當管道周圍有絕緣體存在, 而且絕緣體與管道間有電解液存在時,由于陰極保護電流無法通過絕緣體到達管道表面, 管道得不到陰極保護。有人認為, 陰極保護電流可以通過絕緣體與管道之間的空隙到達管道表面, 事實是如果該空隙之間充滿電解液, 電阻率很小, 這種看法是正確的。通過對“管中管”的腐蝕情況進行調(diào)查發(fā)現(xiàn), 如果防水層破壞, 水分進入保溫層, 如果水分充足, 管道會得到陰極保護, 一般不會發(fā)生腐蝕,如長期處于水下的管道。如果僅有少量的水分進入管道, 則在漏點兩側(cè)(2-3倍間隙的距離以外)一般會發(fā)生較嚴重的腐蝕。
另外, 如果管道附近有其他絕緣體或巖石存在, 也會影響電流的流動, 對管道的保護電流起到屏蔽作用。因此, 當管道通過巖石地帶時, 應(yīng)采取措施, 如:采用柔性陽極或帶狀陽極, 保證陰極保護電流順利的到達管道表面。
二、陰極保護系統(tǒng)測試方法
1、恒電位儀設(shè)備運行狀況測試
測試內(nèi)容:輸出電壓、輸出電流、給定電位、長效參比電極狀態(tài)。
測試儀器:數(shù)字萬用表(2塊)、標準Cu/CuSO4電極(2支)、電工工具(1套)
測試方法:
(1)檢查陰極保護恒電位儀設(shè)備的型號、制造廠商、出廠日期、規(guī)格等。
(2)記錄恒電位儀電壓表和電流表的數(shù)值,計算出設(shè)備的輸出功率。
(3)在參比電極和陰極匯流點引線間連接數(shù)字萬用表測量管地電位(給定電位)判斷長效參比電極狀態(tài)。
2、陰極保護站強制電流陰極保護輔助陽極地床測試
測試內(nèi)容:陽極地床接地電阻
測試儀器:ZC-8接地電阻儀(四端) 卷尺(50米) 金屬電極(2支) 銅芯塑料軟線 1×1.5mm
測試方法:
(1)測試接線示意圖見圖1。在土壤電阻率較均勻的地區(qū),d2取2L,d1取L;在土壤電阻率不均勻的地區(qū),d2取3L,d1取1.7 L。在測試過程中,電位極沿輔助陽極與電流極的連線移動三次,每次移動的距離為d2的5%左右,若三次測試值接近。取其平均值作為輔助陽極接地電阻值;若測試值不接近,將電位極往電流極方向移動,直至測試值接近為止。
(2)按圖1布好電極后,轉(zhuǎn)動接地電阻測試儀的手柄,使手搖發(fā)電機達到額定轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)平衡旋鈕,直至電表指針停在黑線上,此時黑線指示的度盤值乘以倍率即為接地電阻值。
3、絕緣接頭的絕緣性能測試
測試內(nèi)容:絕緣接頭(接頭)絕緣性能
測試儀器:電壓表(高阻抗)、標準Cu/CuSO4電極(1支)、電工工具
測試方法:已安裝到管道上的絕緣接頭(接頭),可用電位法判斷其絕緣性能。如圖2所示,在被保護管道通電之前,用數(shù)字萬用表V測試絕緣接頭(接頭)非保護側(cè)a的管地電位Va1;調(diào)節(jié)陰極保護電源,使側(cè)b點的管地電位Vb達到-0.85~-1.50之間,再測試a點的管地電位Va2。若Va1和Va2基本相等,則認為絕緣接頭(接頭)的絕緣性能良好;若│Va2│>│Va1│且Va2接近Vb值,則認為絕緣接頭(接頭)的絕緣性能可疑。若輔助陽極距絕緣接頭(接頭)足夠遠,且判明與非保護側(cè)相連接的管道沒同保護側(cè)的管線接近或交叉,則可判定為絕緣接頭(接頭)的絕緣性能很差(嚴重漏電或短路)。
4、管地電位測試
測試內(nèi)容:管道保護電位、自然電位
測試儀器:數(shù)字萬用表、標準Cu/CuSO4電極(1支)、銅芯絕緣軟線(截面積1.0mm2)、電工工具(1套)、測量用鍔魚夾(2支)
測試方法:地表參比法地表,按圖7進行接線測試,將參比電極放在管道頂部上方1m范圍的地表潮濕土壤上,應(yīng)保證參比電極與土壤電接觸良好。
(1)自然電位測試:未實施陰極保護的情況下,用硫酸銅參比電極測沿線測試樁電位的方法。其電位一般為-0.4V ~ -0.6V。
(2)保護電位測試:施加陰極保護的情況下,用硫酸銅參比電極測沿線測試樁電位的方法。其電位應(yīng)在-0.85V ~ -1.5V。
(3)間歇供電管道電位測試:在陰極保護設(shè)備向管道供電12秒、停3秒的情況下,在停3秒期間,用硫酸銅參比電極測沿線測試樁電位的方法。其斷點電位應(yīng)在-0.85V ~ -1.15V。
5、管道沿線管內(nèi)電流測試
測試內(nèi)容:管內(nèi)電流
測試儀器:UJ-33a直流電位差計、數(shù)字萬用表(高阻抗)、銅芯塑料軟線 1×0.75mm3 、電工工具(1套)、測量用鍔魚夾(2支)
測試方法:
?、贉y量a、b兩點之間的管長Lab,誤差不大于1%。按圖3接線,讀出ab兩點間的電壓降。在干擾區(qū)內(nèi)測試宜采用數(shù)字萬用表。
?、赼b段管內(nèi)的電流按下式計算:
式中 I-流過ab段的管內(nèi)電流(A);
Vab-ab間的電位差(V)
D-管道外徑(mm)
δ-管道壁厚(mm)
ρ-管材電阻率(Ω.mm2/m),取0.166.
Lab-ab間的管道長度(m)。
6、雜散電流干擾測試
(1)交流干擾
測試內(nèi)容:管道交流干擾電壓
測試儀器:數(shù)字萬用表、隔直電容(7.5μF ,250V)、金屬電極(1支)銅芯絕緣軟線(截面積1.0mm2)、電工工具(1套)、測量用鍔魚夾(2支)
測試方法:按圖5進行接線測試。
(2)直流干擾
測試內(nèi)容:管道直流干擾地電位梯度與電流方向
測試儀器:數(shù)字萬用表、標準Cu/CuSO4電極(4支)、銅芯絕緣軟線(截面積1.0mm2)、電工工具(1套)、測量用鍔魚夾(2支)
測試方法:
?、傺刂骋桓蓴_段選取幾個地點,按圖6進行接線重復(fù)測試,通過幾個測試點的電位梯度的大小和方向,判斷雜散電流源的方位。
?、陔妷罕碜x取的數(shù)值除以參比電極間距,即為電位梯度。
?、郛攩为殰y試地電位梯度時,參比電極的間距應(yīng)小一些,在可能的情況下以1m為宜。
圖6 地電位梯度及雜散電流方向測試示意圖
1-a、b、c、d四只Cu/CuSO4參比電極; ac與bd的距離相等,且垂直對稱布設(shè),其中ac或bd應(yīng)與管道平行,電極間距宜為100m,當受到環(huán)境限 制時可適當縮短,但應(yīng)使電壓表有明顯的指示;2-測試導(dǎo)線;3-A、B兩塊電壓表
三、恒電位儀的基本操作
具體見使用說明書。