埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)測(cè)量技術(shù)

1、埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)測(cè)量技術(shù)沈陽(yáng)龍昌管道檢測(cè)中心 馬負(fù)1 前言埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)系統(tǒng)一旦投用，就要定期對(duì)該系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，確認(rèn)陰極保護(hù)系統(tǒng)的效果，以判斷其是否能夠充分控制腐蝕。但是，在實(shí)際工作中直接確定管道是否處于腐蝕狀態(tài)是十分困難和復(fù)雜的。且有些技術(shù)在工業(yè)化的現(xiàn)場(chǎng)條件下是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因此必須依賴(lài)一些間接的、技術(shù)上可行的方法來(lái)評(píng)估陰極保護(hù)系統(tǒng)的有效性。目前我們采用的主要方法是通過(guò)測(cè)量管道的電位、電流、電阻等相關(guān)參數(shù)，與選定的判據(jù)進(jìn)行比較以達(dá)到評(píng)價(jià)陰極保護(hù)系統(tǒng)有效性的目的。陰極保護(hù)測(cè)量技術(shù)內(nèi)涵十分豐富。因?yàn)楦g是電化學(xué)過(guò)程，所以是電化學(xué)和電學(xué)測(cè)量技術(shù)的結(jié)合。為達(dá)到測(cè)量的規(guī)范和統(tǒng)一，最大限度

2、的減少測(cè)量誤差，國(guó)家制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。即GB/T 212462007 埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法、GB/T 214472008鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范、GB/T 214482008埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范。這里我們主要結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)陰極保護(hù)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行討論。2 判據(jù)陰極保護(hù)理論研究表明，被保護(hù)體達(dá)到完全陰極保護(hù)的真正判據(jù)是被保護(hù)體上的各陰極均被極化到被保護(hù)體上最活性陽(yáng)極的開(kāi)路電位。在這一電位點(diǎn)處腐蝕電流已經(jīng)停止了，再施加更多的保護(hù)電流是不必要的，也是不經(jīng)濟(jì)的。在這一點(diǎn)上對(duì)真正判據(jù)的理解是很容易的，但是應(yīng)用這個(gè)判據(jù)去解決實(shí)際腐蝕問(wèn)題卻是不可能的，因?yàn)楸槐Ｗo(hù)體上最活性陽(yáng)極的開(kāi)路電位是不可能準(zhǔn)

3、確計(jì)算的也不可能在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量獲得。因此，必須有替代的判據(jù)。一個(gè)替代的陰極保護(hù)判據(jù)，其目的是提供一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)某個(gè)指定物體施加陰極保護(hù)的水平可相對(duì)于此基準(zhǔn)進(jìn)行比較。一個(gè)好的判據(jù)有某些期望特征，包括較廣泛的結(jié)構(gòu)體適用性、環(huán)境的實(shí)用性、便于應(yīng)用、可靠的科學(xué)基礎(chǔ)、將腐蝕減輕到可接受水平的極大可能性以及過(guò)度保護(hù)帶來(lái)的危害性。目前我們采用的判據(jù)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 214482008埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范中的4.3 陰極保護(hù)準(zhǔn)則。具體內(nèi)容為：一般情況：1、管道陰極保護(hù)電位（即管/地界面極化電位，下同）應(yīng)為-850mV（CSE）或更負(fù)。2、陰極保護(hù)狀態(tài)下管道的極限保護(hù)電位不能比-1200mV（CSE）更負(fù)

4、。3、對(duì)高強(qiáng)度鋼（最小屈服強(qiáng)度大于550MPa）和耐蝕合金鋼，如馬氏體不銹鋼，雙向不銹鋼等極限保護(hù)電位則要根據(jù)實(shí)際析氫電位來(lái)確定。其保護(hù)電位應(yīng)比-850mV（CSE）稍正，但在-650mV（CSE）至-750mV的電位范圍內(nèi)，管道處于高pH值SCC的敏感區(qū)，應(yīng)予注意。4、在厭氧菌或SRB及其它有害菌土壤環(huán)境中管道陰極保護(hù)電位應(yīng)為-950mV（CSE）或更負(fù)。5、在土壤電阻率100m至1000m環(huán)境中的管道，陰極保護(hù)電位宜負(fù)于-750 mV（CSE）；在土壤電阻率大于1000m環(huán)境中的管道，陰極保護(hù)電位宜負(fù)于-650 mV（CSE）特殊考慮當(dāng)一般情況準(zhǔn)則難以達(dá)到時(shí)，可采用陰極極化或去極化電位差大

