阴极保护

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阴极保护准则

 

  带有覆盖层的管道的电位由如下的分量所决定:

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

  式中 Von——通电流时保护电位;

  Vo——自然电位;

  Vp——极化电位;

  Vs——土壤中电位降;

  RP——极化电阻;

  Rs——土壤介质电阻;

  I——保护电流。

  在这参数中,对阴极保护起作用的只有极化电位Vp,也就是电化学极化。当时间等于零时,可将上述方程简化为:

  Voff=Vo+Vp

  Voff为断电瞬间测得的极化电位,已消除了土壤介质IP降的成分。在此,引入了两个概念:通电时保护电位Von和断电瞬间极化电位Voff(亦为保护电位)。

  关于的准则,美国腐蚀工程师协会(NACE)的推荐标准RP-01-69有较全面的规定,已广为世界各国所采用。即:

  1。在通电情况下,测得构筑物相对饱和铜—硫酸铜参比电极间的负(阴极)电位至少为0。85V。

  2.通电情况下产生的最小负电位值较自然电位负偏移至少300mV。

  3.在中断保护电流情况下,测量极化衰减。当中断电流瞬间,立即形成一个电位值,以此值为测定极化衰减的基准读数。测得的阴极极化电位差至少100mV。

  4.构筑物相对土壤的负电位至少和原先建立的E-logI曲线的塔费尔曲线的初始负电位点一样。

  5。所有电流均为从土壤电解质流向构筑物。

  以上5条中,前3条在实践中常用。后2条测定比较复杂,一般很少使用。当有硫酸盐还原菌存在时,负电位应再增加-100mV,也就是-0.95V。

  在测量管道电位时,应将放置在尽量靠近管道的位置,力求减少土壤介质中的IR降成分。

  不过,美国《Materials Performance》(材料性能)杂志近些年来开展了对NACERP-01-69中关于阴极保护准则的讨论,对原来五项准则提出修正,力求更科学,定义更加完善。其主要观点是:

  1。-0。85V/CSE应是一个极化电位准则,应当消除测量时土壤介质中IR降误差。

  2.相地自然电位的-300mV偏移准则应去掉,来强化断电去极化-100mV偏移的准则,因它较前者更科学、更经济。

  3.E-logI的准则应被描述为最小电流密度的准则,而不应是保护电位的准则。

  4。原用流入构筑物的净电流判断方法,实际中不能用,应去掉。

  国内对IR降的作用和测量也做了大量研究工作,目前较为成熟的有断电法和辅助试片法。

  土壤中常用为参比电极(CSE),当使用其他参比电极时,可进行换算。表1给出了各种参比电极的标准电位。

表1 参比电极标准电位 (V)

电极种类

电极构成

氢标电位(25℃)

修正系数(t-25℃)/(V/℃)

钢铁保护电位(25℃)

饱和甘汞

Hg/HgCl2/饱和KCl

+0.2415

-0.00076

-0.77

海水甘汞

Hg/HgCl2/海水

+0。2959

-0.00028

-0。83

饱和氯化银

Ag/AgCl/饱和KCl

+0.1959

-0.0011

-0。73

海水氯化银

Ag/AgCl/海水

+0.2505

-0.00063

-0.78

饱和硫酸铜

Cu/CuSO4/饱和CuSO4

+0.3160

+0.0009

-0.85

 注:利用修正系数的计算方法是实测温度t减去25℃再乘以修正系数,即为实际电位偏移修正值。

  对于阴极保护来说,其保护电流密度只是参考数值,它主要取决于被保护构筑物表面状况,一般不用作判据。

 

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