一、核心功能与用途

碳钢测试桩是管道阴极保护系统的关键设备，主要用于实时监测管道的电位、电流及绝缘性能，其核心功能包括：

电位测量与评估

通过连接参比电极（如硫酸铜参比电极）和电位差计，测量管道表面相对于参比电极的电位，判断管道是否处于有效保护电位范围（-0.85V至-1.20V，相对于硫酸铜参比电极）。

电位异常（过高或过低）可能表明阴极保护系统失效或管道存在腐蚀风险，需及时调整保护参数。

电流测量与防腐层评估

在管道阴极保护电路中串联电流表或利用霍尔效应电流传感器，测量流经管道的阴极保护电流。

电流值可反映防腐层完整性：防腐层完好时，电流值较小；防腐层破损时，电流在破损处集中流入管道，导致电流值增大。

绝缘性能检测

测量管道与土壤、管道与管道之间的绝缘电阻，评估绝缘性能。

绝缘电阻降低可能意味着存在绝缘破损或泄漏电流问题，需及时修复以防止能量损失或安全事故。

杂散电流干扰监测

通过测试桩测量管道电位波动，识别交流或直流杂散电流干扰源（如铁路、高压线）。

处理措施：安装排流装置（如极性排流、接地排流），保护管道免受电化学腐蚀。

二、结构与材质特性

材质选择

碳钢材质：强度高、耐久性好，成本低于不锈钢，适合大规模部署（如长输管道）。

防腐处理：表面涂敷环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆和聚氨酯面漆，干膜总厚度≥250μm，防腐寿命≥15年，适配土壤电阻率≤50Ω·m的常规埋地管道场景。

结构设计

桩体：外径108mm，壁厚4mm，总长度2000mm（埋地段约600mm，地面露出段约1400mm）。

底板：焊接300mm×300mm防滑钢板，与混凝土基座固定，提升抗沉降能力。

接线板：内置4-6路防氧化铜质接线端子，接触电阻≤0.05Ω，明确区分管道线、参比电极线、阳极线，端子布局规整便于接线。

密封与防护：顶部配备密封防盗测试盒，内置橡胶密封圈，防止雨水、泥土侵入；底部焊接防滑钢板，与混凝土基座固定。

三、技术参数与性能指标

电位测量精度：高精度传感器可实现±0.0001V的测量精度，误差<1.5%，满足阴极保护系统对电位监测的严苛要求。

绝缘电阻要求：接线柱与大地绝缘电阻需>100千欧，确保测量数据准确性。

环境适应性：防护等级IP65，可在-20℃～50℃、相对湿度≤80%RH的环境中稳定工作。

数据存储与传输：智能型测试桩内置高精度传感器和数据处理模块，支持4G等无线通信，可实时上传数据至云端，并通过预设阈值触发异常告警。

四、安装与维护规范

安装要求

间距：沿管道每隔1-3公里安装一个，城镇密集区域或杂散电流干扰严重地区需加密布置（间距≤1公里）。

基础：基坑底部铺150mm厚细沙夯实，浇筑C30混凝土基座，桩体垂直度偏差≤0.5°。

参比电极：埋于管道侧下方30-50cm同土壤层，周围回填细土。

线缆：采用屏蔽铠装线，屏蔽层单端接地，减少杂散电流干扰。

维护规范

巡检周期：每季度人工巡检1次，清理桩体周围杂草杂物，检查接线端子是否氧化、密封盒是否松动。

防腐处理：每年打磨端子表面氧化层，复测接触电阻；土壤盐碱化区域需缩短巡检周期，每半年检查防腐涂层是否破损，及时补漆修复。

数据校验：定期校验设备时间同步，确保数据时间戳准确无误；检查测试导线连接状态，避免因接触不良导致测量失败。