5、于100mV的判據(jù)。在高溫條件下、SRB土壤中存在雜散電流干擾及異種金屬材料偶合的管道中不能采用100mV極化準(zhǔn)則。3 基本測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介陰極保護(hù)參數(shù)的測(cè)量主要為三個(gè)參數(shù)：電位、電流和電阻。按GB/T 212462007 埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法現(xiàn)分別予以介紹：3.1、管道電位、管地電位測(cè)量的意義：、未加陰極保護(hù)的管地電位是衡量土壤腐蝕性的一個(gè)參數(shù)。（自然電位）、施加陰極保護(hù)的管地電位是判斷陰極保護(hù)程度的重要參數(shù)。（保護(hù)電位）、當(dāng)有干擾時(shí)，管地電位的變化是判斷干擾影響程度的重要指標(biāo)。、測(cè)量一般要求：、所用電壓表內(nèi)阻要高，通常應(yīng)大于10M。、正確使用參比電極。測(cè)量使用的參比電極應(yīng)具有下列特

6、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)，并有一定的機(jī)械強(qiáng)度。參比電極的種類(lèi)很多，管道陰極保護(hù)中普遍采用的為飽和硫酸銅電極。其結(jié)構(gòu)如圖3.1.1 所示（便攜式）。圖3.1.1 參比電極結(jié)構(gòu)示意圖硫酸銅參比電極制作的基本要求是： 電極采用紫銅棒（純度不小于99.7%）； 硫酸銅溶液用蒸餾水和化學(xué)純硫酸銅晶體配制。硫酸銅溶液必須飽和，飽和的標(biāo)志為在使用過(guò)程中，溶液一直存在過(guò)剩的硫酸銅晶體。 流過(guò)電極的允許電流密度不大于5A/ cm2。、注意消除IR 降。、測(cè)量方法、地表參比法地表參比法主要用于管道自然電位、保護(hù)電位和犧牲陽(yáng)極開(kāi)路電位等參數(shù)的測(cè)試。其測(cè)試接線方式見(jiàn)圖3.1.2。圖3.1.2

7、地表參比法測(cè)試接線示意圖將參比電極放在管道頂部上方的地表潮濕土壤上，保證參比電極與土壤接觸良好。將電壓表調(diào)至合適的量程上（多用DC20V或DC2V量程），讀取數(shù)據(jù)并做好記錄。、近參比法近參比法一般用于防腐層質(zhì)量差的管道保護(hù)電位和犧牲陽(yáng)極閉路電位的測(cè)試。其測(cè)試接線方式見(jiàn)圖3.1.3。圖3.1.3 近參比法測(cè)試接線示意圖在管道（或犧牲陽(yáng)極）上方，距測(cè)試點(diǎn)1m左右挖一個(gè)安放參比電極的探坑，將參比電極置于距管壁（或犧牲陽(yáng)極）35cm的土壤上。保證參比電極與土壤接觸良好。將電壓表調(diào)至合適的量程上（多用DC20V或DC2V量程），讀取數(shù)據(jù)并做好記錄。、遠(yuǎn)參比法遠(yuǎn)參比法主要用于強(qiáng)制電流陰極保護(hù)受輔助陽(yáng)極地電

8、場(chǎng)影響的管段和犧牲陽(yáng)極埋設(shè)點(diǎn)附近的管段，測(cè)量管道對(duì)遠(yuǎn)方大地的電位，用以計(jì)算該點(diǎn)的負(fù)偏移電位值。其測(cè)試接線方式見(jiàn)圖3.1.4。 將硫酸銅參比電極朝遠(yuǎn)離地電場(chǎng)源的方向逐次安放在地面上，第一個(gè)安放點(diǎn)距管道測(cè)試點(diǎn)不小于10m，以后逐次移動(dòng)10m。用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試管地電位，當(dāng)相鄰兩個(gè)安放點(diǎn)測(cè)試的管地電位相差小于5mV時(shí)，參比電極不再往遠(yuǎn)方移動(dòng)。則最遠(yuǎn)處的管地電位值作為該測(cè)試點(diǎn)的管道對(duì)遠(yuǎn)方大地的電位值。圖3.1.4 遠(yuǎn)參比法測(cè)試接線示意圖、斷電法3.2管道電流、犧牲陽(yáng)極輸出電流、標(biāo)準(zhǔn)電阻法接線示意圖見(jiàn)圖3.2.1。圖3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)電阻法測(cè)試接線示意圖標(biāo)準(zhǔn)電阻的兩個(gè)電流接線柱分別接到管道和犧牲陽(yáng)極的接線柱

