导电涂层阳极阴极保护系统的监测和维护

在使用钢筋混凝土阴极保护的一个重要方面是需要定期监测阳极和电气系统的性能和维护。这是为了确保保护和延长阳极系统的寿命。应定期检查电源，以确保交流电源供应到变压器整流器，直流电传递到各阳极区。

性能监控

性能监测通常以3至6个月的间隔进行，包括记录区域电流和电压和潜在的钢/混凝土。必要时，进行调整以确保在最佳水平提供保护。通常每12个月一次，该监测扩展到电气系统的详细视觉检查和导电涂层阳极，以确认它们的完整性并识别任何维护要求。

导电涂层阳极

导电涂层阳极是钢筋混凝土结构阴极保护中应用最广泛和建立最完善的阳极体系之一。这种阳极系统已成功地应用于高速公路、高架桥、停车场、商业和工业建筑等各种结构。它具有成本效益，且相对容易维护。据估计，仅在英国就有超过15万平方米的钢筋混凝土使用了导电涂层阳极阴极保护系统。

这种类型的阳极的劣化速率与电流密度直接相关。酸性产物在涂层和混凝土表面之间的界面处进化，并将攻击水泥糊或涂层，导致粘合和粘合丧失。然而，通过对系统的适当的设计和分区和足以控制腐蚀的电流密度水平的操作，可以显着降低这些效果，但不再受到保护。

操作标准

建议CP系统在调试初期应以较低的电流密度开始调试，以避免对阳极耐久性产生任何不利影响。然后可以进行中间测试，通常在通电后14天，以确定需要哪些调整来满足操作标准。为确保钢筋结构得到满意的保护，已考虑了各种标准。大气暴露混凝土中钢材的阴极保护欧洲标准草案(pr EN 12961-1)建议如下:

“对于任何大气暴露的结构，任何代表点应符合项目A）中的任何一个标准（C。

一种。相对于AG / AGCL / 0.5MKCL，即在720mV打开之后，在切换DC电路之后，在0.1s和1s之间测量0.1s和1s之间的即时电位（在0.1s和1s之间测量。

湾瞬间衰减最多24小时，瞬间关闭至少100mV。

C。在持续衰减和使用参考电极(不是电位衰减传感器)测量超过24小时的情况下，从瞬间关闭到持续衰减的一段较长的时间内(通常是24小时或更长时间)电位衰减至少150mV。”

B）或C）的美德是衰变与长期所使用的参比电极的性质或其绝对潜力的任何变化无关。

在历史上，通常使用4小时的衰变时间，但需要注意的是，根据建筑物的性质和周围环境，其他时间间隔(如24小时)可能是合适的。

当电流施加到阳极系统时，在参考电极和钢之间测量的电位将存在相关的误差，并且钢被称为红外线。因此，必须首先关闭电流以获得钢的真正完全偏振电位，称为瞬间关闭电位。但是，钢在以后的特征指数衰减曲线之后很快就会过度释放图1。

为了获得衰减的精确测量，必须在非常短的时间窗口内测量即时熄灭电位，通常在电流关闭后0.1至0.4秒。加固将继续降低偏振，并且在4小时（或其他合适的间隔）之后测量电位衰减。即时偏离电位的精确测量对于确定潜在衰减的值是必不可少的。

操作标准的进一步要求是允许的操作标准的进一步要求与-1100mV没有相对于Ag / AgCl / 0.5mkCl的瞬间关闭电位，以避免可能导致敏感钢的脆性氢化的可能性。

然而，最不太可能在适当的系统系统中达到这些潜力水平。

因此，性能监测的设计应确保钢被极化到正确的电位水平，以实现保护，但不能过度。

监测条件和性能

通常进行以下常规调查和监测：

•目视检查各变压器-整流器(或电源)

•测量每个阳极区域的电流和电压

•从可访问位置视觉检查系统（通常按月）

•嵌入式参考电极的潜在衰减（通常根据系统的稳定性为三或六月）

•嵌入式参考电极的潜在衰减和涂漆免费参考窗口（如果使用）以及详细的近似视觉检查（通常每年）

调查和结果记录在适用于每项任务的形式上。每个任务可以与变压器整流器，特定结构或阳极区相关联。每个形式的担任检查员的清单，以便不容忽视有关重复任务的重要方面。

常规的视觉检查

对于暴露于恶劣环境和/或故意破坏的安装，例如适合城市高速公路结构的人，通常按月间隔，以执行以下检查和测试，并如上所述记录其对形象的数据：

一种。对变压器-整流器(内部和外部)进行目视检查和状态评估，包括:加热器、恒温器、照明、(在适用的情况下)电源、计时器、断路器、供电点、一般柜况和安全性的维护检查。测量各区域的输出电流和电压，确认各单元工作正常。温度和一般的天气状况是用诸如晴天、阴天、多云等关键词记录的。

