牺牲阳极的使用寿命预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种牺牲阳极的使用寿命预测方法及装置，包括：获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流，获取受杂散电流干扰时牺牲阳极的等效输出电流；所述自然输出电流包括未受杂散电流干扰时，牺牲阳极对管道的保护电流，所述等效输出电流包括所述保护电流和所述杂散电流；获取管道受杂散电流干扰的时间占比；根据所述自然输出电流、所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命，如此，可提高牺牲阳极试样的使用寿命评估的准确性，降低牺牲阳极的预测使用寿命与实际使用寿命的误差，提高预测使用寿命的可信度。

Life prediction method and device of sacrificial anode

【技术实现步骤摘要】
牺牲阳极的使用寿命预测方法及装置
本专利技术涉及牺牲阳极
，特别是涉及一种牺牲阳极的使用寿命预测方法及装置。
技术介绍
金属管道如埋地钢质管道长埋于地下会被地下水中的氯盐、硫酸盐和高湿度富氧空气腐蚀，为了保护埋地管道免于腐蚀，通常使用牺牲阳极保护系统，即让管道外接更为活泼的金属物(即牺牲阳极)的方式进行保护，使得环境对金属管道的腐蚀表现为对牺牲阳极的腐蚀。牺牲阳极可以有效保护金属管道不被腐蚀，但是，一旦牺牲阳极被腐蚀消失后，金属管道便因此失去保护。因此实际工程需要预测牺牲阳极的使用寿命以便及时更换牺牲阳极保护系统。目前通常是法拉第电解模型预测牺牲阳极的使用寿命。但是根据工程经验表明，牺牲阳极的预测寿命与实际使用寿命往往相差较大，这是因为牺牲阳极还会受杂散电流的干扰。例如，根据对于地铁、高铁等开通城市的工程经验表明，地铁、高铁等轨道现场的金属管道的实际使用寿命跟法拉第电解模型预测的使用寿命往往有较大差异，这是因为地铁、高铁等列车运行后，会通过轨道泄露电流到地下而产生杂散电流，尤其地铁轨道现场的金属管道，由于杂散电流的干扰，牺牲阳极的实际使用寿命只有理论使用寿命的25～30％，预测寿命与实际使用寿命误差较大。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种牺牲阳极的使用寿命预测方法。一种牺牲阳极的使用寿命预测方法，包括：获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流以及受杂散电流干扰时所述牺牲阳极的等效输出电流；获取管道受杂散电流干扰的时间占比；根据所述自然输出电流以及所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命。上述牺牲阳极的使用寿命的预测方法，还会根据杂散电流来预测牺牲阳极的使用寿命，可以提高牺牲阳极的使用寿命评估的准确性，降低牺牲阳极的预测使用寿命与实际使用寿命的误差，提高预测使用寿命的可信度。在其中一个实施例中，还包括获取所述牺牲阳极处于杂散电流作用下的杂散质量消耗参数的步骤；所述根据所述自然输出电流、所述运行输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命的步骤是按照如下方式，根据所述杂散质量消耗参数、自然输出电流、等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命：其中，T为预测的所述使用寿命，W为牺牲阳极的质量，ω为未受杂散电流干扰时牺牲阳极的消耗率，I0为所述自然输出电流，Isc为所述等效输出电流，ksc，t为所述时间占比，a为所述杂散质量消耗参数。在其中一个实施例中，所述牺牲阳极为列车沿线管道的牺牲阳极；所述杂散电流为列车运行时泄露至沿线管道的电流；所述自然输出电流为列车未运行时牺牲阳极的输出电流，所述等效输出电流为列车运行时牺牲阳极的输出电流。在其中一个实施例中，所述获取所述牺牲阳极处于杂散电流作用下的杂散质量消耗参数的步骤包括：提供列车沿线管道牺牲阳极保护系统模拟装置；其中，所述模拟装置包括试验箱、填料模拟液、土壤模拟液、金属管道试样、牺牲阳极试样以及电源；所述土壤模拟液装于试验箱一侧，用于模拟列车沿线管道所处的土壤环境，所述填料模拟液装于试验箱另一侧，用于模拟列车沿线管道的牺牲阳极的填料包，并跟土壤模拟液接触；金属管道试样用于模拟列车沿线管道，浸于所述土壤模拟液中；牺牲阳极试样用于模拟列车沿线管道的牺牲阳极，浸于所述填料模拟液中；电源分别与所述金属管道试样、牺牲阳极试样连接，用于模拟列车运行时通过轨道泄露至列车沿线管道的杂散电流；令所述电源提供模拟的杂散电流；检测受模拟的杂散电流作用时，所述牺牲阳极试样输出的模拟等效输出电流，以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失；根据所述模拟输出等效电流以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失，获取所述杂散质量消耗参数。在其中一个实施例中，所述根据所述模拟输出等效电流以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失，获取所述杂散质量消耗参数的步骤是将牺牲阳极试样对应时间内的质量损失与相应的模拟输出等效电流的比值作为所述杂散质量消耗参数；其中，模拟的杂散电流在所述对应时间内不变。在其中一个实施例中，按照如下方式，获取所述牺牲阳极处于杂散电流作用下的杂散质量消耗参数：a＝56.37-11.80i其中，i为模拟的杂散电流的电流密度，a为所述杂散质量消耗参数。在其中一个实施例中，所述获取管道受杂散电流干扰的时间占比的步骤包括：获取列车运行的时间和测试时间，将列车运行的时间在测试时间中所占的百分比作为所述时间占比。在其中一个实施例中，所述模拟装置还包括开关；所述电源包括双极性电源和信号发生器；所述金属管道试样通过所述开关与所述双极性电源连接，所述开关用于在闭合时连通所述双极性电源与金属管道试样；所述信号发生器用于调节双极性电源的输出电压，使金属管道试样与土壤模拟液之间的对地电位和列车沿线管道的对地电位相同，实现所述杂散电流的模拟；所述获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流的步骤包括：断开所述开关，检测所述牺牲阳极试样的输出电流，将所述输出电流作为所述自然输出电流。在其中一个实施例中，所述获取受杂散电流干扰时牺牲阳极的等效输出电流的步骤包括：闭合所述开关，检测所述牺牲阳极试样的输出电流，将所述输出电流作为所述等效输出电流。一种牺牲阳极的使用寿命预测装置，包括：电流获取模块，用于获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流以及受杂散电流干扰时牺牲阳极的等效输出电流；时间占比获取模块，用于获取管道受杂散电流干扰的时间占比；使用寿命预测模块，用于根据所述自然输出电流、所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命。附图说明图1为一个实施例中的牺牲阳极的使用寿命的预测方法的流程示意图；图2为一个实施例中的杂散质量消耗参数获取方法的流程示意图；图3为一个实施例中列车沿线管道的牺牲阳极保护系统模拟装置的结构示意图；图4为一个具体实施例中腐蚀时间72h时，杂散电流密度与相应的杂散质量消耗参数的拟合曲线示意图；图5为一个具体实施例中腐蚀时间120h时，杂散电流密度与相应的杂散质量消耗参数的拟合曲线示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本申请实施例提出一种牺牲阳极的使用寿命预测方法。牺牲阳极具体可以是列车沿线管道的牺牲阳极，列车沿线管道具体可以是高铁沿线管道或地铁沿线管道等。请参阅图1，该牺牲阳极的使用寿命预测方法包括步骤102至步骤106：步骤102，获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流以及受杂散电流干扰时牺牲阳极的等效输出电流。所述自然输出电流为未受杂散电流干扰时，牺牲阳极对管道的保护电流，由于叠加了杂散电流的干扰，所述等效输出电流大于所述自然输出电流。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牺牲阳极的使用寿命预测方法，其特征在于，包括：/n获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流以及受杂散电流干扰时所述牺牲阳极的等效输出电流；/n获取管道受杂散电流干扰的时间占比；/n根据所述自然输出电流以及所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命。/n