9、上，兩個(gè)電位接線柱分別接數(shù)字萬(wàn)用表，并將萬(wàn)用表置于DC200mV量程。接入導(dǎo)線的總長(zhǎng)度不大于1m，截面積不小于2.5mm2。標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值為0.1，準(zhǔn)確度為0.02級(jí)。從萬(wàn)用表上讀取標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓，按下式計(jì)算犧牲陽(yáng)極的輸出電流：I=式中，I-犧牲陽(yáng)極輸出電流（mA）； V-數(shù)字萬(wàn)用表讀數(shù)（mV）； R-標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值（）。、直測(cè)法直測(cè)法即利用數(shù)字萬(wàn)用表的電流檔直接測(cè)量犧牲陽(yáng)極輸出電流。接線示意圖見(jiàn)圖3.2.2。圖3.2.2 直測(cè)法測(cè)試接線示意圖直測(cè)法操作簡(jiǎn)便，但應(yīng)選用五位讀數(shù)（4位）的數(shù)字萬(wàn)用表，用DC10A量程直接讀取電流值。、管內(nèi)電流、電壓降法適用條件：具有良好外防腐層，被測(cè)管段無(wú)分支、無(wú)

10、接地極，已知管徑、壁厚和管材的電阻率。同時(shí)具備上述條件的管段可以采用電壓降法測(cè)量沿管道流動(dòng)的直流電流。測(cè)試接線見(jiàn)圖3.2.3。圖3.2.3 電壓降法測(cè)試接線示意圖測(cè)量a、b兩點(diǎn)之間的管道長(zhǎng)度Lab，誤差不大于1%。Lab的最小長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)管徑大小和管內(nèi)的電流量決定，最小管長(zhǎng)應(yīng)保證a、b兩點(diǎn)之間的電位差不小于50V，一般取Lab為30m。測(cè)量時(shí)，先用數(shù)字萬(wàn)用表判定a、b兩點(diǎn)的正、負(fù)極性并粗測(cè)Vab值，然后將正極端和負(fù)極端分別接到UJ33a直流電位差計(jì)“未知”端的相應(yīng)接線柱上，細(xì)測(cè)Vab值。ab管段的管內(nèi)電流按下式計(jì)算：I=式中，I-流過(guò)ab段的管內(nèi)電流（A）； Vab-ab間的電位差（V）； D-

11、管道外徑（mm）； -管道壁厚（mm）； -管材電阻率（mm2/m）； Lab-ab間的管道長(zhǎng)度（m）。、補(bǔ)償法適用條件：具有良好外防腐層，被測(cè)管段無(wú)分支、無(wú)接地極，管道內(nèi)流動(dòng)的直流電流比較穩(wěn)定。同時(shí)具備上述條件的管段可以采用補(bǔ)償法測(cè)量沿管道流動(dòng)的直流電流。測(cè)試接線見(jiàn)圖3.2.4圖3.2.4 補(bǔ)償法測(cè)試接線示意圖 在接線中要注意，LacD，LdbD，Lcd的長(zhǎng)度宜為2030m。按上圖接好測(cè)試回路，合上開(kāi)關(guān)K，調(diào)節(jié)電阻器R，當(dāng)檢流計(jì)或電位差計(jì)G的指示為零時(shí)，電流表A指示的數(shù)值即為管內(nèi)電流I的絕對(duì)值。、電流環(huán)電流環(huán)實(shí)際上是一個(gè)包括“霍爾效應(yīng)”的裝置的鉗形電流表，其產(chǎn)生的輸出電壓正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度，而磁