湾Visual examination and condition assessment from a point of easy access (i.e without special access provision) of the CP installation including the cable trays, conduit, junction boxes (where applicable), the primary anode conductor and the conductive coating comprising the anode system for evidence of deterioration, corrosion or damage. Any leakage affecting the structure is also recorded.

条件评估通常是通过编码系统进行的。例如：

在形式表上应该提供，以指示需要紧急维护行动的位置。

偶尔监测

根据系统的稳定性，通常在3或6个月间隔（在12个月间隔为12个月）时，除了定期监测（上文）之外还执行以下任务。

•如果需要，嵌入式参考电极的潜在测量（即“电流”，“瞬间关闭”，“瞬间关闭”和电位衰减，如果需要）;

•在进行必要时对施加的电流进行调整以确保应用与确保充分保护的最小电流相一致。目前调整的决策过程如下：

•关于AG / AGCl / 0.5MKCC参考电极的“瞬间关闭”电位的电流减小比-1000mV更负;

•电流密度大于20mA/sq时的电流减少。混凝土表面的M;(导电涂层阳极系统长期运行的最大值);

•电势衰减明显大于100mV时的电流减小(见下面的注释);

•在上面兼容项目I）和II）的情况下，电流衰减小于100mV的电流增加（见下文）。

•在任何特定情况下，对当前的更改通常以调整前的价值的20%为上限。

•注意：项目（iii）和（iv）仅对所需调整水平提供一般性指导。其他因素也应被认为是窗口位置，历史和未来预期性能的潜在读物，现在和未来的预测天气和温度。

•区域输出电流和电压和“电流”钢/混凝土电位在调整后重新测量和记录。

重大检验和监测

除了上述进行的详细检查和监测外，通常每年还要执行下列任务:

•对结构进行详细的近距离目视检查，以确定上面“常规目视检查”中所列的项目是否有变质或损坏的证据(通常需要提供通道)。特别注意分层、剥落、开裂、油漆脱落/剥落、锈斑/着色/条纹和其他视觉缺陷的区域。对任何有分层及/或剥落的地方作标记、测量及记录;

•潜在的测量（即“当前”，“瞬间关闭”和涂料阳极系统中的所有涂料的“瞬间”和“衰变”）;

•对监测所得的数据进行分析，并评估CP系统(全年)的表现，以确定需要采取的行动;

•检查检验记录表，确认任何维护要求。

维护

在阴极保护或监测系统中鉴定的任何故障或缺陷由于上述监测和/或检查而在与“常规视觉检查”中记录的紧急性/条件评估的程度一致的时间等级内进行修复，（主要内结构的常规维护要求）。

一个典型的导电涂层阳极系统包括主阳极导体(钛或铌涂层线或条)和导电涂层，通常覆盖一层兼容的保护/表面涂层。

广泛的现场试验和大规模安装的证据表明，阳极系统的主要维护将涉及大规模的维修区域，预计至少要运行10年。早些时候已经进行了小型维修。然而,在大多数情况下,到目前为止,缺陷已被归因于外在因素(如强烈的局部润湿和/或水洼)或隔离的腐蚀金属物体(领带电线或类似的“流氓”从构建阶段钢)在混凝土表面,而不是一个缺乏阳极系统的性能或失败。

简而言之，对受损混凝土的维护修复（来自流氓“钢的效果）和阳极系统可以如下进行：

•由于“系带”，混凝土和导电涂层阳极损坏

•使用适当的修复砂浆去除任何剩余的金属和现有的受损混凝土。在大多数情况下，这种类型的修复所需的混凝土突出深度小于10毫米。然后使修理在施加导电阳极涂料之前固化和干燥。

•导电阳极涂层和顶层涂层劣化

•在涂布涂层之前，新的混凝土区域和存在涂料劣化的其他区域通常通过使用手或电源线刷或适当地修复该区域的砂砾刷或砂砾爆破的局部磨损来制备。需要足够的表面制备来达到声音，清洁，防尘表面，以确保用于导电涂料的良好物理键的合适基础。为了在现有和新的导电涂覆阳极之间获得足够的电连续性，必须延长磨料清洁以通过在每个修复区域周围除去至少50mm的任何装饰性顶部涂层来产生足够重叠的与相邻的声涂。或者，修复区域应与现有或附加的主要阳极导体充分电接触。

