1.衰减效应
利用电流电位法测量较长管道的防腐层绝缘性能时须考虑沿管道的衰减效应。电流电位法利用通电电位与断电电位之差所确定的管道表面至远地之间的IR降,即由外部直流电流引起的电位迁移ΔV(Potential Shift),来计算管道对远地的电阻。理论上来说,管道上所有的破损点都对该电位迁移ΔV值有影响,但破损点距离参比电极越远,它对电位迁移ΔV的影响就越小。在馈入测试电流恒定的情况下,管道的长度越长(破损点越多),通过参比电极测算出来的电位迁移ΔV越小,但是当管道长度达到临界值后,继续增加管道长度对电位迁移ΔV不再有影响。
图中通过计算确定的防腐层破损面积对电位迁移ΔV的影响。图中横坐标是管道的长度,考察的起始长度为10km;纵坐标是不同破损情况下参比电极测算电位迁移ΔV与管道长度只有10km时的电位迁移ΔV的比值。由图中曲线可以看到,当管道的长度达到某临界长度后,再增加管道的长度,电位迁移ΔV几乎不再发生变化;且防腐层的绝缘性能越差,该临界长度越短。这意味着参比电极测算电位迁移ΔV的采样范围是有限度的。对于涂敷良好的管道,该采样范围可能达到上百公里。
管道防腐层绝缘性能越差,破损点越多,则电流、电位的衰减越严重,衰减系数越大。这也是图中防腐层破损严重情况下参比电极测算电位迁移的采样范围较短的原因。同样的,土壤电阻率对上述采样范围也有重要影响,土壤电阻率越低,管道的衰减系数越大,采样范围越短。
考虑了衰减效应的电流电位法可以对较长的管段的防腐层绝缘情况进行定性评估。在阳极地床的位置,管道的电位迁移ΔV是最大的。自阳极地床位置往管道的远端方向,电位迁移逐渐变小。在阳极地床对应的管道位置测量电位迁移(单点测量法),计算得到的防腐层电阻率是很长范围内管道防腐层绝缘性能的整体反映。
对较长的、衰减明显的管道的某一管段的防腐层进行评价时,应使用两点或多点测算电位迁移,此时应使用多点的数据绘制电位迁移曲线,然后用积分的方法计算防腐层电阻率;也可以假定两点之间的电位迁移衰减曲线为线性,用两点的平均电位迁移来计算防腐层电阻率。
为便于对敷设于不同电阻率环境中的管道防腐层的绝缘性能进行比较,可利用防腐层电阻率与土壤电阻率呈正比的特性,将测量得到防腐层电阻率进行归一化处理,即转化为土壤电阻率为1000Ω·cm时的防腐层电阻率。
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