12、場(chǎng)強(qiáng)度則正比于導(dǎo)體中流過(guò)的電流大小。3.3、接地電阻、輔助陽(yáng)極接地電阻測(cè)試采用ZC-8接地電阻測(cè)量?jī)x，測(cè)試接線見(jiàn)圖3.3.1。圖3.3.1 輔助陽(yáng)極接地電阻測(cè)試接線示意圖當(dāng)采用圖17（a）所示接線測(cè)試時(shí)，在土壤電阻率較均勻的地區(qū)，d13取2L，d12取L；在土壤電阻率不均勻的地區(qū)，d13取3L，d12取1.7L。在測(cè)試過(guò)程中，電位極沿輔助陽(yáng)極與電流極的連線移動(dòng)三次，每次移動(dòng)的距離為d13的5%左右，若三次測(cè)試值接近，取其平均值作為輔助陽(yáng)極接地電阻值；若測(cè)試值不接近，將電位極往電流極方向移動(dòng)，直到測(cè)試值接近為止。輔助陽(yáng)極接地電阻也可采用圖17（b）所示的三角形布極法測(cè)試，此時(shí)，d13=d122L

13、。完成上述接線后，轉(zhuǎn)動(dòng)接地電阻測(cè)量?jī)x的手柄，使手搖發(fā)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)平衡旋鈕，直至表頭指針停在黑線上，此時(shí)黑線指示的度盤(pán)值乘以倍率即為接地電阻值。、犧牲陽(yáng)極接地電阻測(cè)試采用ZC-8接地電阻測(cè)量?jī)x，測(cè)試接線見(jiàn)圖3.3.2。圖3.3.2 犧牲陽(yáng)極接地電阻測(cè)試接線示意圖注意：測(cè)試犧牲陽(yáng)極接地電阻之前，必須將犧牲陽(yáng)極與管道斷開(kāi)。按圖18所示沿垂直于管道的一條直線布置電極，d13取40m，d12取20m。完成上述接線后，轉(zhuǎn)動(dòng)接地電阻測(cè)量?jī)x的手柄，使手搖發(fā)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)平衡旋鈕，直至表頭指針停在黑線上，此時(shí)黑線指示的度盤(pán)值乘以倍率即為接地電阻值。當(dāng)犧牲陽(yáng)極的支數(shù)較多或?yàn)閹顮奚?yáng)極，該組犧牲

14、陽(yáng)極的對(duì)角線長(zhǎng)度（或帶狀犧牲陽(yáng)極長(zhǎng)度）大于8m時(shí)，按上述測(cè)試輔助陽(yáng)極接地電阻的方法測(cè)試，但d13不得小于40m，d12不得小于20m。3.4、土壤電阻率等距法測(cè)試采用ZC-8接地電阻測(cè)量?jī)x，測(cè)試接線見(jiàn)圖3.4.。圖3.4. 土壤電阻率測(cè)試接線示意圖 按圖19將四個(gè)電極布置于一條直線上，間距a、b代表測(cè)試深度，且a=b，電極入土深度應(yīng)小于a/20。 完成接線后，轉(zhuǎn)動(dòng)接地電阻測(cè)量?jī)x的手柄，使手搖發(fā)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)平衡旋鈕，直至表頭指針停在黑線上，此時(shí)黑線指示的度盤(pán)值乘以倍率為儀器示值R。土壤電阻率按下式計(jì)算： =2aR 式中，-測(cè)量點(diǎn)從地表至深度a土層的平均土壤電阻率（）； a-相鄰兩電極之

15、間的距離（m）； R-接地電阻測(cè)量?jī)x示值（）。3.5、絕緣法蘭的絕緣性能、兆歐表法適用條件：絕緣法蘭（接頭）制成但尚未安裝到管道上。測(cè)試采用500V兆歐表，測(cè)試接線見(jiàn)圖3.5.1。圖3.5.1 兆歐表法測(cè)試接線示意圖儀器接線時(shí)，宜用磁性接頭（或夾子）將兆歐表輸入端的測(cè)量導(dǎo)線壓接（或夾接）在絕緣法蘭（接頭）兩側(cè)的裸管上（連接點(diǎn)必須除銹），轉(zhuǎn)動(dòng)兆歐表手柄達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速，持續(xù)10s，此時(shí)兆歐表穩(wěn)定指示的電阻值即為絕緣法蘭（接頭）的絕緣電阻值。一般可用500V兆歐表測(cè)試，性能良好的絕緣法蘭絕緣電阻為，2M以上為合格。、電位法適用條件：絕緣法蘭（接頭）已安裝到管道上。通過(guò)測(cè)量絕緣法蘭（接頭）兩側(cè)電位判斷

