循环参比电极的研究

ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ　ＡＮＤ　ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ　ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ　ｌ腐锄与防拍Ｉ　７７　第３２卷第１期ｌ　Ｉ　循环参比电极的研究　马孝亮　常桂川　丁润华　邱冬　邓卓林　中国石油塔里木油田公司油气运销部，新疆库尔勒８４１０００　摘要：参比电极为恒电位仪提供基准电位信号，其性能优劣关乎恒电位仪测量系统的准确性。　在工程实际中，开发出一种可循环使用的参比电极，通过增加循环系统成功解决参比电极使用中　常见的饱和硫酸铜溶液流空、内部溶液干涸、溶液受污染等问题，实现及时补充饱和硫酸铜溶液　和定期更换参比内部溶液的功能。使用致密度高的陶瓷作为离子交换通道，降低溶液流失，提高　参比使用寿命。应用螺旋形铜电极，增大离子与铜电极反应面积，使基准电位更加稳定。　关键词：参比电极；硫酸铜溶液；循环；阴极保护电位　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—５５３９．２０１４．０１．０２０　０前言　为了测量埋地钢质管道阴极保护电位、自然电位，　需要使用参比电极（文中特指ＣＳＥ，即铜／饱和硫酸铜　１参比电极在实际应用中存在问题　１。１饱和硫酸铜溶液流空　参比电极是恒电位仪正常运行中必不可少的部分，　电极）作为基准、参考，同时将参比电极作为测量基准　影响恒电位仪输出信号的大小。通常埋地钢质管道建成　得到的电位信号反馈给恒电位仪，最终确定恒电位仪的　后，强制电流型阴极保护系统也随之投运，但随着管道　输出信号大小，因此参比电极是管道阴极保护系统设备　服役时间的增长，参比电极内部溶液受管道周围温度场　正常运行及测量过程中必备的工具¨　。　的影响造成渗漏、流失，特别是气候、土壤干燥的地区，　参比电极的理论原型：纯铜电极置于蒸馏水与纯硫　随着参比电极内部溶液严重流失，最终出现螺旋状的铜　酸铜晶体配制的饱和溶液中，发生电极反应，当反应达　电极与硫酸铜溶液分离。　到平衡时，铜电极带正电，溶液带负电，界面形成的电　１．２参比电极内部溶液干涸　位差，即为铜／饱和硫酸铜的电极电位　。电极反应　当参比电极所处的沙漠、戈壁、荒滩等土壤干燥环　过程的建立和电极电位量值的确定，与ｃｕ和ｃｕ　的活　境时，其参比电极内溶液中的水分易流失，造成溶液干　　性有非常紧密的关系，只有纯净的溶液才能满足和达到　涸，硫酸铜结晶，内部无电解液，将无法形成电极。技术要求。　１．３参比电极受污染　实际应用中，饱和液体参比电极电位准确，特性稳定，　参比电极埋设在地下，土壤中含有各种离子，由于各　构造简单，因结构与理论原型一致，使用中很少怀疑其　部分浓度不同，加之参比电极与环境是开放的，因此参　电位准确。无论是便携式还是参比电极渗透模块都与土　比电极在内部会扩散进其它的离子，造成离子污染。离　壤接触，使用过程中容易受到污染，尤其是环境中的ｃｌ一　子污染会改变参比电极的电位，因为参比电极内部不同　污染，直接影响电极电位精度和特性　。按ＮＡＣＥ（美　离子间发生相互竞争的化学反应，而每个化学反应又有　国腐蚀工程师协会）规范，使用中的参比电极要保证不　自己的特征电位，这样，电极的实际电位就是由各种离子　受污染，要经常检查和校准，标准电极的精确性（标准　的反应所建立起来的复合电位。ｃ１．离子是最可能使ＣＳＥ　误差）在５　ｍＶ以内方可用于测量或仪器使用。　参比电极发生污染的离子，导致参比电位朝负方向移动。　收稿日期：２０１３—０５—０８　作者简介：马孝亮（１９８５～），男，山东安丘人，助理工程师，学士，主要从事长输管道腐蚀防护工作。　ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ　ＡＮＤ　ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ　ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ　Ｉ腐蚀与阳护Ｉ　７９　［２］　黄超伦，任聚杰，冀国荣，等．一种双固体树脂接界　第３２卷第１期Ｉ　ｌ　３结论　循环参比电极性能稳定，结构合理，适用于气候、　土壤干燥地区，符合电化学原理和国家及石油行业阴极　的参比电极的研究【Ｊ］．分析科学学报，２００４，２０（１）：　２９－３１．　Ｈｕａｎｇ　Ｃｈａｏｌｕｎ，Ｒｅｎ　Ｊｕｊｉｅ，ｊｉ　Ｇｕｏｒｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ａ　Ｄｏｕｂｌｅ　保护等相关技术规范的要求，降低了因参比电极失效导　致的恒电位仪测量系统故障，确保管道阴极保护系统有　效，延长管道服役寿命。　Ｓｏｌｉｄ　Ｒｅｓｉｎ　Ｊｕｎｃｔｉｏｎ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　Ｓｔｕｄｙ【Ｊ　Ｊ．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，２０（１）：２９—３１．　［３］　李海坤，谢涛，王颖，等．区域阴极保护实践与分　析［Ｊ］．天然气与石油，２０１３，３１（２）：７３—７５．　Ｌｉ　Ｈａｉｋｕｎ，Ｘｉｅ　Ｔａｏ，Ｗａｎｇ　Ｙｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　Ｃａｔｈｏｄｉｃ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｌ　Ｊ　ｊ．Ｎａｔｕｒｌａ　Ｇａｓ　ａｎｄ　参考文献：　Ｏｉｌ，２０１３，３１（２）：７３－７５．　