【技术特征摘要】
1.一种牺牲阳极的使用寿命预测方法，其特征在于，包括：
获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流以及受杂散电流干扰时所述牺牲阳极的等效输出电流；
获取管道受杂散电流干扰的时间占比；
根据所述自然输出电流以及所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括获取所述牺牲阳极处于杂散电流作用下的杂散质量消耗参数的步骤；
所述根据所述自然输出电流、所述运行输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命的步骤是按照如下方式，根据所述杂散质量消耗参数、自然输出电流、等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命：



其中，T为预测的所述使用寿命，W为牺牲阳极的质量，ω为未受杂散电流干扰时牺牲阳极的消耗率，I0为所述自然输出电流，Isc为所述等效输出电流，ksc，t为所述时间占比，a为所述杂散质量消耗参数。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述牺牲阳极为列车沿线管道的牺牲阳极；
所述杂散电流为列车运行时泄露至沿线管道的电流；所述自然输出电流为列车未运行时牺牲阳极的输出电流，所述等效输出电流为列车运行时牺牲阳极的输出电流。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述牺牲阳极处于杂散电流作用下的杂散质量消耗参数的步骤包括：
提供列车沿线管道牺牲阳极保护系统模拟装置；其中，所述模拟装置包括试验箱、填料模拟液、土壤模拟液、金属管道试样、牺牲阳极试样以及电源；所述土壤模拟液装于试验箱一侧，用于模拟列车沿线管道所处的土壤环境，所述填料模拟液装于试验箱另一侧，用于模拟列车沿线管道的牺牲阳极的填料包，并跟土壤模拟液接触；金属管道试样用于模拟列车沿线管道，浸于所述土壤模拟液中；牺牲阳极试样用于模拟列车沿线管道的牺牲阳极，浸于所述填料模拟液中；电源分别与所述金属管道试样、牺牲阳极试样连接，用于模拟列车运行时通过轨道泄露至列车沿线管道的杂散电流；
令所述电源提供模拟的杂散电流；
检测受模拟的杂散电流作用时，所述牺牲阳极试样输出的模拟等效输出电流，以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失；
根据所述模拟输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：董志君，刘伟，张益铭，梁凯，武俊伟，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44