犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)接地電阻改善方案

1、犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)施陰極保護(hù)的金屬集購(gòu)物上的點(diǎn)位和電流分布函數(shù)是復(fù)雜的，它不僅與被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)物材料、犧牲陽(yáng)極材料、環(huán)境介質(zhì)條件直接相關(guān)，而且還與結(jié)構(gòu)物的幾何構(gòu)型密切有關(guān)。從原理上考慮，犧牲樣激發(fā)和外加電流陰極保護(hù)的點(diǎn)位、電流分布的計(jì)算式基本相同的，它們都是保護(hù)電流在復(fù)雜電阻體系上產(chǎn)生的電壓降結(jié)果。綿延分布的管線是幾何構(gòu)型最簡(jiǎn)單的一種結(jié)構(gòu)物，它是一維延伸的，在數(shù)學(xué)上容易處理。許多復(fù)雜幾何構(gòu)型物往往

2、可以看作為若干一維節(jié)段的組合和疊加。所以，陰極保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算常以埋地管線作為計(jì)算對(duì)象。犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算一般包括以下幾個(gè)步驟。⑴確定最小保護(hù)電流密度i對(duì)被保護(hù)結(jié)構(gòu)物的最小保護(hù)電流密度確定，首選虧電實(shí)驗(yàn)值。可在現(xiàn)場(chǎng)安裝一臨時(shí)店員和接地極進(jìn)行饋電試驗(yàn)，再根據(jù)達(dá)到保護(hù)電位時(shí)所對(duì)應(yīng)的極化電流強(qiáng)度，推算出最小保護(hù)電流密度的取值范圍。若無(wú)饋電實(shí)驗(yàn)值，一般可根據(jù)文獻(xiàn)資料和經(jīng)驗(yàn)選取。也可采用下式進(jìn)行理論計(jì)算：I=△EORU式中i—保護(hù)電流密度

3、，mAm2△E—最小保護(hù)電位對(duì)結(jié)構(gòu)物自腐蝕電位的負(fù)偏移值（極化電位，mV），△EO通常取300mV，它是最小保護(hù)電位850mV（SCE）與鋼鐵在普通土壤中自腐蝕電位【一般為550mV（SCE）】的差值；R—結(jié)構(gòu)物表面防腐層的樓電阻率，Ω?m2。保護(hù)電流密度是陰極保護(hù)實(shí)踐和設(shè)計(jì)十分重要的參數(shù)。但它受到被保護(hù)結(jié)構(gòu)物環(huán)境介質(zhì)體系許多因素的影響，如結(jié)構(gòu)物材料種類(lèi)，防腐層質(zhì)量，介質(zhì)的性質(zhì)、組成、分布和變化，甚至溫度、氣候或微生物存在與活動(dòng)等。它的

4、數(shù)值往往變化很大，即使在陰極保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中也是變化的。因此，要求準(zhǔn)確的計(jì)算幾乎是不可能的，但它仍是一個(gè)重要的參數(shù)值。對(duì)此，饋電試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)選取則是很有效的。⑵計(jì)算所需總保護(hù)電流強(qiáng)度I根據(jù)被保護(hù)結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸計(jì)算出需被被保護(hù)的總面積S（m），就可由保護(hù)電流密度i按下式計(jì)算所需總保護(hù)電流強(qiáng)度It（A）：It=S?i對(duì)于埋地管道則為：It=πDL?i式中D—被保護(hù)管道外徑，m；L—管道長(zhǎng)度，m。⑶計(jì)算犧牲陽(yáng)極接界電阻Ra犧牲陽(yáng)極的接界電阻是決

5、定犧牲陽(yáng)極輸出電流的關(guān)鍵影響因素之一。它可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量或計(jì)算獲得。經(jīng)過(guò)一系列推導(dǎo)可獲得接界電阻的計(jì)算公式，文獻(xiàn)資料報(bào)道的陽(yáng)極接界電阻的計(jì)算公式很多，現(xiàn)推薦以下一些計(jì)算公式：①在土壤環(huán)境中的犧牲陽(yáng)極接界電阻即接地電阻的計(jì)算公式a.單支立式圓柱形犧牲陽(yáng)極無(wú)填料（即填包料，下同）時(shí)，陽(yáng)極接地電阻的計(jì)算公式為：RV1=p2πL（In2Ld12ln〔4tL〕〔4tL〕）b.單支立式圓柱形犧牲陽(yáng)極有填料時(shí)，陽(yáng)極接地電阻的計(jì)算公式為：RV2=p2πL

6、a（In2LaD12ln〔4tL〕〔4tL〕papInDd）c.但是水平式圓柱形犧牲陽(yáng)極有填料時(shí)，陽(yáng)極接地電阻的計(jì)算公式為：Rh=p2πLa（In2LaDInLa2tpapInDd）以上三式中，La＞＞dt＞＞La4。RA=p2Sc鐲式陽(yáng)極的接水電阻RA(Ω)計(jì)算公式為：RA=0.315pA為陽(yáng)極橫截面積，cm2。式中，S為陽(yáng)極兩邊的平均長(zhǎng)度，cm；且式中，A為陽(yáng)極表面積，cm。⑷計(jì)算單支陽(yáng)極的輸出電流I對(duì)犧牲陽(yáng)極土壤被保護(hù)結(jié)構(gòu)物（陰極

7、）構(gòu)成的點(diǎn)回路，根據(jù)歐姆定律可按下式計(jì)算單支陽(yáng)極的輸出電流Ia：Ia=(ECΔEC)(EaΔEa)RaRcRw≈ΔERa式中Ia—單支陽(yáng)極輸出電流，A；Ec和Ea—分別為陰極和陽(yáng)極的開(kāi)路電位，V；△Ec和△Ea—分別為陰極和陽(yáng)極的極化電位值，v；Rc和Ra—分貝為陰極和陽(yáng)極的接界電阻（接地或接水電阻），Ω；Rw—導(dǎo)線電阻，Ω；△E—陰極和陽(yáng)極工作時(shí)的有效電位差，在這里就是所謂驅(qū)動(dòng)電壓，V。當(dāng)R合R可忽略不計(jì)時(shí)，可獲得相應(yīng)的近似式，見(jiàn)式（

8、419）。顯然，單支陽(yáng)極的輸出電流主要取決于陽(yáng)極的接界電阻R。也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算單支陽(yáng)極輸出電流，由此可省卻一系列復(fù)雜的計(jì)算，下面列出美國(guó)HARCO防腐蝕公司對(duì)埋地鎂陽(yáng)極和鋅陽(yáng)極總結(jié)地經(jīng)驗(yàn)公式：Img=150000FypIzn=150000Fyp式中Img和Izn—分別為單支鎂陽(yáng)極和單支鋅陽(yáng)極的輸出電流，mA；P—土壤電阻率，Ω?cm；f—質(zhì)量系數(shù)，可查表430獲得；Y—被保護(hù)技能書(shū)對(duì)地（水）電位修正系數(shù)，可查表431獲得。當(dāng)被保護(hù)