切换到宽版

[原创] 阴极保护系统中,极化电位与保护电位的监测差异及数据解读方法?

微信扫一扫到手机

随时看帖、分享到朋友圈

小编教你如何扫二维码>>
阅读:144 |   回复:0
 
发帖
28
精华
0
绿叶
55
小红花
23
极化电位是管道极化后的真实保护电位(含 IR 降影响),保护电位是消除 IR 降后的有效保护电位,二者监测方法、数据意义不同,解读需结合标准范围和现场环境,才能准确判断保护状态。
一、极化电位与保护电位的核心监测差异
1. 定义本质差异
极化电位:管道在阴极保护电流作用下,表面发生电化学极化后的总电位,包含管道 / 电解质界面的真实极化电位、土壤 / 电解质中的 IR 降(电流通过土壤产生的电压损失),是 “含干扰的表观电位”。
保护电位:剔除 IR 降后,管道金属与电解质界面的真实电位,能直接反映管道是否处于有效保护范围,是 “无干扰的本质电位”。
2. 监测方法差异
对比维度 极化电位监测 保护电位监测
测量时机 阴极保护系统正常运行(通电状态)下直接测量 需通过 “断电法”“瞬间断电法” 或 “阴极剥离法” 剔除 IR 降
测量工具 参比电极(土壤用铜 / 硫酸铜、海水用银 / 氯化银)+ 电位仪 除常规工具外,需搭配断电开关、数据记录仪(捕捉瞬间电位)
操作流程 1. 参比电极置于管道正上方土壤中(距管道≤1m);2. 电位仪正极接参比电极,负极接管道测试桩;3. 直接读取稳定数值 1. 按极化电位测量方式布置设备;2. 断开阴极保护电源(瞬间断电法断开时间≤1s);3. 读取断电后瞬间(通常 0.1-1s 内)的电位值,即为保护电位
干扰因素 受土壤电阻率、电流大小、参比电极位置影响(IR 降占比可能达 50-200mV) 基本消除 IR 降干扰,仅受管道自身极化状态、腐蚀环境影响
3. 数据用途差异
极化电位:用于快速判断阴极保护系统是否运行(有无电流输出),适合日常巡检中的初步筛查,不能单独作为保护效果合格的依据。
保护电位:是评估保护效果的核心指标,用于判断管道是否处于 “欠保护”“有效保护” 或 “过保护” 状态,是工程验收和运维决策的关键数据。
二、数据解读核心方法(结合行业标准 GB/T 21448)
1. 标准参考范围(CSE 参比电极)
有效保护电位:-0.85V ~ -1.20V(埋地钢质管道),海水环境可放宽至 - 0.95V ~ -1.15V。
欠保护:保护电位>-0.85V(管道未充分极化,仍可能发生腐蚀)。
过保护:保护电位<-1.20V(易产生氢脆,尤其高强度钢管道,需严格控制)。
2. 极化电位与保护电位的联动解读
若极化电位与保护电位差值(即 IR 降)≤50mV:说明土壤导电性好、电流分布均匀,极化电位可近似替代保护电位参考,日常巡检可简化监测流程。
IR 降>100mV(多出现于高电阻率土壤或强制电流系统):必须以保护电位为判断依据,若仅看极化电位可能误判(如极化电位 - 0.9V,但 IR 降 200mV,实际保护电位 - 0.7V,属于欠保护)。
示例解读:某埋地管道极化电位 - 1.0V,通过瞬间断电法测得保护电位 - 0.8V,IR 降 200mV。虽极化电位在有效范围,但保护电位>-0.85V,判定为欠保护,需增大阴极保护电流输出。
3. 特殊场景数据解读
新管道投运初期:极化电位会逐步降低(管道逐渐极化),保护电位需稳定 72 小时后再判定,避免因极化未完成导致误判。
异形部位(弯头、三通):需重点监测保护电位,若该区域保护电位比直管段高 50mV 以上,可能存在保护盲区,需加密阳极或调整电流分布。
杂散电流干扰区域:极化电位波动大(日波动>100mV),需通过保护电位结合排流装置运行数据,判断杂散电流是否影响保护效果,必要时增设排流设施。
三、监测过程关键注意事项
参比电极安装:必须与土壤 / 电解质充分接触,避免干燥或悬空(否则测量数据失真),长期监测需定期检查参比电极性能(如铜 / 硫酸铜电极电解质是否浑浊)。
断电操作规范:瞬间断电法断开时间不能过长(>3s 会导致管道去极化),需使用专用断电开关,避免手动断电造成电位突变。
数据记录要求:每次监测需记录环境条件(土壤湿度、温度)、系统运行参数(电流、电压),便于后续分析数据异常原因(如雨天土壤湿度增加,IR 降会减小)。
仪器校准:电位仪需每年校准一次,确保测量精度(误差≤±5mV),避免因仪器误差导致解读错误。