陶瓷多孔塞:采用高纯度陶瓷材料(如氧化铝或碳化硅),孔隙率可控且耐化学腐蚀,确保电解液(饱和硫酸铜溶液)与外部介质的稳定离子交换,同时防止土壤颗粒或污染物进入电极内部。
紫铜电极芯:纯度≥99.7% 的紫铜棒或螺旋铜丝,表面抛光处理以降低极化效应,确保电位稳定性(标准电位 + 0.316V vs SHE)。
抗压密封外壳:通常采用 PVC 或 PPR 材质,抗压强度≥10MPa,适用于埋地或重型机械施工环境,避免因土壤沉降或外力冲击损坏。
环境适应性
长期埋地稳定性:陶瓷头电极的电位漂移≤±20mV / 年,使用寿命可达 5-10 年,远优于木纤维塞电极(寿命约 1-2 年),适合 PCCP 管道阴极保护系统的长期监测需求。
抗干扰能力:陶瓷塞的低扩散速率可减少土壤介质中 IR 降(欧姆电位降)的影响,配合极化探头(如 KR2 型)可消除约 90% 的 IR 降,使测量结果更接近真实极化电位。
二、在 PCCP 管道防护中的应用
(一)电位测量与阴极保护评估
常规测量方法
管道电位监测:将陶瓷头电极放置在 PCCP 管道正上方土壤中,浇水湿润以降低接触电阻,通过数字万用表测量管地电位。对于牺牲阳极系统,需结合断电法或极化探头消除 IR 降,以获取真实极化值(极化电位≤-0.85V vs CSE 为有效保护)。
混凝土结构监测:在 PCCP 砂浆保护层或隧道结构中预埋陶瓷头电极,距离钢筋≤15mm,通过导线引出至测试桩,长期监测钢筋的腐蚀电位(如 - 0.2V vs CSE 以下为腐蚀风险阈值)。
复杂环境解决方案
高氯土壤:采用全固态电解质陶瓷电极(如含阳离子交换膜的设计),可阻挡氯离子渗透,电位波动≤±5mV / 月,适用于盐碱地或沿海地区。