一、核心原則:低頻優(yōu)先,兼顧環(huán)境適配性
1. 穩(wěn)態(tài)監(jiān)測的本質(zhì)需求
陰極保護穩(wěn)態(tài)監(jiān)測的核心是獲取金屬表面消除 IR 降后的真實極化電位(如 - 850mV CSE 標準),這要求信號頻率必須與電化學反應的動態(tài)平衡狀態(tài)匹配。
低頻 / 直流信號:此時電流傳導以歐姆電阻為主,魯金毛細管結(jié)構(gòu)(如極化探頭的鹽橋設(shè)計)能有效縮短電流路徑,將 IR 降抑制至工程可忽略水平(如<10mV)。
高頻信號:會激發(fā)介質(zhì)容抗(如土壤水分極化延遲),導致 IR 降隨頻率升高而增大,甚至可能使測量值偏離真實電位 50mV 以上。
2. 介質(zhì)電阻率的關(guān)鍵影響
高電阻率環(huán)境(如干燥沙土、高 pH 土壤):
IR 降占比大(可能超過總電位的 30%),需采用趨近于直流的極低頻(如 0.01~0.1Hz),確保魯金結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮作用。例如,在電阻率>100Ω?m 的土壤中,0.05Hz 信號可將 IR 降控制在 5mV 以內(nèi)。
低電阻率環(huán)境(如濕潤黏土、海水):
IR 降本身較小(通常<20mV),可適當提高頻率至0.1~1Hz,兼顧測量效率與精度。例如,在電阻率<10Ω?m 的環(huán)境中,0.5Hz 信號的測量誤差<3%。
二、具體場景下的頻率選擇策略
1. 埋地管道陰極保護系統(tǒng)
通用場景:
依據(jù) GB/T 21448-2017《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規(guī)范》,優(yōu)先采用直流或緩變信號(頻率趨近于 0Hz),確保測量值與斷電電位(IR 降理論為 0 的金標準)偏差<5mV。
2. 儲罐底板陰極保護
涂層完好區(qū)域:
由于涂層電阻高,極化電流主要通過缺陷點分布,需采用0.05Hz低頻信號,確保電流穿透涂層到達金屬表面。例如,在涂層電阻率>10?Ω?m 的儲罐中,0.05Hz 信號可使電位測量誤差<2%。
涂層破損嚴重區(qū)域:
介質(zhì)直接接觸金屬,IR 降較小,可采用0.2Hz頻率,縮短測量時間(如 5 秒 / 點),同時避免高頻信號引發(fā)的雙電層充電干擾。
3. 海水環(huán)境中的金屬結(jié)構(gòu)
犧牲陽極系統(tǒng):
海水電阻率低(約 0.2~0.5Ω?m),優(yōu)先選擇0.1Hz頻率,平衡消除 IR 降與測量效率。
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