[發(fā)明專利]雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕的模擬裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410020546.3
• 申請(qǐng)日: 2014-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN103776759A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢鋒;董志君;陳湘生;李筱毅;唐路平;韓寧旭;王衛(wèi)侖;劉樹亞;陳麗;王建明;劉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N17/02
• 分類號(hào): G01N17/02
• 代理公司: 深圳市興科達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44260
• 代理人: 杜啟剛

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及地鐵、高鐵等電氣化鐵路沿線的鋼質(zhì)管道的防蝕技術(shù)，尤其涉及一種雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕的模擬裝置和方法。

[背景技術(shù)]

目前，工程界和研究機(jī)構(gòu)對(duì)電氣鐵路產(chǎn)生的雜散電流對(duì)沿線土壤中的鋼質(zhì)管道的電化學(xué)腐蝕的影響認(rèn)識(shí)不清，期刊《Applied?Mechanics?and?Materials》第226-228卷、2147-2153頁曾發(fā)表過作者DONG?Zhi?Jun等人的論文：“Distribution?of?the?stray?current?of?rebar?in?the?ballast?bed”，對(duì)道床鋼筋雜散電流的特性進(jìn)行了討論，埋地管道上的雜散電流特性與道床鋼筋上的雜散電流特性基本相同。

有些單位也在雜散電流模擬方面做過嘗試。公開號(hào)為CN?102338735?A的中國發(fā)明申請(qǐng)公開了一種雜散電流干擾引起管道腐蝕的試驗(yàn)方法，公開號(hào)為CN102312240?A的中國發(fā)明申請(qǐng)公開了一種多干擾源產(chǎn)生的雜散電流引起鋼材腐蝕的試驗(yàn)方法，兩件發(fā)明申請(qǐng)中均采用恒直流電來模擬雜散電流，而實(shí)際上雜散電流是一種低頻率雙極性電流，介于直流和交流之間的一種特性，用交流電源或直流電源均不能真實(shí)反映雜散電流引起鋼材腐蝕的特性。

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕真實(shí)、高精度的模擬裝置和方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕的模擬裝置，包括電源、恒電位儀、參比電極，輔助陽極、鋼管和裝有土壤的容器，參比電極，輔助陽極和鋼管埋在土壤中，所述的電源包括信號(hào)發(fā)生器和雙極性直流電源，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的雜散電流模擬信號(hào)傳輸給雙極性直流電源，雙極性直流電源的電壓信號(hào)輸出端接恒電位儀的信號(hào)輸入端；恒電位儀的參比電極接口接參比電極，工作電極接口接鋼管，輔助陽極接口接輔助陽極。

以上所述的雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕的模擬裝置，包括電壓數(shù)據(jù)記錄儀，電壓數(shù)據(jù)記錄儀的一端接鋼管，另一端接輔助陽極。

以上所述的雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕的模擬裝置，包括定時(shí)開關(guān)，定時(shí)開關(guān)串接在恒電位儀的工作電極接口與鋼管之間。

以上所述的雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕的模擬裝置，參比電極為飽和硫酸銅參比電極，輔助陽極為鈦合金網(wǎng)。

一種雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕模擬方法，采用上述雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕的模擬裝置進(jìn)行鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕的模擬。

以上所述的模擬方法，雜散電流的時(shí)程數(shù)據(jù)利用飽和硫酸銅參比電極，通過伏安法在鋼質(zhì)埋地管道上測(cè)得；雜散電流的時(shí)程數(shù)據(jù)作為信號(hào)源輸入模擬裝置的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生雜散電流模擬信號(hào)。

以上所述的模擬方法，模擬裝置包括電壓數(shù)據(jù)記錄儀，電壓數(shù)據(jù)記錄儀的一端接鋼管，另一端接輔助陽極；電壓數(shù)據(jù)記錄儀記錄的數(shù)據(jù)作為調(diào)整恒電位儀輸出強(qiáng)度的依據(jù)和分析鋼管電化學(xué)銹蝕與雜散電流強(qiáng)度關(guān)系的依據(jù)。

以上所述的模擬方法，的模擬裝置包括定時(shí)開關(guān)，定時(shí)開關(guān)串接在恒電位儀的工作電極接口與鋼管之間；定時(shí)開關(guān)斷開后，電壓數(shù)據(jù)記錄儀測(cè)得的穩(wěn)定電壓為鋼管的自然電位；通過鋼管的自然電位的變化判斷鋼管是否銹蝕。

以上所述的模擬方法，當(dāng)鋼管的自然電位負(fù)向變化超過100mV時(shí)，判斷鋼管發(fā)生銹蝕。

本發(fā)明可以在實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)電氣鐵路沿線土壤中鋼質(zhì)埋地管道受雜散電流影響而產(chǎn)生的電化學(xué)銹蝕的模擬；利用測(cè)試到的雜散電流的時(shí)程數(shù)據(jù)，通過高速雙極性直流電源產(chǎn)生雜散電流，真實(shí)、高精度地再現(xiàn)鐵路沿線土壤中鋼質(zhì)埋地管道銹蝕過程。

[附圖說明]

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕模擬測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中1-雙極性直流電源1?2-信號(hào)發(fā)生器?3-恒電位儀

4-鋼管?6-飽和硫酸銅參比電極

7-鈦合金網(wǎng)?8-數(shù)據(jù)記錄儀?9-土壤

10-塑料試驗(yàn)槽?11-定時(shí)開關(guān)

[具體實(shí)施方式]

本發(fā)明實(shí)施例雜散電流引起鋼質(zhì)埋地管道電化學(xué)銹蝕模擬測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由雙極性直流電源1、信號(hào)發(fā)生器2、恒電位儀3、鋼管4、飽和硫酸銅參比電極6、鈦合金網(wǎng)7、數(shù)據(jù)記錄儀8、土壤9和塑料試驗(yàn)槽10組成。各電器之間均用BNC線連接。

鋼管4、飽和硫酸銅參比電極6和輔助陽極（鈦合金網(wǎng)）7分別埋在塑料試驗(yàn)槽10的土壤9中。