燃煤*暖设备金属软接头：.化探头在压力管道阴.保护现场的应用

埋地钢质管道*般采用瞬间断电电位作为管道是否受到阴.保护的评价标准，但是在某些情况下，管道的真实断电电位不易测量。比如在存在杂散电流或牺牲阳.与管道直接相连、或者存在外部强制电流设备未被中断的情况，就很难测到真实电位。所以*般采用.化探头来测试管道的真实电位。

1　管道保护电位的测量误差原因

在运行的阴.保护系统中，将参比电.置于管道附近土壤中测量管道和参比电.之间的电位差，得到通电状态下的保护电位，为通电电位Von ，*般情况下， Von不等于管道的真实.化电位Vt，可通过切断阴.保护电流，消除部分误差。但在某些情况下，断电电位Voff仍和管道真实.化电位V t有较大误差，这些误差是由于IR 降造成的。根据欧姆定律， IR 降是由于电流的流动在参比电.与金属管道之间电解质（土壤）上产生的电压。把各种误差△V 统称为IR 降。假设将各种误差△V 划分为可用断电法消除的IcR 和不能用断电法消除的V0两部分，那么存在以下关系：

可消除的IcR 是由参比电.和管道电位测量点之间的阴.保护电流Ic 、土壤电阻率和管道表面膜或*缘层电阻造成的，是纯欧姆降压，在阴.保护电流中断时瞬间消失。

不能消除的V0是由于各种杂散电流、二次电流造成的地电位梯度引起的，是非欧姆压降。这两种电流都不会因保护电流中断而立即消失。因此实际工程中较常见的消除IR 降的测量技术为瞬间断电法、试片断电法、.化探头断电法。

2　管道瞬间断电法

管道瞬间断电法要求断开管道上阴.保护装置、牺牲阳.，且在测试点处不应有杂散电流的干扰。在实际操作中，不能确保所有电连接都断开，比如牺牲阳.。该方法无法消除杂散电流和二次电流导致的非欧姆压降。

3　试片断电法

在测试点处埋设*个裸试片，其材质、埋设状态要求与管道相同，试片与管道用导线连接，模拟*个管道覆盖层的缺陷，由管道提*的保护电流进行.化。测量时只需断开试片和管道的连接线，就可测到试片断电电位。由试片电位代表管道电位，避免切断管道主保护电流以及其他电连接的麻烦。但存在杂散电流干扰时，用测量数据表示参比电.和试片间电解质（土壤）上产生的IR 降，产生的误差会比较大。因此，试片断电法也不能消除V0。

4 .化探头法

4.1 .化探头构造

以CU/饱和CuSO4参比电.为例说明.化探头的构

造（图1）。该探头分为上、下两个腔室，上腔室为参比电.安装室，下腔室安装有.化试片、自腐蚀试片、保湿剂，上腔室与下腔室、下腔室与.化试片通过导电盐桥连接。.化探头有三根导线分别与参比电.、.化试片、自腐蚀试片相连接。.化试片的连接线既用作试片的.化线又可作电位的测量线。.化探头法可以测量到.接近真实值的管道阴.保护.化电位，因此更适用于杂散电流区域的电位测量。

图?1?CU/饱和CuSO4参比电..化探头结构

4.2 .化探头的使用

（1）探头使用前应先用自来水浸泡底部24小时。

（2）配置填料包。填充料的构成为：石膏粉75%，膨润土20%，无水硫酸钠5%。在混合罐中加入与填包料体积比为1:1的水充分搅拌。

（3）放置填料包和探头。在管道的*侧，与管道中心线的水平距离大约0.1-0.5 m的位置处钻孔或开挖探头放置坑，深度等同于管道中心线的深度。将配置好的填料包与探头直接放入钻孔或者开挖的土坑中，保证探头周围均匀分布有5-10 cm的填料包；也可预先将配置好的填料包与探头*并放入渗透性良好的天然纤维织品种，然后整体填装。探头与填料包安装好后，在其周围浇水，保证填料包充分湿润。取出与管道贴近的土壤放置于探头回填料周围，并压实土壤。为避免电流在探头试片上的优先分布，对于阳.和管道临近的情况，探头与管道的放置距离应小于管道和阳.的距离。

（4）放置过程中尽量减少探头连接部的电缆受力，放置平稳后稍微用力按压探头.部务必使试片和微渗封端与地面充分接触。

（5）在施工回填过程中，用过筛后的细土回填，避免损.电缆和探头。探头被回填覆土后，在外面浇适量水，并进行*次检测，如果能稳定读数，说明探头正常，再进行电缆沟回填。在沙漠等干燥地段，应在附近同时安装*根用于浇水的PVC地漏。

（6）电缆沟回填后，将电缆引入已有的测试桩上，再次进行测试，如果仪表有稳定读数，说明安装成功。

5　现场测试效果

用.化探头对西南片区某管段阴.保护效果进行了现场测试。该管段地处城市周边，阴.保护方式为外加强制电流和牺牲阳.相结合。周围有较多电气化铁路、高压输电塔、铜矿厂，受杂散电流的干扰比较严重。用.化探头和便携式参比电.测量的电位见表 1。

从表 1可知：

（1）.化探头通电电位与断电电位之差较小，测量的10个点中，有9个点的通断电位差都不到100 mV，与便携式参比电.测量数据比较，其通电电位中包含的IR降较小。

（2）便携式参比电.测得的通电电位与.化探头测得的断电电位存在较大的电位差，这是由于杂散电流和土壤电阻率高造成的。便携式参比电.测量的通电电位包含的IR降更大。

（3）用.化探头测量断电电位，与其他电位比较，包含的IR降.小。

6　结论

.化探头法是测量管道阴.保护真实.化电位较理想的手段，与其他测量方法相比，它可以.大程度消除其他电连接和杂散电流对测量结果的影响。可以测到.接近管道真实值的管道阴.保护.化电位。

作者：伍少杰， 1984年生，工程师，学士； 2007年毕业于西南石油大学获得学士学位；主要从事.种设备压力管道各类检验研究工作。