【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及长输管线腐蚀试验方法，特别提供一种埋地管线杂散电流模拟装置。
技术介绍
1、杂散电流是指离开了原有的指定线路流动的电流，对地下管网的腐蚀行为有明显的影响。杂散电流在地下流动时会不断的窜入和窜出各种裸露的金属结构，并在流入、流出部位引发金属腐蚀加速，这种腐蚀加速现象现象称为杂散电流腐蚀。
2、杂散电流可分为交流杂散电流和直流杂散电流两种。杂散电流的主要来源包括交流输变电系统泄露及感应电流、轨道交通回流系统的漏电、直流输电系统的不平衡电流以及三相负荷不平衡形成的零序电流等。由于土壤电阻的存在，在杂散电流源附近如果没有地下金属结构，这种电流就会转化成热能，逐渐释放掉，造成危害较小；如果附近存在地下金属结构，则会流入金属内部，影响金属的腐蚀行为。杂散电流腐蚀影响往往大多仅限于其流入和流出的局部区域，如果有油气管道及轨道交通这种长跨距的金属结构，则杂散电流会从管道涂层的缺陷处窜入，然后在管道低电阻通路中流动，管道沿途的杂散电流会不断汇入，在远方的某个低电位点涂层缺陷处流出，形成杂散电流腐蚀。杂散电流腐蚀往往危害最大，有时甚至会出现涂层碳化、管道熔化等危害，造成油气泄露等重大事故。
3、杂散电流腐蚀是一个多因素影响下随时间变化的复杂腐蚀过程，具有腐蚀激烈、集中于局部位置的特点。在管线有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷部位。杂散电流腐蚀对埋地管线的长期作用会导致其表面出现凹痕、缺陷甚至穿孔。如果管线本身存在加工、运输过程中表面机械划痕、局部涂层破损等缺陷，则会大大加剧杂散电流腐蚀风险。
4、目
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：提供一种埋地管线杂散电流模拟装置。根据杂散电流对土壤内长输管线腐蚀行为的影响，开发了专门的杂散电流模拟装置，对管线破损部位的杂散电流进行检测及电化学腐蚀，试片安装方便，模拟结果与现场接近，测量精度高。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种埋地管线杂散电流模拟装置，有机玻璃试验槽内放置处理好的土壤，外加杂散电流发生电极及杂散电流对电极分别置于有机玻璃试验槽内部的两侧并埋入土壤内，波形发生器放置于有机玻璃试验槽外并与外加杂散电流发生电极和杂散电流对电极分别相连；加热电阻丝置于土壤下部，电化学试片和腐蚀试片均埋在土壤底部，电化学试片和腐蚀试片附近安装温度传感器，电化学测量试片上部开孔安装参比电极及电化学测试对电极。
4、进一步，有机玻璃试验槽底部开口用于安装和取放电化学试片和腐蚀试片；待电化学试片和腐蚀试片安装完成后，有机玻璃试验槽底部开口用硅胶741密封，防止泄露。
5、进一步，所述土壤为黑棕土、红土、黑土中的一种，所用土壤在使用前需经过自然干燥，通过20目筛网过滤，去除杂质及砂石，过滤后的土壤在110℃下烘干12h后，根据设定的含水量在土壤中加入蒸馏水或模拟雨水处理，之后将处理好的土壤加入有机玻璃试验槽内，调节加热电阻丝控制土壤温度，达到温度要求后进行试验。
6、进一步，杂散电流对电极材质为石墨，试验电化学试片和腐蚀试片的材质均为x70管线钢，参比电极材质为铜-硫酸铜，电化学测试对电极材质为铂片。
7、进一步，电化学试片和腐蚀试片均可设置为多片，每片电化学试片或者每片腐蚀试片分别独立测试距离杂散电流源距离远近对电化学试片或腐蚀试片腐蚀行为的影响。
8、进一步，多片电化学试片之间串联后与电阻连接在一起或多片腐蚀试片串联后与电阻连接在一起，以模拟长输管线破损后局部腐蚀情况。
9、进一步，电化学试片非工作面使用环氧树脂密封，工作面采用240、400、600、800、1000号砂纸逐级打磨至表面呈镜面状，酒精清洗表面后吹风机吹干。
10、进一步，腐蚀试片经铣床、磨床加工至光洁度▽7或以上，去油剂除油清洗，乙醇脱水，吹干，放置干燥器中24h后，用精度为0.0001g的电子天平称重。
11、进一步，试验结束后，将腐蚀试片从有机玻璃试验槽取出并清理腐蚀试片表面残留土壤后，用蒸馏水冲洗，烘干；用酸洗液浸泡腐蚀试片，去除腐蚀产物；浸泡时间取决于除锈情况，所用酸洗液的组成为：浓度37wt％的500ml/l浓盐酸+3g/l六次甲基四胺+去离子水，清理完表面锈层后用酒精冲洗表面，吹干后，称重。
12、进一步，试验过程中调节加热电阻丝控制土壤温度在25℃，然后打开波形发生器，波形发生器对外加杂散电流发生电极和杂散电流对电极上施加交流电压或直流电压，形成模拟杂散电流源。
13、本专利技术的有益效果为：
14、1、本专利技术有机玻璃试验槽底部开口便于电化学试片及腐蚀试片的安装和取放。在试验过程中，也可以根据具体的情况，将试片与外加杂散电流波形及电压发生器相连接，模拟管线成为杂散电流源的情况。
15、2、本专利技术针对电化学测试做了专门的设计。将参比电极、电化学测试对电极安装在电化学试片(即工作电极)较近的位置，保证电化学测试的重现性。
16、3、本专利技术与现场检测结果更为接近，主要采用加热电阻丝控制土壤温度，温度传感器安装靠近试片，实现了电化学试片及腐蚀试片周围温度的精准控制。
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1.一种埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：有机玻璃试验槽(1)内放置处理好的土壤(2)，外加杂散电流发生电极(3)及杂散电流对电极(4)分别置于有机玻璃试验槽(1)内部的两侧并埋入土壤(2)内，波形发生器(5)放置于有机玻璃试验槽(1)外并与外加杂散电流发生电极(3)和杂散电流对电极(4)分别相连；加热电阻丝(6)置于土壤(2)下部，电化学试片(8)和腐蚀试片(9)均埋在土壤(2)底部，电化学试片(8)和腐蚀试片(9)附近安装温度传感器(7)，电化学测量试片(8)上部开孔安装参比电极(10)及电化学测试对电极(11)。
