本发明专利技术提供一种设备、系统、方法和计算机程序产品，旨在控制与腐蚀环境接触并涂覆半导体涂层的导电结构的腐蚀，特别是空间天气诱导的腐蚀，其中，该腐蚀是由可控滤波器（８９８）和相应的电子控制单元（８９９）控制的，该电子控制单元被设置为与至少一个与空间天气对导电结构影响相关的测量参数相对应来处理和调节可控滤波器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制基于半导体的防腐系统的控制设备、系统和方法，所 述半导体基的防腐系统用于防止由空间天气效应和相应的位势变化诱导的腐 蚀。
技术介绍
根据由Battelle和北美特殊钢材工业1995年发表的题为"在美国的金属 腐蚀的经济效益(Economic Effects of Metallic Corrosion in the United States )" 的报告，在美国经济中每年用于金属腐蚀的费用大约为$3000亿，该报告的全 部内容在此通过参考进行引用。该报告估计，通过从设计到维修中广泛应用抗 腐材料和应用最好的防腐工艺，可避免和节省约三分之一的腐蚀费用($1000 亿)。在由Battelle和国家标准与技术研究院进行的Battle科学家的研究发现的 部分更新得到这个估计，该研究标题为"在美国的金属腐蚀的经济效益 (Economic Effects of Metallic Corrosion in the United States )"，在jt匕通过参考 将其全部内容引用。于1978年的原版包括如下估计在1975年，由于当时没 有使用最佳的方法，金属腐蚀耗费820亿(国民生产总值的4.9% )，其中约 330亿是可避免的。在过去几个世纪已发展了用于控制腐蚀的各种方法，特别是着重于延长在 腐蚀环境下金属结构的寿命的方法。这些方法典型地包括保护涂层，这些涂层 主要用于提高像钢这样的黑色金属和像铝这样的一些有色金属的抗腐性能，以 及避免使用更昂贵的合金。因此，它们提高了性能并且降低了成本。然而这种 保护涂层典型地具有一些缺陷，包括差的应用性和有限的寿命。 保护涂层分为主要三类。这些类中最大的类是例如油漆的、作为环境的物 理阻挡层的局部涂层。第二类由例如锌或镉构成、设计作为优先腐蚀的牺牲阳 极以保护基质金属不受腐蚀的牺牲涂层。第三类由阴极保护系统构成。阴极保护和涂层均是具有减轻与阻止腐蚀的主要目的的工程方法。每种过阻止腐蚀，而涂层则形成阻挡层以阻止腐烛电流或电子在自然出现的正极和负 极间或在电偶内流动。每种过程均提供有限的成功。迄今为止，涂层代表最为广泛的一般防腐方法(参见Leon等人的美国专利3,562,124和Havashi等人的 美国专利4,219,358)。然而，阴极保护已用于保护埋藏或浸泡条件下的百万公 里的管道和大面积的钢表面。阴极保护通过向金属表面提供足够的阴极电流使其的阳极溶解率变得可 以忽略而用来降低金属表面的腐蚀(例如，参见Pryor的美国专利3,574,801; Wesson的美国专利3,864,234; Maes的美国专利4,381,981; Wilson等人的美 国专利4,836,768; Webster的美国专利4，863，578;以及Stewart等人的美国专 利4,957,612)。阴极保护是通过应用足够的电流极化阴极到阳极电位以消除局 部阳极与阴极表面间的电位差而进行工作。换句话说，应用阴极电流的效果是 减少继续作为阳极的面积，而不是减少这种剩余阳极的腐蚀速度。当已消耗了 所有的阳极时，则实现了完全的保护。从电化学的观点来看，这表明已将足够 的电子提供给要保护的金属，使得抑制了金属电离或溶解的任何趋势。腐蚀研究中的最近工作已发现电化学腐蚀过程与电化学系统的电学性质 诸如电池电流和电极电位的随机波动有关。这些随机波动在本领域中称为"噪 声"。大约20年前，科学家发现由于材料中的杂质所引起的电化学活性，所有 的导电材料在其产生电化学活性的同时就开始被腐蚀。后来发现使用检测产生 电流的电子仪器可以监测这种现在通常称为"腐蚀噪声，，的活性。实质上，这 种电流的量越大，材料"噪音越大"，腐蚀速度越快。例如，钢比青铜"噪音 更大"，则以更快的速率被腐蚀。研究人员已开始将噪音分析技术应用于电化 系统中的腐蚀过程。