Page 119 - 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

由以上分析可知, 通电电位剧烈波动确实影响了 干扰具有相当好的普适性。

阴极保护的有效性。在该管道所受干扰波动周期下, 将该直流干扰评价方法用于华南另一段管道,
通电电位波动导致阴极保护断电电位波动, 其幅度相 测试结果见表3 , 各参数变化趋势见图5 。由于大部
。在动态直流干扰下通电电位平均波动 、 电流数据点重合, 只有
当于0.06I f 分测点I f 较小, 大量i ei o
半周期较长时, I f ≈S , 计算中也可以直接用S 代替 # 。计算
041 测点I f 稍大, i e 计算数据明显大于i o

。在管道极化电位小于-0.1V 的测点, 阴极保护 、 与阴极保护检查片腐蚀速率的相关性系数
I f 得 i ei o

检查片腐蚀速率基本都在0.01mm / a以下。 分别为0.57和0.60 。观察曲线可知, 其相关性系数
值非常低的4 、 5 测点数据引起, 剔
#
#
3 动态杂散电流严重程度评价方法的适用性 较低主要由I f
除4 、 5 测点数据后, 两个相关性系数分别提升为
#
#

本次测试的管道沿线土壤电阻率为15~753Ω · 0.84 、 0.86 。当I f 较小时, 杂散电流以外的因素在腐
m , 腐蚀速率为 0.0165~0.0835mm / a , 土壤腐蚀 蚀中占据主导地位, 这可能是导致 i e 与腐蚀速率的

性涵盖了微、 弱、 中、 强各等级。该评价方法给出的 相关性降低的主要原因。仅凭表3中的数据难以分
结果与实测阴极保护检查片腐蚀速率具有很好的一 析4 、 5 测点阴极保护数据与腐蚀速率相关性降
#
#
致性, 可见该评价方法用于评价动态直流杂散电流 低的原因。
表3 华南某管道阴极保护状况

Tab.3 Cathodic p rotectionconditionsfora p i p elineinSouthChina
编号 E on vs.CSE )/ V t / s I f ≈ S / V E off vs.CSE )/ V Δ E / V v corr mm · a )
-1
(
(
/(

#
041 -1.0050 10.7 0.79 -0.7818 -0.1348 0.1781

#
1 -2.1390 14.5 0.43 -1.1851 -0.3861 0.0643

#
2 -1.0018 10.7 0.06 -0.8525 -0.1195 0.1662

#
083 -1.6700 12.3 0.40 -0.9020 -0.1630 0.0433

#
4 -1.5569 6.7 0.07 -1.1726 -0.3616 0.1993

#
5 -1.5882 4.8 0.09 -0.9063 -0.1943 0.3630

#
6 -1.8798 5.2 0.21 -1.1314 -0.3514 0.0535

#
7 -1.0380 13.3 0.21 -0.7011 -0.0731 0.1566

#
8 -1.3338 8.4 0.10 -0.9700 -0.2310 0.0591

#
9 -1.0888 9.4 0.09 -0.9948 -0.2018 0.0379

#
10 -1.8860 6.7 0.06 -0.9990 -0.3720 0.1065

#
11 -1.3181 8.4 0.08 -0.6723 -0.0153 0.4094

对于60Hz的交流电流干扰, 计算可得I f=V a×
0.004 , 可见交流电流干扰的影响随频率的增加而降
低, 这与 HAYDEN 等 [ 22-23 ] 的试验结果基本一致。
这可能是因为该数据处理方法只采用了直流电位动
态波动标准差和半周期, 忽略了动态直流电位在平
均值上下波动的波形与交流正弦波形的差异, 所以
直流电位动态波动在公式( 5 ) 中的作用效果与交流
正弦波电流相同。可见, 如果把标准差换成交流电
位, 公式( 5 ) 还可用于评价交流电流干扰。由于I f
的相关性
图5 华南某管道腐蚀速率与 i o 及 i e 具有电位的量纲, 该方法对交直流电流干扰的计算

Fi g .5 Correlationofcorrosionrateofa p i p elineunderCPwith
结果可以与阴极保护电位测量结果进行叠加运算,

i o andi e inSouthChina

形成一个量化评价受交直流干扰管道腐蚀风险的
用公式( 5 ) 评价50Hz的交流电流干扰, 其半周 参数。

期 t 为0.01s , 正弦波电位的标准差S 等于交流电
, 计算可得I f= V a×0.005 , 即交流电 4 结 论
电位有效值V a

引起的干扰低于相同电位直流电干扰水平的 1% 。 ( 1 )动态直流杂散电流的剧烈波动影响阴极保
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