在安裝井式井內陰極保護測試樁時,參比電極的穩定性直接影響陰極保護電位監測的準確性,需從材料選擇、安裝工藝、環境適配性等多維度采取措施,具體如下:
一、參比電極的選型與材料要求
優先選擇長效型參比電極
1. 材質選擇:長效硫酸銅參比電極(CSE)因其電位穩定(+0.316V vs 標準氫電極)、制作成本低,是最常用的類型;在海水或高氯化物環境中,可選用銀 / 氯化銀參比電極(電位 + 0.25V vs 標準氫電極),抗鹽霧腐蝕能力更強。
2. 結構要求:電極主體需采用耐腐蝕的惰性材料(如高純紫銅棒或不銹鋼),外套多孔陶瓷罐或聚丙烯管,確保電解液(飽和硫酸銅溶液或 KCl 溶液)緩慢滲出,同時阻擋土壤顆粒進入
電解液穩定性保障
1. 硫酸銅溶液配制:使用分析純硫酸銅晶體(CuSO₄・5H₂O)溶于蒸餾水,濃度需達到飽和狀態(20℃時約 30g/100mL),避免因濃度不足導致電位漂移。
2. 補充機制設計:長效參比電極需預留電解液添加口(如頂部螺紋孔),安裝后首次注滿溶液,并在運行中定期檢查液位(每半年一次),低于 1/2 容量時及時補充。
二、安裝位置與深度的精準控制
與管道的距離優化
1. 參比電極應埋設在測試井內距離管道外壁1~2m處,避免過近導致管道表面電位梯度影響測量值,過遠則因土壤介質電阻增大產生誤差。若管道埋深較深(如≥3m),電極埋設深度需與管道齊平或略深(偏差≤300mm),確保處于同一電解質環境。
埋深與地層穩定性
1. 電極底部距井底100~150mm,避免直接接觸積水或淤泥;在凍土區,埋設深度需超過凍土層(如 1.5m 以下),防止土壤凍融導致電極位移。井底若為松散沙土,需先澆筑 100mm 厚混凝土墊層,為電極提供穩定支撐。
三、填充材料與接地工藝
電極周圍填料處理
1. 傳統填料:在陶瓷罐周圍填充飽和硫酸銅溶液浸泡的膨潤土(含水率≥20%),或專用參比電極回填料(如石膏粉與膨潤土按 1:1 混合),降低土壤與電極間的接觸電阻(目標≤10Ω),同時保持電解液的持續滲透。
2. 新型材料應用:在高電阻率土壤(ρ>50Ω・m)中,可使用導電聚合物填料(如石墨基材料)包裹電極,增強導電性和抗干燥能力,減少因土壤干旱導致的電位波動。
防位移與接地措施
1. 電極頂部用 U 型卡箍固定在測試井內壁的支架上(支架材質為 PVC 或玻璃鋼,避免金屬接觸),防止因土壤沉降或水流沖擊導致電極傾斜。若井體為鋼質,電極與井體之間需用絕緣墊片(厚度≥5mm)隔離,避免雜散電流干擾。
四、密封與防水設計
電極引線的絕緣處理
1. 電極導線采用屏蔽雙絞線(截面積≥2.5mm²),外層包裹聚乙烯絕緣層,穿越井壁時用防水接頭(如格蘭頭)密封,接頭處纏繞三層防水膠帶(自粘橡膠帶 + PVC 膠帶),確保絕緣電阻≥10MΩ。導線與接線端子連接后,焊點需涂覆熱熔膠防潮。
井口與井體的防水密封
1. 測試井蓋板加裝橡膠密封圈(硬度 50~60 Shore A),蓋板與井體接口處涂抹硅酮密封膠(固化后延伸率≥200%),防止雨水滲入導致電極浸泡。在高水位地區,井內可設置水位監測傳感器,當水位超過電極底部時自動啟動排水泵。
五、運行維護與校準機制
定期校準與更換
1. 新安裝的參比電極需在現場放置 24 小時,待電位穩定后用標準參比電極(如實驗室級 CSE)校準,偏差超過 ±5mV 時需重新處理。運行期間每 1~2 年校準一次,若電位漂移超過 ±10mV 或電解液渾濁,需更換電極或補充溶液。
環境監測與防護
1. 在鹽堿地或酸性土壤(pH<5)中,電極外套可增加一層鈦金屬網保護套,防止陶瓷罐被腐蝕破損;在雜散電流區域(如鐵路附近),電極周圍埋設鋅接地電池,中和外來電流干擾,保護參比電極電位穩定。
六、特殊場景的適應性措施
· 沙漠或干旱地區:電極周圍埋設保濕罐(直徑 100mm 的 PVC 管,內裝飽和溶液),通過滲透孔緩慢釋放水分,維持填料濕潤;定期(每月一次)向保濕罐內注入蒸餾水,防止填料干裂。
海洋潮間帶:采用密封型銀 / 氯化銀參比電極,電極外殼用鈦合金制作,內部充入飽和 KCl 溶液,并用半透膜隔離海水,避免氯離子濃度波動影響電位。
