[發明專利]油氣管道土壤環境腐蝕模擬裝置及其腐蝕模擬方法

有效

• 申請號: 201610182299.6
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105651682B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 王志高;丁德;張星海;白曉春;王方強;吳健;蘭新生;張力;劉磊;田倩倩;雷磊;呂平海
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院;國網陜西省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

本發明公開了油氣管道土壤環境腐蝕模擬裝置及其腐蝕模擬方法，油氣管道土壤環境腐蝕模擬裝置，包括一個密封且設置有保溫層（13）的盒體，盒體內設置有支架（5），在支架上設置有土壤實驗盒（1），土壤實驗盒內壓實有土壤，土壤實驗盒上端開口，在土壤內埋設有腐蝕試片（2），土壤實驗盒的側壁安裝有2個對稱設置的鈦合金板（3），2個鈦合金板（3）連接在腐蝕供電回路中，所述腐蝕供電回路的供電電源為輸出非直線波電源的波形發生器和波形放大器（14）。

技術領域

本發明涉及金屬腐蝕防護領域，具體涉及一種油氣管道土壤環境腐蝕模擬裝置及其腐蝕模擬方法。

背景技術

土壤環境中的材料腐蝕問題不僅是腐蝕科學研究領域中一個重要的課題，而且也是地下工程應用所急需解決的一個實際問題。隨著國民經濟的發展，特別是能源工業的發展，以及西部大開發的推進，還將會有大量的地下管道、鋼樁、套管、儲罐和電纜等地下設施投入建設和使用。這些地下構筑物常因遭受土壤腐蝕和雜散電流腐蝕而給國民經濟的建設造成巨大的損失，建立、完善和發展土壤腐蝕和雜散電流腐蝕的研究方法具有重要的科學意義和經濟價值。對土壤環境中的金屬腐蝕問題研究是腐蝕研究領域的重要組成部分。由于土壤介質的復雜性，諸多因素單獨地或相互作用影響土壤腐蝕過程，使得金屬在土壤環境中的實際腐蝕行為變得十分復雜和難以預測。

長期以來，埋地油氣管道的腐蝕檢測主要靠人工開挖現場檢測，但是存在工程量大、耗資高、容易破壞防腐層等缺點。尤其在城市管網中使用，更難以實施，且開挖測試結果帶有一定隨機性，偶然性。為此，研究開發一種可以模擬油氣管道土壤真實環境的腐蝕模擬裝置及其腐蝕模擬方法，用于在實驗室模擬土壤腐蝕和雜散電流腐蝕試驗研究，從而探索油氣管道的腐蝕機理及防護方法，是目前急待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種以電流法模擬油氣管道加速腐蝕的模擬裝置，即油氣管道土壤環境腐蝕模擬裝置及其腐蝕模擬方法。

本發明通過下述技術方案實現：

油氣管道土壤環境腐蝕模擬裝置，包括一個密封且設置有保溫層的盒體，盒體內設置有支架，在支架上設置有土壤實驗盒，土壤實驗盒內壓實有土壤，土壤實驗盒上端開口，在土壤內埋設有腐蝕試片，土壤實驗盒的側壁安裝有2個對稱設置的鈦合金板，2個鈦合金板連接在腐蝕供電回路中，所述腐蝕供電回路的供電電源為輸出直流非直線波電源的波形發生器和波形放大器。非直線波包括矩形波或正弦波或余弦波或鋸齒波或橫波等，即排除直線波，使得本系統可以研究不同波形電源對土壤環境腐蝕腐蝕試片的影響。根據試驗需求設置不同的電壓、電流、波形、頻率輸出，為整個腐蝕試驗區提供電源支持。現有技術的腐蝕供電回路的供電電源一般為直流開關電源，輸出的電源為直線波，研究腐蝕環境中電壓、電流的等級、腐蝕環境的變化對腐蝕試片的影響，沒有將波形的影響納入腐蝕研究。波形發生器及波形放大器中的波形發生器生成電流，波形放大器將波形發生器生成的電流放大處理。

本發明將波形引入模擬腐蝕試驗裝置，現有的模擬腐蝕試驗裝置專利中，對雜散電流的模擬都是通過直流電源實現，只有電流、電壓對腐蝕有影響。而通過接地極實地測試，發現極址附近土壤間電壓波形是實際存在的，波形的形狀和大小對腐蝕有影響，所以在模擬腐蝕試驗裝置中引入波形，目前尚無任何公開文獻記載了模擬直流接地極雜散電流波形的腐蝕試驗裝置。

上述結構的設計原理為：以土壤實驗盒為基礎結構，土壤實驗盒內設置土壤，模擬油氣管道與土壤接觸的環境，為了獲得加速腐蝕效果，在土壤實驗盒兩側設置鈦合金板，使得土壤、鈦合金板形成一個能通過電流的結構，只要將鈦合金板連接到腐蝕供電回路中，即可使得上述能通過電流的結構通過電流，使得內部腐蝕試片導電，從而達到加速腐蝕的效果，可以設置腐蝕供電回路的電流等級來獲得不同加速效果的腐蝕模擬實驗。而其中的腐蝕供電回路可以采用現有的一些供電回路，也可以采用本文后面設計的供電回路。波形發生器和波形放大器中的波形發生器輸出電流，波形放大器放大處理波形發生器輸出的電流。