极化试片(断电电位测试片)是阴极保护系统中用于精确测量管道断电电位的重要工具,其工作原理基于电化学原理和电位测量技术。以下是其工作原理的详细解析:
一、基本工作原理
极化试片通过模拟管道防腐层破损点的电化学行为,与被保护管道形成电化学耦合。在阴极保护系统运行时,试片与管道共同处于阴极极化状态。当需要测量断电电位时,通过快速断开试片与管道的电连接,消除测量回路中的IR降(土壤电阻引起的电压降),从而获得管道的真实保护电位。
二、关键步骤解析
极化过程
耦合状态:试片通过导线与管道电连接,二者在阴极保护电流作用下共同极化,电位趋于一致。
电化学平衡:试片表面与管道一样,在阴极保护下形成稳定的电化学环境,抑制金属腐蚀。
断电瞬间测量
快速断开:使用高速开关(如继电器)瞬间切断试片与管道的连接,断开时间通常小于100毫秒,确保试片电位不受断电后极化衰减影响。
IR降消除:断开瞬间,试片与管道间的电流归零,测量回路中仅剩试片与参比电极间的电位差,消除了土壤电阻引起的IR降。
电位测量与记录
高阻抗电压表:使用高输入阻抗(≥10 MΩ)的数字电压表测量试片与参比电极(如Cu/CuSO₄)间的电位差。
数据记录:记录断电瞬间的电位值,即为管道的真实断电电位。