【摘 要】本文以埋地管線的試片實驗為例,分析了試片鋼在交流干擾下的極化曲線,以期探討交流干擾對埋地管線陰極保護的影響,為相關工作者提供一定的參考和借鑒。
【關鍵詞】交流干擾 埋地管線 陰極保護
一、交流干擾對埋地管線陰極保護的影響
就目前而言,埋地管線的陰極保護技術,其技術的設計、控制和效果評定都以測量陰極電位為主。如果在埋地管線中不存有交流干擾,埋地管線的陰極保護技術就能夠得到有效的發(fā)揮,據(jù)大量實踐證明,要對-850mVCSE的極化電位判據(jù),使用常規(guī)的陰極保護系統(tǒng)可以對其進行有效判據(jù)。但是在埋地管線中有交流干擾存在,會使陰極保護系統(tǒng)無法有效判別陰極保護,如果埋地管線的陰極保護得不到有效判別,在存有陰極保護不足的情況得不到識別,故而無法采取措施維護,由陰極保護不足造成管道受到腐蝕,腐蝕嚴重會造成對管道的破壞。因此,相關學者做出了模擬實驗,主要測定地下的雜散電流情況,根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn),不論是交流或者是直流電源,電位梯度和電壓成正比關系,電壓和保護電位成反比關系,保護電位隨著電壓升高而降低,相關學者表示:在埋地管線中存有交流電干擾的情況下,會加速埋地管線的金屬腐蝕,運用陰極保護技術,對抑制交流腐蝕起到一定的作用。下文通過實驗分析了傳統(tǒng)陰極保護準則在交流干擾下的適用性,以期防止埋地管線發(fā)生嚴重金屬腐蝕現(xiàn)象。
二、實驗分析傳統(tǒng)陰極保護在交流干擾下的適用性
以A、B、C、D四個區(qū)域的土壤作為實驗的介質,每個區(qū)域的土壤腐蝕性都較強,來分析探討不同土壤條件下交流干擾對埋地管線腐蝕的影響,為了加速腐蝕,在不同的土壤條件下采用了同種交流干擾,交流電流的密度為iac=50A/m3,每隔半個小時則檢測1次回路電流,通過測量標準電阻兩端的交流電壓,計算交流電流,并在監(jiān)測中做好調整。圖1所示。
在管道試片放置十天之后,取出試片用酸洗液去除試片表面的腐蝕產(chǎn)物,在經(jīng)過蒸餾水沖洗和乙醇、丙酮棉球的擦拭,干燥1d之后稱重,通過稱重來計算失重量。通過失重結果的得出能夠表征腐蝕程度。然后把A、B、C、D四個區(qū)域的土壤進行調和之后作為實驗介質所用,然后在通入不同的交流電流做干擾,每個交流電流密度下埋設3個平行試樣,輔助陽極采用石墨棒,參比電極為飽和硫酸銅電極。
通過實驗的結果表明,如果iac<20A/m2,腐蝕的速率在上升中較為緩慢,而iac>100A/m2時,腐蝕程度呈迅速加速的趨勢,其腐蝕速率如圖2所示:
干擾電流對陰極保護系統(tǒng)中的影響的實驗,最小陰極保護電位取-0.85VVSCSE,最大陰極保護電位取-1.2VVSCSE,利用恒電位極化法測量其對應的電流密度,其如圖3所示:
從陰極保護的效果來看,陰極保護能夠減少試片的表面腐蝕產(chǎn)物,并且在減少腐蝕產(chǎn)物的同時能夠生成碳酸鈣類的白色垢層,但是在不同密度下的直流電流腐蝕程度隨電流密度增強而增多,在一定陰極保護電流密度下,試片也會發(fā)生腐蝕,腐蝕程度隨交流干擾程度加大而加大。
在此實驗中,交流和直流電流同時存在的情況下,試片發(fā)生了全面腐蝕,如果用平均腐蝕的速率來做腐蝕程度的判別,那么在單純交流干擾和施加了陰極保護的這兩種情況下腐蝕程度各有不同,陰極保護可以很大程度上抑制交流腐蝕,但是如果iac>100 A/m2時,陰極保護在交流干擾的情況下對腐蝕抑制的力度還不夠,如果采用過大的陰極保護電流,會發(fā)生很負的保護電位,從而造成管道防腐涂層與金屬間粘結力的破壞,引發(fā)陰極剝離,造成金屬“氫破裂”的情況出現(xiàn),故應對陰極保護的電流密度做出合理控制,避免過保護情況發(fā)生。
三、結語
綜上所述,交流干擾在不同土壤中對埋地管線均有加速腐蝕的影響,而使用陰極保護系統(tǒng)能夠抑制交流干擾下的腐蝕,但是如果交流干擾過大,陰極保護則力度不夠,加大力度導致過保護會造成對管道的破壞,故應合理控制陰極保護電流密度。
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