16、其絕緣性能。測(cè)試接線見(jiàn)圖3.5.2。圖3.5.2 電位法測(cè)試接線示意圖在被保護(hù)管道通電之前，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試絕緣法蘭（接頭）非保護(hù)側(cè)a的管地電位Va1，調(diào)節(jié)陰極保護(hù)電源，使保護(hù)側(cè)b點(diǎn)的管地電位達(dá)到-0.85-1.50V之間，再測(cè)試a點(diǎn)的管地電位Va2。若Va1和Va2基本相等，則認(rèn)為絕緣法蘭（接頭）的絕緣性能良好；若Va2Va1，且Va2與Vb數(shù)值接近，則認(rèn)為絕緣法蘭（接頭）的絕緣性能可疑。若輔助陽(yáng)極距絕緣法蘭（接頭）足夠遠(yuǎn)，且判明與非保護(hù)側(cè)相連的管道沒(méi)同保護(hù)側(cè)的管道接近或交叉，則可判定為絕緣法蘭（接頭）的絕緣性能很差（嚴(yán)重漏電或短路），否則應(yīng)按下述漏電電阻測(cè)試法進(jìn)一步測(cè)試。、漏電電阻測(cè)試法已

17、安裝到管道上使用的絕緣法蘭（接頭），當(dāng)采用電位法判斷其絕緣性能可疑時(shí)，可按本方法進(jìn)行漏電電阻或漏電百分率測(cè)試。測(cè)試接線見(jiàn)圖3.5.3。按圖所示接好測(cè)試線路，其中a、b之間的水平距離不得小于D，bc段的長(zhǎng)度宜為30m。圖3.5.3 漏電電阻測(cè)試法測(cè)試接線示意圖 調(diào)節(jié)陰極保護(hù)電源E的輸出電流I1，使保護(hù)側(cè)的管道達(dá)到陰極保護(hù)要求電位值。用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量絕緣法蘭（接頭）兩側(cè)d、e間的電位差。按前述測(cè)試管內(nèi)電流的方法測(cè)量bc段的管內(nèi)電流I2。讀取陰極保護(hù)電源向管道提供的陰極保護(hù)電流I1。 絕緣法蘭（接頭）的漏電電阻按下式計(jì)算： RH=式中，RH-絕緣法蘭（接頭）的漏電電阻（）； -絕緣法蘭（接頭）兩側(cè)的

18、電位差（V）； I1-陰極保護(hù)電源E的輸出電流（A）； I2-bc段的管內(nèi)電流（A）。絕緣法蘭（接頭）的漏電百分率按下式計(jì)算：漏電百分率=若測(cè)試結(jié)果I2I1，則可認(rèn)為絕緣法蘭（接頭）的漏電電阻無(wú)窮大，漏電百分率為零，絕緣法蘭（接頭）的絕緣性能良好。4、測(cè)量誤差及消除4.1 電位測(cè)量原理電位測(cè)量的目的是在測(cè)試點(diǎn)準(zhǔn)確地測(cè)定管道電位。4.1.1 管地電位定義：管道和相鄰?fù)寥澜橘|(zhì)之間的電位差。 公式表示為：Ep/s=p s 其中p為管道的電極電位，s為土壤的電極電位。4.1.2 工程上，通常認(rèn)為管地電位實(shí)際是管道相對(duì)臨近土壤中參比電極 的電位測(cè)量值。4.1.3 管地電位分為自然電位和保護(hù)電位，4.1.

19、4 保護(hù)電位分為通電電位和斷電電位。 測(cè)量示意圖見(jiàn)圖4.1.1 測(cè)量電路可以表示為等效電路見(jiàn)圖4.1.2圖4.1管地電位現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量示意圖圖4.1.2管地電位測(cè)量電路示意圖Rm =電壓表內(nèi)阻 Rr,e =參比電極接觸電阻 Rp,e =管道對(duì)地電阻 Re=土壤電阻 Rt =導(dǎo)線(連接)電阻 Etrue =管地電位真實(shí)值 Vm =電壓表讀數(shù) Im =儀表電流4.1.5 電路說(shuō)明：1.理想上來(lái)說(shuō)，只有管道與參比電極之間的真實(shí)電位差應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)電壓表兩端。2.該測(cè)量電路是一種串聯(lián)電路，所以通過(guò)電壓表的電壓降高低將正比于電壓表輸入電阻與電路總電阻的比值。用Rz表示電路總電阻，即：Vm=Etrue(Rm/Rz)3

