埋地金属管线腐蚀监测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种埋地金属管线腐蚀监测方法，其包括：将感应电荷生成单元（１０）埋设于待监测管线上方的土壤中，以便使所述感应电荷生成单元（１０）处于与所述管线相同的电磁场环境中，从而产生感应电荷；通过感应电荷累积单元（２０）定时地将所述感应电荷生成单元（１０）多次产生的感应电荷累积起来；电流产生单元（３０）利用所述感应电荷累积单元（２０）累积的感应电荷产生电流；处理单元（４０）对所述电流产生单元（３０）产生的电流进行实时处理，以产生电流密度并找出最大瞬时电流密度；以及显示单元（５０）显示所述处理单元（４０）得到的最大瞬时电流密度。本发明专利技术还公开了用于实现这种方法的埋地金属管线腐蚀监测装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属腐蚀监测领域，尤其涉及监测埋地金属管线腐蚀的装置和方法。
技术介绍
随着电能供给需求的日益增长，现已建设了大批超高压、特高压交流、直流输电线 路，这些线路产生的电(磁)场，会在临近的埋地金属管线上感应出大量电荷。对于埋地钢 质油气输送管线来说，由于近20年新建的管线基本上都采用绝缘性能良好的3层PE防腐 层，因而更容易造成感应电荷的累积；当防腐层出现小的破损时，由于破损点接地电阻低， 感应电荷将通过破损点向大地排流，同时由于窗口面积小，流出钢表面的电流密度很大，因 此会使钢发生严重腐蚀，甚至穿孔。近年来国内外多次发生由于感应腐蚀导致的油气管线 泄露、爆炸事故，不但造成很大的经济损失，还严重威胁社会安全。此外，随着人类进入信息 时代，广播电视、无线电通信的快速发展，大量建设电视发射塔、广播发射站、雷达站、卫星 通信地球站、微波中继站和移动通信基站，造成环境中电磁能量密度增大，与这些设施相邻 的埋地金属管线发生感应腐蚀的风险增大，因此非常有必要对管线的感应腐蚀倾向进行监 测。从金属腐蚀机理的角度来看，腐蚀是因为发生了电化学反应导致金属流失，而电 流密度是表征腐蚀速率和腐蚀倾向的最佳参数，因此，电流密度能够很好地反映感应腐蚀 倾向。德国标准DIN CEN/TS15280-2006中规定，当埋地管线电流密度大于30A/m2时，预期 会发生感应腐蚀。目前常用的感应腐蚀监测技术是利用与管线相连的测试桩进行电流密度测试，具 体方法为将金属试片埋设在测试桩附近的土壤中，将金属试片通过测试桩与管线相连，管 线上的感应电荷通过金属试片流入大地，利用电流表记录电流值，结合金属试片的裸露面 积，得出电流密度。这种方法存在如下缺点1、多数埋地管线没有设置测试桩，因此无法进 行上述测试；2、即使设置了测试桩，一般每隔1公里设置一根，因而测试结果是1公里管线 感应腐蚀风险的平均结果，无法反映管线某一具体位置的风险，而感应腐蚀失效通常是管 线某个局部发生严重腐蚀穿孔造成的。当架空高压输电线路与埋地油气输送管线交叉时这 种现象尤为明显，因为处于交叉点的管线离干扰源最近，所以电(磁)场强度明显高于其它 部位，但由于传统的测试无法实现定点监测，1公里的平均结果往往显示腐蚀风险不大，但 开挖结果可能表明交叉点发生了严重感应腐蚀，因而现有检测技术无法满足使用要求，急 需开发能够进行定点监测的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种埋地金属管线腐蚀监测装置以及一种埋地金属管线腐 蚀监测方法，它可以实现具体位置的腐蚀监测，能够很好地反映管线局部位置的腐蚀倾向。本专利技术提供了一种埋地金属管线腐蚀监测装置，其包括感应电荷生成单元，其用 于产生感应电荷；感应电荷累积单元，其用于定时地将所述感应电荷生成单元产生的感应电荷累积起来；电流产生单元；其利用所述感应电荷累积单元累积的感应电荷产生电流； 处理单元，其用于对所述电流产生单元产生的电流进行实时处理，以产生电流密度并找出 最大瞬时电流密度；显示单元，其用于显示所述最大瞬时电流密度。其中所述感应电荷生成单元、感应电荷累积单元、电流产生单元、处理单元和显示 单元依次连接。所述埋地金属管线腐蚀监测装置还包括无线传输单元，用于以无线通信的方式将 所述处理单元产生的最大瞬时电流密度传输至远程接收机，以进行远程控制，其中所述无 线传输单元与所述处理单元相连。所述埋地金属管线腐蚀监测装置还包括存储单元，其用于实时存储所述最大瞬时 电流密度，其中所述存储单元与所述处理单元相连。根据本专利技术的埋地金属管线腐蚀监测装置，其中所述感应电荷生成单元包括表面 具有绝缘层的金属棒。