李伟等：直流杂散电流干扰缓解方法及其适用性 961 2结果讨论与分析 总电流I,主要通过两个路径回到恒电位仪：一是大部 2.1自然腐蚀与干扰模拟试验 分电流（即管道C的阴极保护电流I:,)由电解质流入 图5为管道C的自腐蚀电位及其施加阴极保护后 管道C后经导线返回到恒电位仪：二是少部分的电流 的电位.从图5中可以看出，管道C的自腐蚀电位约 由电解质流入管道A(导致管道A产生阳极干扰)，流 为-0.74V(SCE),施加阴极保护后管道电位发生负 经电阻R,再从管道B流出至电解质（导致管道B产 向偏移，管道的阴极保护电位在-0.91~-1.13V 生阴极干扰)，再由电解质流入管道C后经导线返回 (SCE)之间变化，表明管道得到保护. 到恒电位仪，该部分电流即为导致管道A和管道B产 -0.2 生干扰的直流杂散电流I,·根据电流守恒，则I,和 -0.4 I满足以下关系式： 1=+ (1) -0.6 ① -0.8 R,=002 恒电位仪 管道A -1.0 PS-1 管道 -1.2 B ■一自腐蚀电位 ·一阴极保护电位 铺助阳极 -1.4 道C 1.6 划试点 4 5678910 测试点 图5管道C的自腐蚀电位及阴极保护电位 Fig.5 Free corrosion potential and cathodic protection potential of Pipe C 图7管道C施加阴极保护后试验装置的电流回路示意图 Fig.7 Schematic diagram of the current cireuit of experiment equip- 图6为管道A和管道B的自腐蚀电位及其被干 ment after CP was applied on Pipe C 扰后的电位.从图6中可以看出，管道A和管道B的 自腐蚀电位均为-0.61V(SCE),受到千扰之后，管道 2.2不同排流方法对干扰缓解效果的影响规律 2.2.1跨接电阻对干扰缓解效果的影响规律 A的电位在-1.23~-1.49V(SCE)之间变化，管道 图8为不同跨接电阻下的管道电位.从图中可以 B的电位在-0.33~-0.48V(SCE)之间变化.管道 看出，随着跨接电阻R,的降低，管道C的电位发生明 A的电位整体负向偏移600mV以上，最大达到884 显的正移（如图8(a)所示），管道A与管道B的电位 mV,属于典型的阳极干扰：管道B的电位整体正向偏 发生明显的负向偏移（如图8(b)和图（©）所示).表明 移100mV以上，最大达到293mV,属于典型的阴极千 管道C的阴极保护效果有些减轻，但仍处于保护状 扰.测得通过电阻R,的杂散电流大小为0.759mA. 态，同时管道A的阳极干扰加剧，而管道B的阴极干 0.2 扰得到较好的缓解 -0.4 表1为不同跨接电阻下的电流I1、I,和从表中 -0.6= 可以看出，当262.42<R2<100002时，随着跨接电 -0.8 管道A的自腐蚀电位 阻R,的减小，由电解质流入管道A的杂散电流I1逐渐 受干扰后管道A的电位 增多，导致管道A电位负向偏移程度增大，其阳极干 -1.0 管道B的自腐蚀电位 受干扰后管道B的电位 扰加剧.同时，流经跨接电阻R的电流I,逐渐增多，由 -12 管道B流出至电解质的电流I,逐渐减少，管道B的电 -14 位发生负向偏移，管道B的阴极干扰得到缓解.当 -1.6 R2=262.4Ω时，由管道B流出至电解质的电流几乎 45 为零，表明管道B此时基本没有阴极干扰.当2< 测试点 262.4Ω时，流经管道B的电流方向发生反转，表明电 图6管道A和管道B的自腐蚀电位及其被干扰后的电位 流开始由电解质流入管道B.但是，当跨界电阻R,过 Fig.6 Free corrosion potential and potential under interference of 小时，由电解质流入管道B的电流I增多，管道B发生 Pipe A and Pipe B 阳极干扰. 图7为管道C施加阴极保护后试验装置的电流回 结合以上规律分析可以看出：跨界电阻过大时，管 路示意图.如图7所示，从辅助阳极流出至电解质的 道A仍处于阳极干扰状态，管道B阴极干扰无法得到李 伟等: 直流杂散电流干扰缓解方法及其适用性 2 结果讨论与分析 2. 