[发明专利]混凝土管阴极保护测试探头及测试方法

说明书

发明领域

本发明涉及阴极保护检测技术领域，特别涉及混凝土管阴极保护测试探头 及测试方法，主要用于测量混凝土管钢丝(特别是PCCP管及钢筋混凝土结构 预应力钢丝)的自然腐蚀电位、阴极保护极化电位、腐蚀速率、极化特性等参 数。

背景技术

预应力钢筒混凝土管(简称PCCP)是国内近十多年发展起来的新型管材料。 它集合了钢板、高强预应力钢丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶密封圈等原辅 材料制作而成，是一种具备高强度、高抗渗性和高密封性的复合型管材。由于 具备诸多优点，PCCP管材在输水工程中的应用日益增多。南水北调中线北京 段即采用56公里PCCP管道。为了最大限度的减小PCCP管道运行过程中内部 钢筒和预应力钢丝的腐蚀破坏，延长使用寿命，需要采取涂层及阴极保护防腐 措施。为了判断阴极保护效果，需要获得准确的测量数据，由于PCCP管的结 构特征，使得PCCP管阴极保护效果判定存在以下问题：要准确的判断NACE RP 0100-2004标准中规定的100mV极化准则，需要获得阴极极化电位和自然腐蚀 电位，而当PCCP阴极保护系统通电后，很难再获得准确的自然腐蚀电位，这 就给该准则的判断带来困难。同时混凝土的结构特征，使得PCCP管阴极保护 电位测试中的IR降较大，影响阴极保护效果判定的精确性。对于钢筋混凝土结 构，国外实践和相关标准(NACE TM0497、NACE RP0104)要求在阴极保护 测试中必须采用与被保护体结构和材质相同的探头，否则难以测量到真实的阴 极保护电位，目前国内尚无专用于混凝土结构的阴极保护测试探头。而传统的 钢质管道用测试探头无法测量得到钢丝的自然腐蚀电位，无法模拟出PCCP管 道的混凝土环境，也无法模拟PCCP中预应力钢丝承受一定的应力状态，因此 无法满足PCCP阴极保护测试的要求。PCCP阴极保护测试技术目前在国内还 是空白。在利比亚大人工河工程中尝试过混凝土测试探头方面的工作，由于受 到探头结构和内部参比的限制，测试效果并不理想。查新报告指出目前国内外 尚无专用于PCCP管道，能够同时测量阴极保护电位和自然腐蚀电位的阴极保 护测试探头。随着PCCP管道的应用日益增多，PCCP阴极保护测试探头的开 发也成为一项迫在眉睫的工作。

同时，在普通混凝土管阴极保护测试技术中，由于目前采用的都是简单的 测试片的方式，电位测试中同样存在IR降较大、阴极保护效果判定不准确的问 题。

发明内容

本发明的要解决的技术问题在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一 种有效地测量混凝土管中钢丝，特别是PCCP管中预应力钢丝的自然腐蚀电位、 阴极保护极化电位及其他腐蚀参数的阴极保护测试探头，以及一种测试方法， 通过测试探头来获得预应力钢丝的阴极保护参数，从而判断所达到的阴极保护 水平。

为实现上述目的，本发明提供了一种混凝土管阴极保护测试探头，该探头 用于模混凝土管的运行状态，该探头包括：混凝土结构体，模拟混凝土管的混 凝土芯；在混凝土结构体上设置彼此间隔开的处于无应力状态的第一钢丝、参 比电极和辅助电极；多根电缆，包括第一钢丝电缆、参比电极电缆和辅助电极 电缆，相应电缆的一端与对应第一钢丝、参比电极和辅助电极分别电相连，而 各电缆的另一端从混凝土结构体伸出；外护层，覆盖在混凝土结构体表面；所 述混凝土结构体、第一钢丝、外护层均采用与所模拟混凝土管相同的材料。

根据本发明的一个方面，混凝土管为PCCP管，所述探头的混凝土结构体 上缠绕处于应力状态的第二钢丝，该第二钢丝所承受的预应力大于或等于所模 拟的PCCP管中钢丝所承受的预应力，第二钢丝与PCCP管的预应力钢丝的材 料相同，并与第一钢丝、参比电极和辅助电极间隔开设置。多根电缆还包括第 二钢丝电缆，其一端与第二钢丝相连，另一端伸出混凝土结构体外。