2.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：有机玻璃试验槽(1)底部开口用于安装和取放电化学试片(8)和腐蚀试片(9)；待电化学试片(8)和腐蚀试片(9)安装完成后，有机玻璃试验槽(1)底部开口用硅胶741密封，防止泄露。
3.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：所述土壤(2)为黑棕土、红土、黑土中的一种，所用土壤(2)在使用前需经过自然干燥，通过20目筛网过滤，去除杂质及砂石，过滤后的土壤(2)
4.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：杂散电流对电极(4)材质为石墨，试验电化学试片(8)和腐蚀试片(9)的材质均为X70管线钢，参比电极(10)材质为铜-硫酸铜，电化学测试对电极(11)材质为铂片。
5.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：电化学试片(8)和腐蚀试片(9)均设置为多片，每片电化学试片(8)或者每片腐蚀试片(9)分别独立测试距离杂散电流源距离远近对电化学试片(8)或腐蚀试片(9)腐蚀行为的影响。
6.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：多片电化学试片(8)之间串联后与电阻连接在一起，或多片腐蚀试片(9)串联后与电阻连接在一起，以模拟长输管线破损后局部腐蚀情况。
7.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：电化学试片(8)非工作面使用环氧树脂密封，工作面采用240、400、600、800、1000号砂纸逐级打磨至表面呈镜面状，酒精清洗表面后吹风机吹干。
8.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：腐蚀试片(9)经铣床、磨床加工至光洁度▽7或以上，去油剂除油清洗，乙醇脱水，吹干，放置干燥器中24h后，用精度为0.0001g的电子天平称重。
9.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：试验结束后，将腐蚀试片(9)从有机玻璃试验槽(1)取出并清理腐蚀试片(9)表面残留土壤(2)后，用蒸馏水冲洗，烘干；用酸洗液浸泡腐蚀试片(9)，去除腐蚀产物；浸泡时间取决于除锈情况，所用酸洗液的组成为：浓度37wt％的500mL/L浓盐酸+3g/L六次甲基四胺+去离子水，清理完表面锈层后用酒精冲洗表面，吹干后，称重。
10.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：试验过程中调节加热电阻丝(6)控制土壤(2)温度在25℃，然后打开波形发生器(5)，波形发生器(5)对外加杂散电流发生电极(3)和杂散电流对电极(4)上施加直流或交流电压。
...【技术特征摘要】
1.一种埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：有机玻璃试验槽(1)内放置处理好的土壤(2)，外加杂散电流发生电极(3)及杂散电流对电极(4)分别置于有机玻璃试验槽(1)内部的两侧并埋入土壤(2)内，波形发生器(5)放置于有机玻璃试验槽(1)外并与外加杂散电流发生电极(3)和杂散电流对电极(4)分别相连；加热电阻丝(6)置于土壤(2)下部，电化学试片(8)和腐蚀试片(9)均埋在土壤(2)底部，电化学试片(8)和腐蚀试片(9)附近安装温度传感器(7)，电化学测量试片(8)上部开孔安装参比电极(10)及电化学测试对电极(11)。
2.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：有机玻璃试验槽(1)底部开口用于安装和取放电化学试片(8)和腐蚀试片(9)；待电化学试片(8)和腐蚀试片(9)安装完成后，有机玻璃试验槽(1)底部开口用硅胶741密封，防止泄露。
3.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：所述土壤(2)为黑棕土、红土、黑土中的一种，所用土壤(2)在使用前需经过自然干燥，通过20目筛网过滤，去除杂质及砂石，过滤后的土壤(2)在110℃下烘干12h后，根据设定的含水量在土壤(2)中加入蒸馏水或模拟雨水处理，之后将处理好的土壤(2)加入有机玻璃试验槽(1)内，调节加热电阻丝(6)控制土壤(2)温度，达到温度要求后进行试验。
4.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流模拟装置，其特征在于：杂散电流对电极(4)材质为石墨，试验电化学试片(8)和腐蚀试片(9)的材质均为x70管线钢，参比电极(10)材质为铜-硫酸铜，电化学测试对电极(11)材质为铂片。
5.根据权利要求1所述的埋地管线杂散电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵林，乔帅帅，陈楠，王长罡，魏欣，伍立坪，董俊华，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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