［１］　陈彬源，张胜利，唐强．国内外石油公司在外防腐保　［４］　任呈强，刘道新，白真权．高温高压环境腐蚀电化学　温和阴极保护方面的差异［Ｊ］．天然气与石油，２０１１，　２９（１）：５１—５３．　Ｃｈｅｎ　Ｂｉｎｙｕａｎ，Ｚｈａｎｇ　Ｓｈｅｎｇｌｉ，Ｔａｎｇ　Ｑｉａｎｇ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｅｘｔｅｒｎａｌ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｈｅａｔ　Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃａｔｈｏｄｉｃ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｐｒａｃｔｉｃｅｓ　ｏｆ　Ｄｏｍｅｓｉｃ　ａｎｄ　Ｆｏｒｅｉｔｇｎ　Ｏｉｌ　研究用参比电极的制备及性能［Ｊ］．材料保护，２００４，　３７（４）：３５－３７．　Ｒｅｎ　Ｃｈｅｎｇｑｉａｎｇ，Ｌｉｕ　Ｄａｏｘｉｎ，Ｂａｉ　Ｚｈｅｎｑｕａｎ．Ｈｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｈｉｇｈ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ【Ｊ　ｊ．Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　ａｎｄ　Ｏｉｌ，２０１１，２９（１）：５１—５３．　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［门．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２００４，３７（４）：３５－３７．　（上接第５１页）　［２］　ＳＹ　６７９３－２０１０，油气输送管道线路工程水工保护设计规　范［Ｓ］．　ＳＹ　６７９３—２０１０，Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃｏｄｅ　ｆｏｒ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｙｕａｎ　Ｈａｎｙｄｕ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｉｎｄｂｒｅａｋ　ａｎｄ　Ｓａｎｄ　Ｆｉｘａｔｉｏｎ　Ｓｔｒａｗ　Ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ　Ｂａｒｒｉｅｒｓ　ｉｎ　Ｊｉｕｈａｎｇ　Ｒｏａｄ【Ｊ　ｊ．Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，２７（９）：７１—７３．　［６］　王振亭，郑晓静．草方格沙障尺寸分析的简单模型［Ｊ］．　中国沙漠，２００２，２２（３）：２２９～２３２．　Ｗａｎｇ　Ｚｈｅｎｔｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇ　Ｘｉａｏｊｉｎｇ．Ａ　Ｓｉｍｐｌｅ　Ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　Ｓｔｒａｗ　Ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ　Ｂａｒｒｉｅｒｓ　Ｏｉｌ　ａｎｄ　Ｇａｓ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｐｉｐｅｌｉｎｅ　Ｒｏｕｔｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｌ　ｓ　Ｊ．　［３］　ＣＨ　Ｈ兀２．０５．０６—８５＊，大型管线［ｓ］．　Ｃ　Ｈ　Ｈ／／２．０５．０６—８５　，ＢｉｇＰｉｐｅｉｌｎｅ［ｓ　Ｊ．　［４］　ＧＢＴ１６４５３．５—２００８。水土保持综合治理技术规范＋风沙　［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＤｅｓｅｒｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００２，２２（３）：２２９—２３２．　治理技术［ｓ］．　ＧＢＴ１６４５３．５—２００８，Ｔｈｅ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　［７］　卢广伟．草方格沙障在七墩滩风沙治理中的应用［Ｊ］．　甘肃水利水电技术，２００７，４３（３）：８８—８９．　Ｌｕ　Ｇｕａｎｇｗｅｉ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｔｒａｗ—Ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ　Ｂａｒｒｉｅｒｓ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｓｐｅｃｉｉｃａｔｉｆｏｎ＋Ｓａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌ　ｓ　ｊ．　ｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｏｆ　Ｑｉｄｕｎｔａｎ’Ｓ　Ｗｉｎｄ—Ｄｒｉｔｆ　Ｓａｎｄ　ｌ　Ｊ　Ｊ，Ｇａｎｓｕ　Ｓｈｕｉｌｉ　ＳｈｕｉｄｉａｎＪｉｓｈｕ，２００７，４３（３）：８８—８９．　［５］　袁汉秀．防风固沙草方格在酒航公路中的应用［Ｊ］．甘　肃科技，２０１１，２７（９）：７１－７３．