在安裝井式井內(nèi)陰極保護(hù)測(cè)試樁時(shí),參比電極的穩(wěn)定性直接影響陰極保護(hù)電位監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,需從材料選擇、安裝工藝、環(huán)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(yōu)先選擇長(zhǎng)效型參比電極
1. 材質(zhì)選擇:長(zhǎng)效硫酸銅參比電極(CSE)因其電位穩(wěn)定(+0.316V vs 標(biāo)準(zhǔn)氫電極)、制作成本低,是最常用的類型;在海水或高氯化物環(huán)境中,可選用銀 / 氯化銀參比電極(電位 + 0.25V vs 標(biāo)準(zhǔn)氫電極),抗鹽霧腐蝕能力更強(qiáng)。
2. 結(jié)構(gòu)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(shí)阻擋土壤顆粒進(jìn)入
電解液穩(wěn)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(dá)到飽和狀態(tài)(20℃時(shí)約 30g/100mL),避免因濃度不足導(dǎo)致電位漂移。
2. 補(bǔ)充機(jī)制設(shè)計(jì):長(zhǎng)效參比電極需預(yù)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(yùn)行中定期檢查液位(每半年一次),低于 1/2 容量時(shí)及時(shí)補(bǔ)充。
二、安裝位置與深度的精準(zhǔn)控制
與管道的距離優(yōu)化
1. 參比電極應(yīng)埋設(shè)在測(cè)試井內(nèi)距離管道外壁1~2m處,避免過(guò)近導(dǎo)致管道表面電位梯度影響測(cè)量值,過(guò)遠(yuǎn)則因土壤介質(zhì)電阻增大產(chǎn)生誤差。若管道埋深較深(如≥3m),電極埋設(shè)深度需與管道齊平或略深(偏差≤300mm),確保處于同一電解質(zhì)環(huán)境。
埋深與地層穩(wěn)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(qū),埋設(shè)深度需超過(guò)凍土層(如 1.5m 以下),防止土壤凍融導(dǎo)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(wěn)定支撐。
三、填充材料與接地工藝
電極周圍填料處理
1. 傳統(tǒng)填料:在陶瓷罐周圍填充飽和硫酸銅溶液浸泡的膨潤(rùn)土(含水率≥20%),或?qū)S脜⒈入姌O回填料(如石膏粉與膨潤(rùn)土按 1:1 混合),降低土壤與電極間的接觸電阻(目標(biāo)≤10Ω),同時(shí)保持電解液的持續(xù)滲透。
2. 新型材料應(yīng)用:在高電阻率土壤(ρ>50Ω・m)中,可使用導(dǎo)電聚合物填料(如石墨基材料)包裹電極,增強(qiáng)導(dǎo)電性和抗干燥能力,減少因土壤干旱導(dǎo)致的電位波動(dòng)。
防位移與接地措施
1. 電極頂部用 U 型卡箍固定在測(cè)試井內(nèi)壁的支架上(支架材質(zhì)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(dǎo)致電極傾斜。若井體為鋼質(zhì),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(shè)計(jì)
電極引線的絕緣處理
1. 電極導(dǎo)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(shí)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(dǎo)線與接線端子連接后,焊點(diǎn)需涂覆熱熔膠防潮。
井口與井體的防水密封
1. 測(cè)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(dǎo)致電極浸泡。在高水位地區(qū),井內(nèi)可設(shè)置水位監(jiān)測(cè)傳感器,當(dāng)水位超過(guò)電極底部時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)排水泵。
五、運(yùn)行維護(hù)與校準(zhǔn)機(jī)制
定期校準(zhǔn)與更換
1. 新安裝的參比電極需在現(xiàn)場(chǎng)放置 24 小時(shí),待電位穩(wěn)定后用標(biāo)準(zhǔn)參比電極(如實(shí)驗(yàn)室級(jí) CSE)校準(zhǔn),偏差超過(guò) ±5mV 時(shí)需重新處理。運(yùn)行期間每 1~2 年校準(zhǔn)一次,若電位漂移超過(guò) ±10mV 或電解液渾濁,需更換電極或補(bǔ)充溶液。
環(huán)境監(jiān)測(cè)與防護(hù)
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(wǎng)保護(hù)套,防止陶瓷罐被腐蝕破損;在雜散電流區(qū)域(如鐵路附近),電極周圍埋設(shè)鋅接地電池,中和外來(lái)電流干擾,保護(hù)參比電極電位穩(wěn)定。
六、特殊場(chǎng)景的適應(yīng)性措施
· 沙漠或干旱地區(qū):電極周圍埋設(shè)保濕罐(直徑 100mm 的 PVC 管,內(nèi)裝飽和溶液),通過(guò)滲透孔緩慢釋放水分,維持填料濕潤(rùn);定期(每月一次)向保濕罐內(nèi)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(nèi)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(dòng)影響電位。