[實用新型]一種雷擊電流燒蝕管道的模擬試驗專用裝置

有效

• 申請號: 201721682794.X
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN207366493U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 李強;梁強;劉新凌;安鵬飛;于航;朱明元
• 申請（專利權）人: 廣東大鵬液化天然氣有限公司
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本實用新型提供了一種雷擊電流燒蝕管道的模擬試驗專用裝置，包括：沖擊電流發生器(1)，用于模擬管道附近的雷擊電流；高壓示波器(2)，用于觀察并保存放電電流波形；輔助電極(3)，用于組成極化回路，使試驗樣品有電流通過；以及實際土壤環境箱(4)。該模擬試驗設備能夠通過對燒蝕行為分析，試驗前后試樣組織結構及力學性能變化測試分析得到雷擊電流對埋地管道產生影響的電參數，并利用數值模擬技術構建雷擊電流對埋地管道影響計算模型，研究各個參數對管道電參數影響規律，進而分析獲得實際管道的燒蝕機理，并開展消減防護技術研究，得到大電流燒蝕問題的綜合消減防護方案，為長距離管道的腐蝕防護提供定性和定量的有益借鑒。

技術領域

本實用新型涉及模擬試驗領域，特別是涉及雷擊電流對鋼制管道燒蝕機理研究過程中所需要進行的模擬試驗領域。

背景技術

目前管線的腐蝕控制措施一般為外防腐層+陰極保護聯合保護的方式，外防腐層材料通常為3LPE，然而對管道進行內檢測開挖驗證時，發現管道存在部分缺陷，剝除防腐層后出現類似燒蝕的腐蝕坑，管道附近有高壓交流輸電線路，其與管道的距離約63km，初步分析該燒蝕坑可能是由雷擊或故障電流引起的。然而，目前的現有技術中卻并沒有展開對于雷擊高壓線路時入地電流或高壓線塔故障電流在流入流出鋼制管道時對管道本體造成的影響的研究，從而無法開展對于雷擊或故障入地電流的防護措施的研究。

檢索國內外關于埋地管道雷擊、故障、大電流燒蝕等方面的相關文獻，大部分集中在對于燒蝕案例的分析、形貌的定性分析以及發生的環境參數的一般性總結，對于參數與燒蝕的關系并沒有開展過針對性的研究，少量對于燒蝕的試驗研究方法、試驗參數以及大電流燒蝕的研究集中在數值模擬階段，并沒有在試驗室完成實際的仿真研究。

發明內容

本實用新型的發明構思在于通過試驗室模擬試驗研究雷擊電流對埋地管道的影響，并通過對燒蝕行為分析，試驗前后試樣組織結構及力學性能變化測試分析得到雷擊電流對埋地管道產生影響的電參數，利用數值模擬技術構建雷擊電流對埋地管道影響計算模型，研究各個參數對管道電參數影響規律，在此基礎上，分析實際管道的燒蝕機理，并開展消減防護技術研究，包括：安全距離，電網方防護措施，管道方防護措施，得到大電流燒蝕問題的綜合消減防護方案。

為此，本實用新型的目的在于提供一種雷擊電流燒蝕管道的模擬試驗專用裝置，通過電流發生器進行輸油管道的雷擊電流燒蝕試驗，包括：

沖擊電流發生器(1)，用于模擬管道附近的雷擊電流；

高壓示波器(2)，用于觀察并保存放電電流波形；

輔助電極(3)，用于組成極化回路，使試驗樣品有電流通過；

以及實際土壤環境箱(4)，用于提供管道附近發生雷擊電流時的實際土壤環境。

優選的，還包括分流器以及接地棒，所述分流器用于多次調節模擬試驗的雷擊電流數量，所述接地棒用于在模擬試驗過程中對電容器進行放電。

優選的，所述沖擊電流發生器(1)包括單相調壓器D，試驗變壓器T1、T2，高壓硅堆G，電容器組C，脈沖觸發器H，調波電感L 以及調波電阻R。

優選的，所述輔助電極(3)采用電阻小，并且不容易發生極化的鉑或者碳電極。

采用該雷擊電流燒蝕管道的模擬試驗專用設備進行的試驗方法包括如下步驟：

(1)采用數值模擬技術進行建模計算，獲得雷擊電流對應的管道耐受電壓；

(2)在試驗室中進行雷擊模擬試驗，觀察是否出現燒蝕，如果沒有出現管道燒蝕，則提高雷擊電流繼續進行模擬試驗，如果出現管道燒蝕，則降低雷擊電流繼續進行模擬試驗；

(3)遍歷典型雷擊電流后獲得雷擊試驗后的燒蝕試片，對燒蝕試片進行分析，包括形貌觀察、組織結構分析、力學性能分析以及剩余強度評估；