针对现有Cu/CuSO4参比电极和Zn参比电极无法在低温下保持稳定基准电位,以及受环境污染较大等问题,研制了一套可应用于冻土区的防冻型Cu/CuSO4参比电极。该参比电极在罐体材料及结构、防冻电解液等方面进行了技术创新,具有受外界干扰小、可连续补液、使用寿命长、结构合理、使用方便等优点。在实验室内不同温度下测量X65钢对Zn电极、普通Cu/CuSO4参比电极及防冻型Cu/CuSO4参比电极的电位,结果表明:防冻型Cu/CuSO4参比电极在-20～20℃内电位变化仅为73 mV,基准电位比常用参比电极更稳定。采用能斯特方程对不同温度下的防冻型参比电极的电位差进行计算,计算结果与现场测量值基本吻合。(图4,表1,参10)
便携式Cu/CuSO4参比电极具有耐腐蚀、电位稳定及不易极化等优点,常作为管道和储罐电位测量的主要工具。但在低温环境下,常因电解液及陶瓷头/环境界面结冰而无法正常使用。本文研制出一种新型防冻型便携式Cu/CuSO4参比电极,通过向CuSO4饱和溶液中添加乙二醇溶液来降低电解液的凝固点。实验室研究结果表明,在室温下,添加了防冻液的参比电极和普通Cu/CuSO4参比电极性能相差不大,可以替代使用。但在-20oC时,防冻型参比电极电位较普通CuSO4参比电极更为稳定。
针对目前常用参比电极(高纯Zn及Cu/CuSO4参比电极)在低温环境中基准电位不稳定的现状,研制了一套可应用于冻土区阴极保护系统的的新型防冻型Cu/CuSO4参比电极。通过与常用参比电极在实验室及现场对比,该电极在低温下性能稳定,设计结构合理,使用方便。
阴极保护对防止管道腐蚀起着重要的作用,参比电极电位的稳定性将直接影响阴极保护参数测量的准确性。由于参比电极本身不防冻,不能满足冻土区测量的要求,因此研制了一种可用于冻土区的参比电极,该参比电极在低温下不会发生冻结,电化学性能比较稳定,可用于冻土区阴极保护参数的测量和控制。