20、.按照歐姆定律，由于電流的流動(dòng)在參比電極與管道之間土壤內(nèi)產(chǎn)生的電壓降稱(chēng)為IR降。4.2 測(cè)量電路誤差源的產(chǎn)生4.2.1 測(cè)量電壓表測(cè)量電壓表選用原則 .為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，宜優(yōu)先選用數(shù)字電壓表或記錄儀。.數(shù)字電壓表的輸入電阻應(yīng)不小于 10M。 .電壓表的分辨率應(yīng)滿足被測(cè)電壓值的精度要求，至少應(yīng)具有三位有效數(shù)。 .數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度應(yīng)不低于 0.5 級(jí)。 .測(cè)量受到交流干擾的管道的管地電位時(shí)，應(yīng)選用對(duì)工頻干擾電壓具有足夠?yàn)V除能力的數(shù)字直流電壓表，確保直流電位的顯示值中疊加的交流干擾電壓值不超過(guò) 5mV。4.2.2 參比電極參比電極的使用.首先要保證使用的參比電極自身的性能良好、電位正常，滿足測(cè)

21、量要求。.當(dāng)參比電極置于干燥土壤、碎石、冰凍地面、瀝青或混凝土上時(shí)，參比電極接觸電阻可能成為誤差源。為減小誤差，可通過(guò)潤(rùn)濕參比電極周?chē)鷧^(qū)域降低接觸電阻。極端情況下，可以鉆一個(gè)孔，該孔從地表直到永久潮濕層深度，然后將參比電極置于孔內(nèi)。.參比電極盡可能位于管道正上方，以減小土壤中的IR降。參比電極的維護(hù)l 保持清潔，避免被污染。l 不使用時(shí)在多孔塞上套上塑料/橡膠蓋。l 定期清洗多孔塞，防止其被堵塞。l 定期更換硫酸銅并用非金屬研磨材料清潔銅棒，例如可用石英砂紙而不是氧化鋁砂紙清潔銅棒。如果溶液變渾濁了，將其清洗掉并更換新的硫酸銅溶液。l 確保溶液中有未溶解的硫酸銅晶體，確保得到一個(gè)過(guò)飽和溶液，在

22、這種情況下，電位保持穩(wěn)定。l 電極在出現(xiàn)污染的情況下（例如鹽水）使用后需要進(jìn)行維護(hù)，因?yàn)槁然镂廴緯?huì)改變化學(xué)反應(yīng)。l 最好能保留一個(gè)新鮮的電極，用于校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量用的電極。如果現(xiàn)場(chǎng)使用的電極與校準(zhǔn)電極的電位差超過(guò)5mV時(shí)，則應(yīng)清洗或更換現(xiàn)場(chǎng)電極。l 校正由于溫度引起的變化。如果要進(jìn)行溫度校正，記錄讀數(shù)時(shí)的溫度是必須的。當(dāng)參比電極溫度高于或低于室溫（一般25）時(shí)，應(yīng)該分別加上或減去0.9mV/ 的溫度校正量。l 測(cè)量時(shí)遮蔽電極，避免陽(yáng)光直接照射。置于陽(yáng)光下的參比電極的電極電位比置于暗處的電極可降低1050mV。4.2.3 導(dǎo)線連接電阻 .除導(dǎo)線破損外，一般情況下，導(dǎo)線本身電阻都很小。.如果導(dǎo)線連接

23、處電阻過(guò)高，比如接線柱外部有污染物包裹，接線柱存在虛焊或虛接等，此時(shí)會(huì)造成高的連接電阻，這就會(huì)造成測(cè)量誤差。4.2.4 管道對(duì)土壤電阻 . 由于土壤截面比較大，一般情況下，土壤電阻比較小。.當(dāng)土壤電阻越高，流過(guò)的電流越大時(shí)，則土壤中的電壓降也越大（IR降越大），可以從幾毫伏到幾伏。 4.2.5 參比電極對(duì)土壤的電阻參比電極接觸電阻成為誤差源，4.3 測(cè)量電路之外的電壓降誤差4.3.1 在電位測(cè)量中由于土壤中電流引起的電壓降誤差 由于電荷流動(dòng)于土壤和管道之間，從管道流出或流入，且由于土壤存在電阻，在土壤中出現(xiàn)了電壓降，導(dǎo)致在管道周?chē)a(chǎn)生了電壓梯度。于是便產(chǎn)生干擾誤差。受到陰極保護(hù)電流的裸管周?chē)?/p>

