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水泥管士壤电阻率的测试
2.1现行水泥管测试方法的不足
青岛水泥管土壤电阻率是影响设计的最重要参数，直接决定阳极品种、规格和布局等，因而其测试值准确与否直接关系到阴极保护的效果好坏。《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》(SY厅0023-97)规定，土壤电阻率测试优先采用等距四极法。测量时将接地电阻测量仪的四根电极以间距S等距离排成一条直线，垂直打人地表层。
如图l所示，摇动直流发电机，通过两个电流极A、B在土壤中形成电流场，测取回路的电流密度和两个电位极C、D之间的电位差，根据欧姆定律可计算两支电位极之间的电阻值。检测仪器为ZC-8接地电阻测量仪，相邻电极间距S取管道中心线设计埋深。虽然测试是在地表进行，但当电流极的人土深度小于S/20时，可以看成为球形电极。如果土壤性质均匀，两个电位极C、D之间的土壤电阻率值即等同于从地表至埋深S处的平均土壤电阻率。按施隆贝格公式ρ=21TSR计算出两个电位极C、D之间的土壤电阻率值，进行地温修正后得到设计所需参数值。其中ρ为土壤电阻率(单位:。?m)，S为相邻电极距(单位:m)，R为接地电阻仪读数(单位:.0)。
对位于郊野的长输水泥管管道，周边土壤大多为原状土，地表与地下土壤性质差别很小，通常测取地表至管道中轴线埋深处的土壤电阻率，即可作为设计依据，不会产生太大偏差。对于城镇燃气管道，地表土壤大多为回填土，至少经穷填处理形成硬壳，甚至为温凝土或沥青路面和路基。如果照搬长输管道的做法，由于地表与地下土壤性质差别巨大，导致所得结果根本不能代表管道埋深处土壤的性质。此外，城镇地表土壤含水量和温度变化远大于郊野，导致土壤电阻率测试值大幅度震荡。实测数据表明，暴雨或绿化浇灌前后，同一地点所测土壤电阻率数值最大相差3倍以上。按照《输油气管道岩土工程勘察规范?(SY厅0053-97)判定，其腐蚀性甚至可以横跨"强\"中"、"弱"三个等级，因此必须采取相应措施消除误差。
2.2改进的措施
根据施隆贝格公式的原理可知，对于不均匀土壤，应采用分别测取地表至m的土壤电阻值Rm、地表至n的土壤电阻值凡，通过计算得到埋深m-n之间的土壤电阻率，作为设计依据(2)。其中m为地表硬壳厚度，一般情况可取O.3m，混凝土或沥青路面可取0.6m，n为设计管底埋深。
由于建设后管道和阳极均处于m-n层内，以该值作为设计依据，可以很好消除地表硬壳的影响，且测试值稳定重现性好，基本不受地表雨水和绿化浇灌的影响。
青岛水泥管土壤电阻率是影响设计的最重要参数，直接决定阳极品种、规格和布局等，因而其测试值准确与否直接关系到阴极保护的效果好坏。《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》(SY厅0023-97)规定，土壤电阻率测试优先采用等距四极法。测量时将接地电阻测量仪的四根电极以间距S等距离排成一条直线，垂直打人地表层。
如图l所示，摇动直流发电机，通过两个电流极A、B在土壤中形成电流场，测取回路的电流密度和两个电位极C、D之间的电位差，根据欧姆定律可计算两支电位极之间的电阻值。检测仪器为ZC-8接地电阻测量仪，相邻电极间距S取管道中心线设计埋深。虽然测试是在地表进行，但当电流极的人土深度小于S/20时，可以看成为球形电极。如果土壤性质均匀，两个电位极C、D之间的土壤电阻率值即等同于从地表至埋深S处的平均土壤电阻率。按施隆贝格公式ρ=21TSR计算出两个电位极C、D之间的土壤电阻率值，进行地温修正后得到设计所需参数值。其中ρ为土壤电阻率(单位:。?m)，S为相邻电极距(单位:m)，R为接地电阻仪读数(单位:.0)。
对位于郊野的长输水泥管管道，周边土壤大多为原状土，地表与地下土壤性质差别很小，通常测取地表至管道中轴线埋深处的土壤电阻率，即可作为设计依据，不会产生太大偏差。对于城镇燃气管道，地表土壤大多为回填土，至少经穷填处理形成硬壳，甚至为温凝土或沥青路面和路基。如果照搬长输管道的做法，由于地表与地下土壤性质差别巨大，导致所得结果根本不能代表管道埋深处土壤的性质。此外，城镇地表土壤含水量和温度变化远大于郊野，导致土壤电阻率测试值大幅度震荡。实测数据表明，暴雨或绿化浇灌前后，同一地点所测土壤电阻率数值最大相差3倍以上。按照《输油气管道岩土工程勘察规范?(SY厅0053-97)判定，其腐蚀性甚至可以横跨"强\"中"、"弱"三个等级，因此必须采取相应措施消除误差。
2.2改进的措施
根据施隆贝格公式的原理可知，对于不均匀土壤，应采用分别测取地表至m的土壤电阻值Rm、地表至n的土壤电阻值凡，通过计算得到埋深m-n之间的土壤电阻率，作为设计依据(2)。其中m为地表硬壳厚度，一般情况可取O.3m，混凝土或沥青路面可取0.6m，n为设计管底埋深。
由于建设后管道和阳极均处于m-n层内，以该值作为设计依据，可以很好消除地表硬壳的影响，且测试值稳定重现性好，基本不受地表雨水和绿化浇灌的影响。
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