1 自然腐蚀与干扰模拟试验 图 5 为管道 C 的自腐蚀电位及其施加阴极保护后 的电位． 从图 5 中可以看出，管道 C 的自腐蚀电位约 为 － 0. 74 V( SCE) ，施加阴极保护后管道电位发生负 向偏移，管道的阴极保护电位在 － 0. 91 ～ － 1. 13 V ( SCE) 之间变化，表明管道得到保护． 图 5 管道 C 的自腐蚀电位及阴极保护电位 Fig． 5 Free corrosion potential and cathodic protection potential of Pipe C 图 6 为管道 A 和管道 B 的自腐蚀电位及其被干 扰后的电位． 从图 6 中可以看出，管道 A 和管道 B 的 自腐蚀电位均为 － 0. 61 V ( SCE) ，受到干扰之后，管道 A 的电位在 － 1. 23 ～ － 1. 49 V ( SCE) 之间变化，管道 B 的电位在 － 0. 33 ～ － 0. 48 V ( SCE) 之间变化． 管道 A 的电位整体负向偏移 600 mV 以上，最大达到 884 mV，属于典型的阳极干扰; 管道 B 的电位整体正向偏 移 100 mV 以上，最大达到 293 mV，属于典型的阴极干 扰． 测得通过电阻 Ｒ1的杂散电流大小为 0. 759 mA． 图 6 管道 A 和管道 B 的自腐蚀电位及其被干扰后的电位 Fig． 6 Free corrosion potential and potential under interference of Pipe A and Pipe B 图 7 为管道 C 施加阴极保护后试验装置的电流回 路示意图． 如图 7 所示，从辅助阳极流出至电解质的 总电流 Icp主要通过两个路径回到恒电位仪: 一是大部 分电流( 即管道 C 的阴极保护电流 I' cp ) 由电解质流入 管道 C 后经导线返回到恒电位仪; 二是少部分的电流 由电解质流入管道 A ( 导致管道 A 产生阳极干扰) ，流 经电阻 Ｒ1，再从管道 B 流出至电解质( 导致管道 B 产 生阴极干扰) ，再由电解质流入管道 C 后经导线返回 到恒电位仪，该部分电流即为导致管道 A 和管道 B 产 生干扰的直流杂散电流 I1 ． 根据电流守恒，则 Icp、I' cp和 I1满足以下关系式: Icp = I' cp + I1 ． ( 1) 图 7 管道 C 施加阴极保护后试验装置的电流回路示意图 Fig． 7 Schematic diagram of the current circuit of experiment equip￾ment after CP was applied on Pipe C 2. 2 不同排流方法对干扰缓解效果的影响规律 2. 2. 1 跨接电阻对干扰缓解效果的影响规律 图 8 为不同跨接电阻下的管道电位． 从图中可以 看出，随着跨接电阻 Ｒ2的降低，管道 C 的电位发生明 显的正移( 如图 8( a) 所示) ，管道 A 与管道 B 的电位 发生明显的负向偏移( 如图 8( b) 和图( c) 所示) ． 表明 管道 C 的阴极保护效果有些减轻，但仍处于保护状 态，同时管道 A 的阳极干扰加剧，而管道 B 的阴极干 扰得到较好的缓解． 表 1 为不同跨接电阻下的电流 I1、I2和 Ib ． 从表中 可以看出，当 262. 4 Ω ＜ Ｒ2 ＜ 10000 Ω 时，随着跨接电 阻 Ｒ2的减小，由电解质流入管道 A 的杂散电流 I1逐渐 增多，导致管道 A 电位负向偏移程度增大，其阳极干 扰加剧． 同时，流经跨接电阻 Ｒ2的电流 I2逐渐增多，由 管道 B 流出至电解质的电流 Ib逐渐减少，管道 B 的电 位发生负向偏移，管道 B 的 阴 极 干 扰 得 到 缓 解． 当 Ｒ2 = 262. 4 Ω 时，由管道 B 流出至电解质的电流几乎 为零，表明管道 B 此时基本没有阴极干扰． 当 Ｒ2 ＜ 262. 4 Ω 时，流经管道 B 的电流方向发生反转，表明电 流开始由电解质流入管道 B． 但是，当跨界电阻 Ｒ2过 小时，由电解质流入管道 B 的电流 Ib增多，管道 B 发生 阳极干扰． 结合以上规律分析可以看出: 跨界电阻过大时，管 道 A 仍处于阳极干扰状态，管道 B 阴极干扰无法得到 · 169 ·