Vad betyder spänningsgradient?
En spänningsgradient är en skillnad i elektrisk potential över ett avstånd eller ett utrymme. Matematiskt kan spänningsgradienten (F) beskrivas i en dimension mellan punkterna A och B som skillnaden i potentialen (p) vid A och B dividerat med längden mellan punkterna, x, mellan A och B:
F = (pB – pA) / (xB – xA) = Δp/Δx
Matematiken kan utökas till två eller tre dimensioner, beroende på vilken typ av spänningsgradient som utvärderas.
Spänningsgradienter är viktiga för korrosionsskyddsmätningstekniker som likströmsspänningsgradient (DCVG).
Kunskaper.se förklarar spänningsgradient
I kärnan uppstår spänningsgradienter från den elektriska potentialen hos ett material. Elektrisk potential är en egenskap som beror på avståndet mellan de två partiklarna till hands. Till exempel beskrivs potentialen (V) för en punktladdning som:
V = Q / (4π ε0 r),
där ε0 är permittiviteten för ett vakuum, Q är laddningen och r är avståndet
När avståndet ökar minskar potentialen. Som sådan uppträder en spänningsgradient över ett avstånd. I mer realistiska scenarier dämpar eller förändrar mellanliggande material som isolatorer spänningsgradienten.
I samband med korrosion är spänningsgradienter användbara för att kartlägga korrosionsskydd i nedsänkta rör. Eftersom rör som installeras under jordens yta kommer att korrodera med tiden, är de vanligtvis skyddade med katodiskt skydd eller rostskyddsbeläggningar. Med tiden, om dessa skyddsmetoder misslyckas på vissa platser, kommer den elektriska potentialen på dessa platser att förändras på grund av förändringen i exponeringen av den underliggande metallen. Dessa förändringar kan detekteras på avstånd genom att övervaka spänningsgradienten ovanför röret, som vid DCVG-mätning. Detektering av spänningsgradienter leder till att identifiera områden av rörledningar som är utsatta för korrosionsskador och potentiellt förhindra kostsamma skador som kan uppstå i framtiden.