24、等勢(shì)面和電力線示意圖.電流線代表電流路徑，可以形象描述場(chǎng)強(qiáng)的分布。.沿著電流線的方向電位越來(lái)越低。.電場(chǎng)中電位相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫等位面。干擾的定義：l 雜散電流：設(shè)計(jì)或規(guī)定的回路以外流動(dòng)的電流。l 雜散電流一旦流入埋地金屬體，再?gòu)穆竦亟饘袤w流出進(jìn)入大地或水中，則在電流流出部位發(fā)生腐蝕。l 流入或流出埋地金屬導(dǎo)體的雜散電流稱(chēng)為干擾電流。l 分類(lèi)：從干擾形式上看，可分為靜態(tài)干擾和動(dòng)態(tài)干擾；從干擾來(lái)源上看，可分為交流干擾、直流干擾和地電流干擾。常見(jiàn)干擾源.交流干擾主要來(lái)源于工業(yè)用電的傳輸、感應(yīng)和饋地。此外 ,在變電站、雷達(dá)站、載波電話和有線廣播站附近都存在強(qiáng)烈的交流干擾。.直流干擾主要由直流電氣化

25、鐵路、直流電機(jī)、高壓直流輸電線以及其他直流用電設(shè)備（電焊、電解和電鍍）、各類(lèi)避雷接地裝置等引起。.地電流是由太陽(yáng)風(fēng)（太陽(yáng)發(fā)出的高能粒子）、地球磁場(chǎng)和地球表面金屬結(jié)構(gòu)之間的相互作用所產(chǎn)生的。干擾對(duì)電位測(cè)量的影響.電流流入部位成為陰極區(qū)，流出部位成為陽(yáng)極區(qū)。.顯然，雜散電流干擾影響soil ，因而也造成管地電位的偏移。所以管地電位偏移方向和管道附近地電場(chǎng)的變化方向相反。.在陰極區(qū)，相當(dāng)于有額外電流提供陰極保護(hù)，因此在陰極區(qū)測(cè)試時(shí)電位會(huì)比正常情況下偏負(fù)。.在陽(yáng)極區(qū)時(shí)，電位會(huì)比正常情況下偏正。常見(jiàn)的干擾情況l 交流干擾：電位測(cè)量值可能出現(xiàn)一定波動(dòng)，若為持續(xù)交流干擾，則容易觀察到波動(dòng)有一定的規(guī)律性；若為

26、間歇性交流干擾，則不宜觀察到這種波動(dòng)的規(guī)律性。l 靜態(tài)直流干擾：與正常狀況下的電位相比出現(xiàn)固定方向的偏移，根據(jù)偏移的方向（更正或更負(fù)）和大小，可以判斷測(cè)試點(diǎn)所處的干擾區(qū)和干擾強(qiáng)度。l 動(dòng)態(tài)直流干擾：電位測(cè)量值會(huì)出現(xiàn)偏移，且偏移的大小和方向不斷變化，呈現(xiàn)頻繁波動(dòng)的情況。l 偶然的干擾：有時(shí)某次電位測(cè)量值出現(xiàn)了波動(dòng)或偏移，可是之前和之后都沒(méi)有出現(xiàn)，可能是由于當(dāng)時(shí)大地中有臨時(shí)性的干擾電流存在，比如地電流變強(qiáng)或周?chē)泄╇娫O(shè)施出現(xiàn)故障等。干擾情況下的測(cè)量要求.用數(shù)字電壓表測(cè)量管地電位時(shí)，要選擇抗交流干擾能力較強(qiáng)的型號(hào)。.測(cè)量時(shí)，每個(gè)點(diǎn)每次的測(cè)量時(shí)間要稍微長(zhǎng)一點(diǎn)，這樣有助于發(fā)現(xiàn)電位的偏移或波動(dòng)情況。.如果

27、用電壓表測(cè)量時(shí)懷疑某處存在干擾情況，可用記錄式電壓表在該地方進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的電位測(cè)量加以確認(rèn)，例如存儲(chǔ)式雜散電流測(cè)試儀。4.3.2 在電位測(cè)量中由于管道電流引起的電壓降誤差 電壓降也發(fā)生于攜載電流的金屬通道中，如果管道的連接點(diǎn)遠(yuǎn)離參比電極的位置，則在電位測(cè)量中將會(huì)出現(xiàn)IR降誤差。4.4 測(cè)量誤差的消除絕對(duì)的消除測(cè)量誤差是不現(xiàn)實(shí)的，我們只能是最大限度地降低測(cè)量誤差。4.4.1 降低測(cè)量電路的測(cè)量誤差4.4.1.1 測(cè)量器件選用高內(nèi)阻電壓表；Vm=Etrue(Rm/Rz)4.4.1.2 降低參比電極接觸電阻；4.4.1.3 測(cè)量接線柱保證導(dǎo)電良好，降低導(dǎo)線(連接)電阻；4.4.2 降低測(cè)量電路之外的

