[發(fā)明專利]一種雜散干擾腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的室內(nèi)模擬方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010215128.1
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN102313696A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳新華;吳長訪;張豐;劉玲莉;郝建斌;王維斌;薛致遠(yuǎn);陳洪源
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N17/02
• 分類號(hào): G01N17/02
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 金杰;任清漢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種快速評(píng)價(jià)及預(yù)測實(shí)際埋地鋼質(zhì)管道上存在的雜散干擾危害的雜散干擾腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的室內(nèi)模擬方法及裝置。涉及管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，對(duì)于外部電氣設(shè)施產(chǎn)生的雜散電流對(duì)埋地油氣管道構(gòu)成的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)主要是通過測量管道-土壤電位，然后與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評(píng)判值進(jìn)行比較。由于很難測試出雜散干擾影響區(qū)管道的真實(shí)管道-土壤電位，而且電位只能反映腐蝕發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力和可能性，因此不能真實(shí)、有效地評(píng)價(jià)管道的干擾腐蝕風(fēng)險(xiǎn)及其危害程度；而傳統(tǒng)的腐蝕掛片方法存在耗時(shí)比較長、功能單一，以及誤差大的問題，并且掛片試驗(yàn)過程中不便觀測干擾腐蝕情況，因此掛片法亦難以適用于遭受雜散干擾管道的干擾腐蝕快速評(píng)估和預(yù)測的實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是發(fā)明一種真實(shí)、有效、精確度高的快速評(píng)價(jià)及預(yù)測實(shí)際埋地鋼質(zhì)管道上存在的雜散干擾危害的雜散干擾腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的室內(nèi)模擬方法及裝置。

為了克服現(xiàn)有雜散電流干擾腐蝕測試方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)方面存在的不足，本發(fā)明提供一種室內(nèi)模擬評(píng)價(jià)方法及裝置，不僅可以測試雜散干擾電流及其大小與腐蝕的關(guān)系，而且可以通過改變土壤電阻率來分析土壤與雜散干擾評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系，從而為不同情況的雜散干擾腐蝕快速評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。

本發(fā)明的室內(nèi)模擬評(píng)價(jià)方法是將設(shè)置有多處模擬漏點(diǎn)5和試片6的模擬用帶涂層鋼管4埋于土壤池1中，在土壤池1的上方設(shè)置模擬降雨系統(tǒng)15，土壤池1的下部設(shè)置地下水滲透系統(tǒng)9，土壤池1的上部設(shè)置模擬干擾源系統(tǒng)16；在模擬用帶涂層鋼管4的一端用導(dǎo)線接有整流器3后接陽極2；模擬用帶涂層鋼管4上的試片6接差分電阻電路后至數(shù)據(jù)采集器17；在模擬用帶涂層鋼管4的試片6下方安裝有溫度濕度傳感器8并接模擬降雨系統(tǒng)15。

由埋于土壤池1中的模擬用帶涂層鋼管4模擬埋地管道，在模擬用帶涂層鋼管4上設(shè)置多處模擬漏點(diǎn)5和試片6模擬埋地管道的腐蝕狀況，在土壤池1的上方設(shè)置模擬降雨系統(tǒng)15和地下水滲透系統(tǒng)9模擬管道環(huán)境的季節(jié)性變化、地下水位變化對(duì)管道雜散干擾的影響，由模擬干擾源系統(tǒng)16模擬管道雜散干擾，在此室內(nèi)模擬環(huán)境下，本發(fā)明的室內(nèi)模擬評(píng)價(jià)方法分為腐蝕速度的分析方法和管道雜散干擾危害程度的評(píng)價(jià)。腐蝕速度的分析方法是對(duì)模擬探頭采用差分電阻技術(shù)，通過測量模擬探頭電阻值隨時(shí)間的變化來計(jì)算模擬探頭厚度隨時(shí)間的變化函數(shù)關(guān)系，再求導(dǎo)出腐蝕速度與時(shí)間的關(guān)系；同時(shí)通過模擬探頭腐蝕速度積分出模擬探頭質(zhì)量的變化，再結(jié)合法拉第第一定律推導(dǎo)出腐蝕速度與電流(密度)的關(guān)系。而管道雜散干擾危害程度的評(píng)價(jià)是結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中關(guān)于雜散干擾電壓、電流(密度)和腐蝕速度的判據(jù)，根據(jù)模擬分析結(jié)果中的雜散干擾電壓、電流和腐蝕速度數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

對(duì)于長L寬W厚σ的簡單幾何形狀結(jié)構(gòu)的金屬元件，其電阻值為整理后得求導(dǎo)后可以得出腐蝕速度

而模擬探頭因腐蝕而發(fā)生的質(zhì)量變化根據(jù)法拉第第一定律Q＝znF，電量Q＝∫Idt，以及物質(zhì)的量z＝(Δm)/M，整理后可得：綜合可得電流與腐蝕速度之間的關(guān)系為：

本發(fā)明的裝置構(gòu)成如圖1所示，它由土壤池1、陽極2、整流器3、模擬用帶涂層鋼管4、模擬漏點(diǎn)5、試片6、標(biāo)準(zhǔn)電阻7、溫度濕度傳感器8、地下水滲透系統(tǒng)9、濕度控制器10、電磁繼電器11、溶液池12、閥門13、水泵14、模擬降雨系統(tǒng)15、模擬干擾源系統(tǒng)16、數(shù)據(jù)采集器17、干擾源接地18、數(shù)據(jù)分析處理器19、參比電極20組成；將設(shè)置有多處模擬漏點(diǎn)5和試片6的模擬用帶涂層鋼管4埋于土壤池1中，在土壤池1的上方設(shè)置模擬降雨系統(tǒng)15，土壤池1的下部設(shè)置地下水滲透系統(tǒng)9，土壤池1的上部設(shè)置模擬干擾源系統(tǒng)16；在模擬用帶涂層鋼管4的一端用導(dǎo)線接有整流器3后接陽極2和參比電極20；模擬用帶涂層鋼管4上的每個(gè)試片6由導(dǎo)線接至數(shù)據(jù)采集器17的輸入，每個(gè)試片6各接一標(biāo)準(zhǔn)電阻7后兩標(biāo)準(zhǔn)電阻7的接點(diǎn)一接管道，二接數(shù)據(jù)采集器17的輸入，同時(shí)位于試片6外側(cè)的兩參比電極20也接數(shù)據(jù)采集器17的輸入，數(shù)據(jù)采集器17輸出接數(shù)據(jù)分析處理器19；在模擬用帶涂層鋼管4的試片6下方安裝有溫度濕度傳感器8，溫度濕度傳感器8由導(dǎo)線接出土壤池1后依次串接濕度控制器10、電磁繼電器11、水泵14控制端，地下水滲透系統(tǒng)9出土壤池1后經(jīng)閥門13通于溶液池12，進(jìn)水管通于溶液池12的水泵14輸出口接模擬降雨系統(tǒng)15。

其中：

溫度濕度傳感器8選市銷產(chǎn)品；

地下水滲透系統(tǒng)9是由帶大量微孔的塑料管制作而成，埋在模擬用帶涂層鋼管4的下方；具體是長管狀結(jié)構(gòu)，管壁上均勻分布著大量用于水滲流的微孔.

濕度控制器10是通用的市銷產(chǎn)品；