其中所述感应电荷累积单元包括相连的第一控制器和电荷存储器， 并且所述第一控制器还与所述感应电荷生成单元相连，所述电荷存储器还与所述电流产生 单元相连，所述第一控制器定时地控制所述感应电荷生成单元与所述电荷存储器的连接和 断开，当处于连接状态时，将所述感应电荷生成单元产生的感应电荷存储到所述电荷存储 器中，当处于断开状态时，所述电荷存储器保持原有电荷，通过多次连接和断开来实现感应 电荷的累积，其中所述第一控制器包括开关；并且所述第一控制器对所述感应电荷生成单 元与所述电荷存储器的连接/断开的定时控制是能够调节的。根据本专利技术的埋地金属管线腐蚀监测装置，其中所述电流产生单元包括依次相连 的第二控制器、电流采集器和接地试片，所述第二控制器还与所述电荷存储器相连，所述电 流采集器还与所述处理单元相连，所述第二控制器定时地控制所述电荷存储器与所述电流 采集器和所述接地试片的连接和断开，当处于连接状态时所述电流采集器和所述接地试片 与地形成通路，从而由所述感应电荷累积单元累积存储的感应电荷产生电流，当处于断开 状态时不产生电流；所述电流采集器用于实时地采集所产生的电流；其中所述第二控制器 包括开关，并且所述第二控制器对所述电荷存储器与所述电流采集器和所述接地试片的连 接/断开的定时控制是能够调节的，并且所述第二控制器的定时时间间隔大于所述第一控 制器的定时时间间隔。本专利技术还提供了一种埋地金属管线腐蚀监测方法，其包括将感应电荷生成单元 埋设于待监测管线上方的土壤中，以便使所述感应电荷生成单元处于与所述管线相同的电 磁场环境中，从而产生感应电荷；通过感应电荷累积单元定时地将所述感应电荷生成单元 多次产生的感应电荷累积起来；电流产生单元利用所述感应电荷累积单元累积的感应电荷 产生电流；处理单元对所述电流产生单元产生的电流进行实时处理，以产生电流密度并找 出最大瞬时电流密度；以及显示单元显示所述处理单元得到的最大瞬时电流密度。所述埋地金属管线腐蚀监测方法还包括无线传输单元以无线通信的方式将所述 最大瞬时电流密度传输至远程接收机，以进行远程控制，所述无线传输单元与所述处理单 元相连。所述埋地金属管线腐蚀监测方法还包括通过存储单元实时地存储所述最大瞬时 电流密度，所述存储单元与所述处理单元相连。根据本专利技术的埋地金属管线腐蚀监测方法，其中所述感应电荷生成单元包括表面具有绝缘层的金属棒。其中所述感应电荷累积单元包括第一控制器和电荷存储器，所述第 一控制器定时地控制所述感应电荷生成单元与电荷存储器的连接和断开，当处于连接状态 时，所述电荷存储器将所述感应电荷生成单元产生的感应电荷存储起来；当处于断开状态 时，所述电荷存储器保持原有电荷，并且通过多次连接和断开来实现感应电荷的累积；其中 能够调节所述第一控制器对所述感应电荷生成单元与所述电荷存储器的连接/断开的定 时控制，并且所述第一控制器包括开关。根据本专利技术的埋地金属管线腐蚀监测方法，其中所述电流产生单元包括依次相连 的第二控制器、电流采集器和接地试片，所述第二控制器还与所述电荷存储器相连，所述电 流采集器还与所述处理单元相连，所述接地试片埋设于管线上方的土壤中，所述第二控制 器定时地控制所述电荷存储器与所述电流采集器和所述接地试片的连接和断开，当处于连 接状态时所述电流采集器和所述接地试片与地形成通路，从而由所述感应电荷累积单元累 积存储的感应电荷产生电流，并且所述电流采集器实时地采集所产生的电流；当处于断开 状态时不产生电流，所述电流采集器不采集电流；其中所述第二控制器包括开关，所述第二 控制器对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种埋地金属管线腐蚀监测装置，包括：感应电荷生成单元（１０），其用于产生感应电荷；感应电荷累积单元（２０），其用于定时地将所述感应电荷生成单元（１０）产生的感应电荷累积起来；电流产生单元（３０）；其利用所述感应电荷累积单元（２０）累积的感应电荷产生电流；处理单元（４０），其用于对所述电流产生单元（３０）产生的电流进行实时处理，以产生电流密度并找出最大瞬时电流密度；显示单元（５０），其用于显示所述最大瞬时电流密度，其中所述感应电荷生成单元（１０）、感应电荷累积单元（２０）、电流产生单元（３０）、处理单元（４０）和显示单元（５０）依次连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许丽涛，
申请(专利权)人：许丽涛，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]