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)條件下是無法實(shí)現(xiàn)的，因此必須依賴一些間接的、技術(shù)上可行的方法來評(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)體上最活性陽極的開路電位。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)際腐蝕問題卻是不可能的，因?yàn)楸槐Ｗo(hù)體上最活性陽極的開路電位是不可能準(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度保護(hù)帶來的危害性。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)志為在使用過程中，溶液一直存在過剩的硫酸銅晶體。 流過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)電位和犧牲陽極開路電位等參數(shù)的測(cè)試。其測(cè)試接線方式見圖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)電位和犧牲陽極閉路電位的測(cè)試。其測(cè)試接線方式見圖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)受輔助陽極地電

8、場(chǎng)影響的管段和犧牲陽極埋設(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、犧牲陽極輸出電流、標(biāo)準(zhǔn)電阻法接線示意圖見圖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極的接線柱

9、上，兩個(gè)電位接線柱分別接數(shù)字萬用表，并將萬用表置于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)。從萬用表上讀取標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓，按下式計(jì)算犧牲陽極的輸出電流：I=式中，I-犧牲陽極輸出電流（mA）； V-數(shù)字萬用表讀數(shù)（mV）； R-標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值（）。、直測(cè)法直測(cè)法即利用數(shù)字萬用表的電流檔直接測(cè)量犧牲陽極輸出電流。接線示意圖見圖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)管段無分支、無

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)管段無分支、無接地極，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)體中流過的電流大小。3.3、接地電阻、輔助陽極接地電阻測(cè)試采用ZC-8接地電阻測(cè)量?jī)x，測(cè)試接線見圖3.3.1。圖3.3.1 輔助陽極接地電阻測(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)試過程中，電位極沿輔助陽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)黑線指示的度盤值乘以倍率即為接地電阻值。、犧牲陽極接地電阻測(cè)試采用ZC-8接地電阻測(cè)量?jī)x，測(cè)試接線見圖3.3.2。圖3.3.2 犧牲陽極接地電阻測(cè)試接線示意圖注意：測(cè)試犧牲陽極接地電阻之前，必須將犧牲陽極與管道斷開。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)黑線指示的度盤值乘以倍率即為接地電阻值。當(dāng)犧牲陽極的支數(shù)較多或?yàn)閹顮奚枠O，該組犧牲

14、陽極的對(duì)角線長(zhǎng)度（或帶狀犧牲陽極長(zhǎng)度）大于8m時(shí)，按上述測(cè)試輔助陽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)量示意圖見圖4.1.1 測(cè)量電路可以表示為等效電路見圖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 電路說明：1.理想上來說，只有管道與參比電極之間的真實(shí)電位差應(yīng)當(dāng)經(jīng)過電壓表兩端。2.該測(cè)量電路是一種串聯(lián)電路，所以通過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 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，可通過潤(rùn)濕參比電極周圍區(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，避免陽光直接照射。置于陽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)致在管道周圍產(chǎn)生了電壓梯度。于是便產(chǎn)生干擾誤差。受到陰極保護(hù)電流的裸管周圍的

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)體的雜散電流稱為干擾電流。l 分類：從干擾形式上看，可分為靜態(tài)干擾和動(dòng)態(tài)干擾；從干擾來源上看，可分為交流干擾、直流干擾和地電流干擾。常見干擾源.交流干擾主要來源于工業(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）、各類避雷接地裝置等引起。.地電流是由太陽風(fēng)（太陽發(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)。.在陽極區(qū)時(shí)，電位會(huì)比正常情況下偏正。常見的干擾情況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)或周圍有供電設(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)、犧牲陽極均須斷開，管道上多元保護(hù)裝置也要同時(shí)斷開，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.采用專用中斷器；2.使用專用儀器或設(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。管線開挖檢查、閥門、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；(3)管道接地不用斷開； (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