恒電位儀與深井陽極是外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中核心且協(xié)同緊密的兩個組件,其工作邏輯可概括為 “恒電位儀精準(zhǔn)調(diào)控電流,深井陽極高效輸出電流”,通過閉環(huán)反饋機(jī)制實現(xiàn)對被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定防腐保護(hù):
一、核心角色定位:“控制中心”與“電流輸出端”
恒電位儀:系統(tǒng)的“智能控制器”,負(fù)責(zé)監(jiān)測被保護(hù)結(jié)構(gòu)的實時電位,并根據(jù)預(yù)設(shè)保護(hù)目標(biāo)自動調(diào)節(jié)輸出電流的大小,確保金屬表面電位始終處于安全的 “保護(hù)范圍”。
深井陽極:系統(tǒng)的“電流發(fā)射極”,作為陽極發(fā)生氧化反應(yīng),將恒電位儀輸出的電流高效釋放到土壤中,通過介質(zhì)傳導(dǎo)至被保護(hù)結(jié)構(gòu)表面,形成完整的電流回路。
二、協(xié)同工作流程:從“監(jiān)測-調(diào)節(jié)-輸出-反饋”的閉環(huán)
電位信號采集:埋設(shè)在被保護(hù)結(jié)構(gòu)附近的參比電極實時監(jiān)測金屬表面的自然電位,并將電位信號通過電纜傳輸給恒電位儀。
恒電位儀的判斷與調(diào)節(jié):恒電位儀將接收的實時電位與預(yù)設(shè)的“保護(hù)電位閾值”進(jìn)行對比:
若實測電位高于保護(hù)電位:恒電位儀判定“需要增強(qiáng)保護(hù)”,自動增大輸出電流。
若實測電位低于保護(hù)電位:恒電位儀判定“需要減弱保護(hù)”,自動減小輸出電流。
深井陽極的電流輸出:恒電位儀調(diào)節(jié)后的電流通過陽極電纜傳輸至深井陽極,
深井陽極內(nèi)部的陽極體發(fā)生氧化反應(yīng),將電流釋放到周圍的填充料中。填充料的作用是降低陽極與土壤的接觸電阻,使電流更均勻、高效地擴(kuò)散到土壤中,避免陽極局部過度消耗。
電流傳導(dǎo)與電位極化
從深井陽極釋放的電流通過土壤向被保護(hù)結(jié)構(gòu)流動:
電流到達(dá)金屬表面時,使金屬發(fā)生“陰極極化”——表面電位被強(qiáng)制降低至保護(hù)電位范圍內(nèi),腐蝕反應(yīng)被抑制。
實時反饋與動態(tài)平衡:參比電極持續(xù)監(jiān)測被保護(hù)結(jié)構(gòu)的電位變化,并將信號實時反饋給恒電位儀,恒電位儀根據(jù)新的電位數(shù)據(jù)再次調(diào)節(jié)電流,形成動態(tài)閉環(huán)控制,確保金屬電位始終穩(wěn)定在保護(hù)范圍內(nèi)。
三、協(xié)同關(guān)鍵:匹配性與穩(wěn)定性保障
恒電位儀的最大輸出電流需與深井陽極的“額定電流承載能力”匹配。
深井陽極的接地電阻需與恒電位儀的輸出電壓適配。
環(huán)境適應(yīng)性協(xié)同:在高土壤電阻率地區(qū),深井陽極通過深入地下濕潤層降低電阻,恒電位儀則通過提高輸出電壓確保足夠電流輸出。
當(dāng)土壤濕度、溫度變化導(dǎo)致電阻率波動時,恒電位儀通過快速調(diào)節(jié)電流補(bǔ)償電阻變化,深井陽極則通過填充料維持穩(wěn)定的電流擴(kuò)散效率。