小议试片断电法在管道阴极保护的应用(共4065字).doc
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1、小议试片断电法在管道阴极保护的应用(共4065字)极化探头法在通电电位测量时,由于其内置参比电极的特殊性,通电电位与采用便携式参比电极的试片断电法测量结果会有所不同,然而在断开试片与管道连接的断电测量过程中,电流降为0使得便携式参比电极与试片之间的IR降消失,因此,试片断电法与极化探头断电法在断电测量中的原理相同,不同的只在于极化试片面积的大小。考虑到试片制作容易且面积可以随意定制,因此,仅针对试片断电法和恒电位仪瞬时同步断电法开展消除IR降的电位测量方法对比,有关结论同样适用于极化探头断电法。现场试验和结果分析1试验12008年,对东北管道进行外检测期间进行了两处试片断电法的对比试验(测试过
2、程中只中断试片而不中断恒电位仪)。试验发现试片断电法的断电电位测量值与恒电位仪瞬时同步断电法(中断相邻的数个阴极保护恒电位仪)测得的断电电位基本一致,验证了基于极化试片的试片断电法可以测量到与恒电位仪瞬时同步断电法一致的结果。两次测量的对象都为运行多年的东北原油管道,测量点处管道防腐层为石油沥青,采用的试片电极面积为1cm2,参比电极位于探头一侧。对比试验结果表明,当埋地极化试片与管道通过测试桩进行电连通之后,极化试片与管道成为一个整体,达到相同的极化程度,因此试片断电法测得的断电电位与恒电位仪瞬时同步断电法测得的断电电位相同。2试验22010年,对秦京线进行了埋地管道阴极保护系统状况及防腐层
3、性能评价,期间对部分测试桩进行了试片断电法的对比试验,分别采用恒电位仪瞬时同步断电法和试片断电法测量断电电位(表1)。其中1#测试桩和49#测试桩分别位于两个相邻的阴极保护站阳极地床附近。该测试管段的防腐层包括石油沥青和聚丙烯冷缠带(大修段)两种。采用的极化试片电极面积为1cm2,参比电极位于探头一侧。试片断电法测量的断电电位在阴极保护站阳极地床附近负于恒电位仪同步瞬时断电法测量的断电电位,而在两个阴极保护站的中间则正于恒电位仪同步瞬时断电法的断电电位。该试验为在一个站间距的范围内对沿线管道测试桩进行的试片断电法和恒电位仪瞬时同步断电法对比,显然比2008年在东北管道两个独立的测量点进行的对比
4、试验更具代表性。3试验32011年,对部分管道站场开展了区域阴极保护检测与有效性评价工作,于某站场进行了试片断电法评价储罐阴极保护有效性的试验。试验中同样采用1cm2的极化试片埋于罐基础外土壤中,罐基础外边缘距罐边缘约2.5m,对同一个测试点进行4组不同通电周期的试验(表2),每次测量前等待15min以待试片进行充分极化,即测量最后一组12s的通电周期时,试片已经极化1h。试验完毕后再次等待15min,以1.8s通、0.2s断的周期重新测量,发现断电位升至994mV,说明试片在测量过程中一直处于极化状态,并且试片断电在充分极化后较为接近通电电位。恒电位仪瞬时同步断电法测量储罐周围通断电位的IR
5、降均在100mV以上。值得注意的是,在管道干线进行试片断电法测量时每个测量点均极化半个小时以上,并未发现随着极化时间延长,断电电位负向偏移的现象。试验结果讨论2008年进行的对比试验中发现,试片断电法可以测得与恒电位仪瞬时同步断电法一致的断电电位时,从阴极保护极化的角度进行分析,认为极化试片处于管道阴极保护的环境下会产生与管道“漏点”相同的极化,此处“漏点”指管线钢接触到渗透涂层的土壤电解质而并非完全意义上的涂层破损点。因此,认为试片断电法测得的极化电位与消除涂层IR降和土壤IR降后的恒电位仪瞬时同步断电法测得的管道断电电位一致。然而,2010年和2011年进行的对比试验结果并不支持以上结论,
6、仍需从原理上重新探讨基于极化试片的辅助试片断电法所测量到的断电电位的真实意义,静电场理论则可以很好的解释该现象。为了便于分析,讨论过程中不考虑杂散电流的干扰影响。对于采用便携式参比电极测量的辅助试片断电法,假设测量时便携式参比电极位于参比电极1,而在试片表面存在无限接近的参比电极位置(参比电极2)(图1),由此可以测得理论上的极化电位。由于断电电位消除了参比电极1和参比电极2之间的IR降,那么试片断电法在两个位置得到的断电电位应该一致。如果极化试片的电极面积较小,那么试片极化所需要的电流较小。当极化试片的面积足够小以至于极化试片连接到测试桩后试片的极化电流对于土壤电位梯度造成的影响可以忽略时,
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