28、電壓降誤差4.4.2.1 電流中斷法 消除IR降的原理。 IR降是電位測(cè)量中的主要誤差。衡量陰極保護(hù)水平的參數(shù)是電位，而電位測(cè)量與IR降是密切相關(guān)的。IR降是由兩個(gè)參數(shù)（I和R）共同作用的，因此，凡是減小或消除與這兩個(gè)參數(shù)有關(guān)的因素均能減小或消除IR降的影響。為消除IR降，國(guó)內(nèi)外都廣泛采用了瞬間斷電法，該法基于切斷保護(hù)電流（即I=0），消除土壤電位梯度。 瞬間斷電法Von為通電保護(hù)電位，含有IR降；Voff為斷電瞬間電位 ，不含IR降l 要求：管道上所有相連的接地保護(hù)、犧牲陽(yáng)極均須斷開(kāi)，管道上多元保護(hù)裝置也要同時(shí)斷開(kāi)，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)速度較快的自動(dòng)記錄儀。l 當(dāng)

29、斷電和通電瞬間，由于管道的阻容特性和恒電位自身的電路關(guān)系，測(cè)量中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬變電涌。l 目前瞬間斷電法的常用形式是對(duì)電流進(jìn)行周期性中斷，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)瞬間斷電，也方便長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)測(cè)量。實(shí)現(xiàn)方式：1.采用專(zhuān)用中斷器；2.使用專(zhuān)用儀器或設(shè)備；3.利用恒電位儀自帶的中斷功能（“測(cè)量”檔）。l 持續(xù)記錄通斷電位得出的數(shù)據(jù)結(jié)果為一個(gè)波形圖，從該波形圖上可以分析處理得到管道的通電電位和斷電電位。l 通斷周期非常關(guān)鍵，目前常用的通斷周期是4:1（通:斷=4:1）。4.4.2.2 步階式降低電流法(簡(jiǎn)介)電壓表記錄的通電電位Vm是：Vm=Ep+Icp*Re如果電流降低，通電電位也將降低，IR降將要降低。如果陰極保護(hù)

30、電流的步階式降低繼續(xù)進(jìn)行直至為0，于是Vm=Ep 且IR降也將為0。土壤電壓降遵從歐姆定律，這些參數(shù)是線性相關(guān)的。這樣，通過(guò)作圖得出IR降。4.4.2.3 近參比法使R接近于0的一種方法。管線開(kāi)挖檢查、閥門(mén)、立管處可應(yīng)用此方法。4.4.2.4 試片法（極化探頭）埋設(shè)方法：在測(cè)試點(diǎn)埋設(shè)一個(gè)帶裸露面積的試片，其材質(zhì)、埋設(shè)狀態(tài)要和管道相同，試片與管道用導(dǎo)線連接。原理：埋設(shè)的試片模擬了一個(gè)涂層缺陷，由管道提供保護(hù)電流進(jìn)行極化，最后達(dá)到與管道相同的保護(hù)狀態(tài)。測(cè)量方法：測(cè)量時(shí)，只需斷開(kāi)試片和管道間的連接導(dǎo)線 , 就可測(cè)得試片斷電電位，從而避免了切斷管道主保護(hù)電流及其它電連接的麻煩，雜散電流的影響極小可忽略不計(jì)， 而且不存在斷電后的極化差異和宏電池作用。優(yōu)點(diǎn):(1)可測(cè)到斷電電位；(2)多元保護(hù)不用斷開(kāi)；(3)管道接地不用斷開(kāi)； (4)不會(huì)產(chǎn)生電涌；(5)不受雜散電流干擾影響；(6)試片裸露面積代表了涂層缺陷； (7)不受極化程度的影響。缺點(diǎn)：不能代表比試片裸露面積大的缺陷電位。5、陰極保護(hù)通電/ 斷電電位測(cè)量5.1 開(kāi)展本項(xiàng)工作的意義 在管道日常管理工作中，沿線測(cè)量的管道陰極保護(hù)電位均為通電電