Page 117 - 腐蚀与防护2024年第十一期

李海坤, 等: 电流动态波动对管道腐蚀速率的影响

为初始电位; t 为放电
式中: E 为放电后的电位; E 0
时间; τ 为时间常数。
由电位的相对性可知, 放电过程也可看作由某
个通电电位变化的差值引起的极化曲线, 如图3所
, 该通电电位长期极化
示。这时管道初始电位为E 0
时刻开始通电, 管道电位
的最终电位为E end 。自 t 0
至 t 时刻产生的电位
由E 0 向E end 电位极化, 由 t 0
为:
差E t
) [
(
E t= E end-E 0 × 1-ex p- t / τ )] ( 4 )
(
图2 通电电位波动幅度大、 波动周期长, 断电电位波动幅度大 动态直流杂散电流波动导致管道上某一次充 /
Fi g .2 Switch-on p otentialwithlar g eam p litudeandlon g c y cle , 放电足够长时间后的最终极化电位无法获知, 以通

andswitch-off p otentialwithlar g eram p litude 电电位波动的标准差代替电流进出引起的最终电位
电电位波动对阴极保护有效性的影响。 )。综合通电电位偏离平均值的程度
变化( E end-E 0
地铁杂散电流引起管道电位的动态波动特征是 和偏离持续时间, 可以定义一个评价动态直流杂散
一种普遍现象, 各地杂散电流的波动幅度和周期特
电流波动强度的参数I f :
征相似又不尽相同 [ 21 ] 。对于这种动态变化的参数,
I f= S× 1-ex p- t / τ )] ( 5 )
[
(
合适的处理方式是采用统计工具求数据的平均值和 式中: S 是通电电位标准差; t 为通电电位波动平均
标准差。 半周期; τ 为时间常数。
当测试数据中存在长周期波动时, 通电电位测 和电位的量纲相同, 包含了通电电位偏离平
I f
试曲线与其平均值交点的数量较少, 因此根据一段 均值的程度和持续时间特征。由数据拟合可以消除
时间的通电电位测试曲线与平均值的交点数量可以
S 代替( E end- E 0 ) 产生的偏差。
计算电位波动的平均周期。
当通电电位测试曲线与其平均值相交时, 交点
有如下关系:
两侧的测试值x i 和 x i+1
-
-
×
( x i-x ) ( x i + 1-x ) <0 ( 1 )
x
式中: - 为通电电位平均值。
当通电电位测试曲线与其平均值不相交时, 两
相邻测试值有如下关系:
-
-
×
( x i-x ) ( x i + 1-x ) >0 ( 2 )
采用数据处理软件中的逻辑函数可以筛选出通 图3 极化 / 去极化示意图
电电位测试曲线与其平均值交点, 采用逻辑函数对 Fi g .3 Polarization / de p olarizationschematicdia g ram

得到的交点进行相邻交点合并, 这样可以排除大部 表2为试验管道阴极保护状况, 包括通电电位
分短周期数据, 得到反映长周期的有效交点数量 )、 通电电位波动平均半周期( t )、 直流
的平均值( E on
越小, 说明通电电位波动周期
N i 。一段时间中, N i )、 极化电位
杂散电流波动强度( I f )、 断电电位( E off
越长, 则其波动对断电电位的影响就越大。 )。对试
差( ΔE ) 和阴极保护检查片腐蚀速率( v corr
设该段时间内固定取样时间间隔, 得到测试的 验数据进行拟合得到时间常数 τ=2s 。由试验数据

可以表征通电电位
总数据量为 N 。通过 t=N / N i 统计的动态直流干扰下通电电位平均波动半周期在
波动的平均半周期。 t 越大说明通电电位波动周期 - t / 2
8~31s , 此时e ≈ 0 , 因此I f ≈ S 。
越长; 用标准差 S 表示通电电位偏离平均值的程 以-0.85V 断电电位和100mV 极化准则评价

度, S 越大, 对断电电位的影响越大。 杂散电流干扰区段的阴极保护有效性。由表 2 可
断电电位衰减曲线由欧姆电压降和断电后试片 见, 1 测点电位发生正向极化, 2 测点杂散电流波
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表面双电层电容放电衰减两部分组成。电容放电符 最大, 12 、 14 、 18 测点阴极保护断
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动强度参数I f
合以下规律 [ 16 ] : 电电位 正 于 -0.85 V , 检 查 片 腐 蚀 速 率 也 低 于

(
E = E 0×ex p- t / τ ) ( 3 ) 0.01mm / a 。 在干扰严重的管段, 3 测点阴极保护
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