阴极保护测试桩工作原理
工作原理
· 金属腐蚀原理:金属腐蚀本质是氧化还原反应,当金属与电解质(如土壤、海水)接触时,阳极金属原子失去电子成为离子,阴极环境中的氧化剂获得电子,电子通过金属本体从阳极流向阴极,形成腐蚀回路。
· 阴极保护原理:通过施加反向电流,使金属表面整体成为阴极,抑制阳极溶解。
· 测试桩测量原理:测试桩的核心功能是测量被保护结构的极化电位,通过参比电极作为电位基准,常用 CSE(铜 / 硫酸铜电极)提供 + 0.316V(相对于标准氢电极)的稳定电位,同时采用欧姆压降补偿,通过近参比法消除土壤电阻引起的 IR 降误差,从而准确测量电位。对于电流测量,可通过已知电阻的分流器测量阴极保护站输出电流。
分类
· 按材质分:
· 钢管测试桩:包括碳钢和不锈钢材质,强度高、耐腐蚀性较好,通常由无缝钢管制成,适用于大多数陆地和部分海洋环境,能承受土壤压力,便于安装和维护。
· 玻璃钢测试桩:重量轻、耐腐蚀性强,在对电磁干扰敏感的阴极保护系统中应用有优势,不会对周围电子设备产生电磁干扰,自身也不容易受到电磁影响。
· 混凝土测试桩:常用于大型基础工程,如桥梁基础、大型储罐基础等阴极保护系统的监测,能够在长期使用过程中保持良好的性能。
· 塑料测试桩:具有一定的耐腐蚀性和绝缘性能,成本相对较低,安装方便,适用于一些对环境要求较高或腐蚀性不太强的场所。
· 按功能分
· 电位测试桩:主要用于检测保护电位,可准确测量被保护金属结构相对于参比电极的电位,判断阴极保护是否达到预期效果。
· 电流测试桩:侧重于测量保护电流,其内部结构相对复杂,一般包含能够准确测量电流的元件,如分流器或磁通量传感器等,用于掌握电流分布情况。
· 绝缘测试桩:用于检测管道绝缘性能,保障阴极保护效果,检测绝缘接头等部位是否存在漏电等问题,确保阴极保护电流不会流失。
· 牺牲阳极测试桩:用于连接牺牲阳极,测量牺牲阳极的性能参数,了解牺牲阳极的工作状态和消耗情况,以便及时更换。
· 保护效果测试桩:连接测试片,通过测试片的腐蚀情况直观反映阴极保护的效果。
作用
· 电位监测:精确测量金属结构的电位,判断阴极保护是否达到预期效果,及时发现电位异常情况,避免金属因腐蚀而损坏。
· 电流检测:监测流过金属结构的电流大小,确保阴极保护电流处于合适范围,保障保护效果的稳定性,同时了解电流在被保护结构上的分布是否均匀。
· 故障排查:通过测试桩获取的数据,能快速定位阴极保护系统中的故障点,如阳极失效、电缆断路等,便于及时进行维修。
· 数据记录与分析:每次测试后,详细记录电位、电流等数据,并进行分析,根据数据变化趋势调整阴极保护系统参数,为阴极保护系统的优化提供依据。