•在导电涂层阳极的固化之后，在适当的位置测试新的和周围现有的导电涂料阳极之间的导电性。在确认足够的导电性之后，然后施加装饰性/防护面漆。

•主要阳极导体

•通常更换主阳极导体线或带是由于机械损坏而不是阳极导体本身的故障。当需要更换或桥接断导体时，应将断导体的每一侧重叠至少500mm长度。每个重叠部分通常在中心100mm到150mm之间的3个地方进行卷曲或点焊。每个压接连接由合适的胶粘剂内衬热收缩套管覆盖。

远程监控和控制

使用远程电子监测和控制系统是一种常见的做法，现在可以以经济成本获得这些系统。由永久安装在建筑物上的自动监测系统获得的数据，可以使用基于办公室的计算机远程访问。与人工监控相比，远程监控具有显著的优势，包括提高数据质量和降低运营成本。特别是减少了现场进入变压器整流控制柜的需要，允许高海拔安装，最大限度地减少了破坏或未经授权的干扰的风险。

自动化监控

引入自动化监视增加了扩展性能测试范围的机会。例如，在所有参考电极上(4-24-72小时)，可以获得所需的任何时间尺度的全特性衰减曲线，并且可以由腐蚀专家在远程办公室进行。

如有必要，专家办公室可以远程评估这些优越的数据，并对阴极保护系统进行调整。

系统需求

尽管欧洲标准草案EN 12961-2概述了远程监控和控制系统的要求，但目前还没有正式的协议文件。应寻求CP专家的意见，以提供详细的规范，以确保系统符合客户和结构的要求。作为一般指引，应遵守以下规定:

•该系统应该能够中断每个阳极区的电源，并获取与阳极区相关联的所有参考电极的即时数据。在特定阳极区域可能影响相邻阳极区的情况下，则必须同时中断向两个区域的电源被同时被中断以获取即时数据。

•该系统应能够监控每个参考电极的全电位代理曲线，并以经营者指定的间隔获取最多72小时的数据。

•该系统应包括模块化数据采集单元，适合永久安装在结构本地，并能够独立运行。

•数据采集​​单元应该能够以适当的精度监控所需的传感器范围。

•系统应使数据采集的时间和频率成为操作员指定的操作员，并且具有足够的临时数据存储容量，使得没有数据将被覆盖或丢失。

•该系统应具有一定程度的复杂性，以便建立局部区域网络通信。从基于办公室的计算机到局域网的远程访问应该通过电信网络使用工业标准调制解调器来实现。

•该系统应该能够对设备和通信故障进行故障诊断和报告。2020欧洲杯下注官网

•该系统应使操作员能够为所有受监控的传感器设置操作限制，并且能够警报报告在设定限制外操作的所有受监控通道的报告。

•系统应提供对所有级别的系统操作权限的特权访问，并允许访问有效的操作员名称和关联密码。该系统应该能够报告未经授权的尝试访问。

•系统的操作应该是“操作员友好”的。

•系统软件应提供检索时在本地或远程获得的数据以及历史数据的图形表示。

•该系统应该能够以操作员定义的格式将所获取的数据作为标准化的ASCII文本存储，以使数据传输到电子表格程序。

•系统应能调节到阴极保护区的直流恒流功率输出，并提供限压或限流控制。

参考书目

CEN标准，最终草案PR EN 12696-1，混凝土钢的阴极保护，第1部分：大气暴露混凝土

Gower MR和Beamish SW，“Midland Links高架桥上的阴极保护”。建筑修理，1995年7月/ 8月。

罗伯茨，MB，“维护和维修从业者的远程监控和控制”。建筑维修，1996年3月/ 4月。

Gower，先生和El-Belbol SMT，“钢筋混凝土的阴极保护 - 阳极？”国际国会：Mankind，邓迪1996年服务中的具体。

Gower和El-Belbol SMT，Midland的阴极保护环节电动道，监测和维护，“钢筋混凝土的阴极保护：现在和未来”。1997年阿斯顿大学为期一天的研讨会。

初级作者：迈克·哥尔博士埃尔·贝尔博尔

来源:腐蚀保护协会，专著4。

有关此来源的更多信息，请访问腐蚀防护协会。