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陰極保護(hù)準(zhǔn)則

帶有覆蓋層的管道的電位由如下的分量所決定：

Von=Vo+Vp+Vs=Eo+RpI+RsI

式中 Von——通電流時(shí)保護(hù)電位;

Vo——自然電位;

Vp——極化電位;

Vs——土壤中電位降;

RP——極化電阻;

Rs——土壤介質(zhì)電阻;

I——保護(hù)電流。

在這參數(shù)中，對(duì)陰極保護(hù)起作用的只有極化電位Vp，也就是電化學(xué)極化。當(dāng)時(shí)間等于零時(shí)，可將上述方程簡(jiǎn)化為：

Voff=Vo+Vp

Voff為斷電瞬間測(cè)得的極化電位，已消除了土壤介質(zhì)IP降的成分。在此，引入了兩個(gè)概念：通電時(shí)保護(hù)電位Von和斷電瞬間極化電位Voff(亦為保護(hù)電位)。

關(guān)于埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)的準(zhǔn)則，美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)的推薦標(biāo)準(zhǔn)RP-01-69有較全面的規(guī)定，已廣為世界各國(guó)所采用。即：

1.在通電情況下，測(cè)得構(gòu)筑物相對(duì)飽和銅—硫酸銅參比電極間的負(fù)(陰極)電位至少為0.85V。

2.通電情況下產(chǎn)生的最小負(fù)電位值較自然電位負(fù)偏移至少300mV。

3.在中斷保護(hù)電流情況下，測(cè)量極化衰減。當(dāng)中斷電流瞬間，立即形成一個(gè)電位值，以此值為測(cè)定極化衰減的基準(zhǔn)讀數(shù)。測(cè)得的陰極極化電位差至少100mV。

4.構(gòu)筑物相對(duì)土壤的負(fù)電位至少和原先建立的E-logI曲線的塔費(fèi)爾曲線的初始負(fù)電位點(diǎn)一樣。

5.所有電流均為從土壤電解質(zhì)流向構(gòu)筑物。

以上5條中，前3條在實(shí)踐中常用。后2條測(cè)定比較復(fù)雜，一般很少使用。當(dāng)有硫酸鹽還原菌存在時(shí)，負(fù)電位應(yīng)再增加-100mV，也就是-0.95V。

在測(cè)量管道電位時(shí)，應(yīng)將參比電極放置在盡量靠近管道的位置，力求減少土壤介質(zhì)中的IR降成分。

不過(guò)，美國(guó)《Materials Performance》(材料性能)雜志近些年來(lái)開(kāi)展了對(duì)NACERP-01-69中關(guān)于陰極保護(hù)準(zhǔn)則的討論，對(duì)原來(lái)五項(xiàng)準(zhǔn)則提出修正，力求更科學(xué)，定義更加完善。其主要觀點(diǎn)是：

1.-0.85V/CSE應(yīng)是一個(gè)極化電位準(zhǔn)則，應(yīng)當(dāng)消除測(cè)量時(shí)土壤介質(zhì)中IR降誤差。

2.相地自然電位的-300mV偏移準(zhǔn)則應(yīng)去掉，來(lái)強(qiáng)化斷電去極化-100mV偏移的準(zhǔn)則，因它較前者更科學(xué)、更經(jīng)濟(jì)。

3.E-logI的準(zhǔn)則應(yīng)被描述為最小電流密度的準(zhǔn)則，而不應(yīng)是保護(hù)電位的準(zhǔn)則。

4.原用流入構(gòu)筑物的凈電流判斷方法，實(shí)際中不能用，應(yīng)去掉。

國(guó)內(nèi)對(duì)IR降的作用和測(cè)量也做了大量研究工作，目前較為成熟的有斷電法和輔助試片法。

土壤中常用飽和硫酸銅電極為參比電極(CSE)，當(dāng)使用其他參比電極時(shí)，可進(jìn)行換算。表1給出了各種參比電極的標(biāo)準(zhǔn)電位。

表1 參比電極標(biāo)準(zhǔn)電位 (V)

注：利用修正系數(shù)的計(jì)算方法是實(shí)測(cè)溫度t減去25℃再乘以修正系數(shù)，即為實(shí)際電位偏移修正值。

對(duì)于陰極保護(hù)來(lái)說(shuō)，其保護(hù)電流密度只是參考數(shù)值，它主要取決于被保護(hù)構(gòu)筑物表面狀況，一般不用作判據(jù)。

陰極保護(hù)專家——山東萬(wàn)海鑫杰工程科技有限公司，業(yè)務(wù)咨詢電話18678631900.