此外，研究人员最近研究了在地面结构，特别是显著尺寸和/或长度的例 如管道或传输线路和塔上的地磁诱导电流(GIC)的效应和太阳风与地球磁场间的相互作用。太阳风与地球磁场间的相互作用在电离层和磁层中产生随时间 变化的电流，z使得在地表面上的磁场变化，并且导致在这种大结构，特别是在 例如油和天然气管道中驱动电流的电场。太阳活动也对改变局部位势具有影响，该影响改变"地面"的电性能。这些"GIC"干扰阴极保护和管道电测量， 并且已经独立地提出作为管道腐蚀的组成部分(Pulkkinen等人J.Appl. Geophys.， 48， 233-256(2001))。在空间环境中影响空载和地基的技术系统的时 间变化状况通常称为"空间天气"，是近年来成为许多研究焦点的主题(参见 例如，Plunkett等人，LEEE Transactions on Plasma Science, 28(6), 1807-17 )和 此处引入的参考文献Pulkkinen等人,supra; Pulkkinen等人，J. Appl. Geophys.， 48,219-231(2001); Pirjola等人，Adv. Space Res" 26(1),5-14(2000); Boteler， Adv. Space Res"26(1), 15-20(2000);和由Zashchita Metallov, 36(2), 222-224(2000) 翻译的Tkachenko， Protection of Metals, 36(2)，196-198(2000);这些参考文献的 每篇内容均在此通过参考进行引用)。这些研究集中在观测、记录和模拟这种 空间天气对地5^U兹和电场以及例如管道系统的人造结构的影响，以及可通过空 间天气效应导致的腐蚀。然而，在很好记录空间天气加速腐蚀作用的同时，没 有提出如何防止由这种空间天气效应《1起的腐蚀加速的可行建议。典型地，管道是掩埋在地面下几英尺到十几英尺长的电导体。它们可以穿 过数千英里的具有变化阻抗的土壤。管道周围任何磁场的变化可导致管道上的显著电流。这种引起环绕管道周围磁场变化的源是"磁暴"活动，例如上述空 间天气效应。这与地球自身的磁场是不同的，因为其本性是"外部的"。该诱 导的电流(在管道工业中也称为"地电流")可以导致管道-土壤电位(PSP) 的显著规则振荡。在管道工业中证明了这种PSP变化，并且可以高达lOOOrnV。 关于由地电流引起的PSP规则振动具有几方面影响a. 比-850mV (CuCuS04)正得多的PSP规则振荡可以导致腐蚀；b. 比-1200mV ( CuCuS04)负得多的PSP规则振荡导致在金属涂层界面上 产生氢，这可以导致涂层的解离。c. 干扰PSP测量。d. 可能损害与管道连接的电学装置。尽管地电流的概念是简单的，但管道系统对磁暴的响应却是相当复杂的。这是由于整个管道系统本身就是复杂的。它典型地包4舌a)油田或天然气田的 收集系统；b)城市间的运输系统，典型地传输长距离的两个平行管道；c)沿 管道路线的土壤阻抗变化；d)在城市内或居民区的分布网络；e)具有弯曲和 绝缘的凸缘(flange); f)存在涂层；和其它细节。长期以来管道操作者使用涂层作为减少整体腐蚀的方法。然而仅使用涂层 对減少地电流没有作用，实际上，扩大了损坏。管道操本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于控制对空间天气诱导腐蚀敏感的导电结构的空间天气诱导腐蚀的系统，包括： 设置在所述导电结构上的半导体涂层； 与所述涂层连接并且具有可控滤波器特性的滤波器；以及 与所述滤波器连接的电子控制设备，包括与本地传感器、数据库和远程控制装置中的至少一个的连接结构，并且被设置为与至少一种受空间天气效应影响的本地传感参数、以及任选地一种或多种其它的本地传感参数、存储的参数和远程提供的信号相对应来控制所述可控滤波器特性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫B道林，法尔塞德霍拉米，约瑟夫G米歇尔斯，迈克尔帕纳修克，
申请(专利权)人：大卫B道林，法尔塞德霍拉米，约瑟夫G米歇尔斯，迈克尔帕纳修克，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。