[發明專利]一種交直流間歇干擾下金屬管道腐蝕實驗裝置與方法

在審

• 申請號: 202111399992.6
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN113984643A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 賀三;李彬;欒啟銘;鄒永莉;唐凱;薛雅文;薛世奇;周艾妍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種交直流間歇干擾下金屬管道腐蝕實驗裝置與方法，屬于雜散電流腐蝕與防護領域。該實驗室裝置由金屬試片、陽極池、陰極池、直流電源干擾、交流電源干擾、電化學測試系統、充排氣系統以及時間繼電器、電腦組成。直流電源連接時間繼電器的直流端口；交流電源連接時間繼電器的交流端口，時間繼電器控制兩個電源開關自動轉換。電化學系統是電化學測試系統與試片、輔助電極、參比電極、充排氣裝置在溶液中組成。通過時間繼電器引出電源的正極與負極同電化學腐蝕系統相連，構成交直流間歇干擾下腐蝕實驗裝置。本發明可以對交直流間歇干擾下的金屬管道腐蝕進行實驗研究，可以同時測量陰極區和陽極區的腐蝕電化學信息。

技術領域

本發明涉及雜散電流腐蝕與防護領域，具體涉及一種交直流間歇干擾下金屬管道腐蝕實驗裝置與方法。

背景技術

雜散電流是指在設計或規定回路以外流動的電流，雜散電流對材料造成的腐蝕稱為雜散電流腐蝕。我國地鐵、交直流高壓特高壓輸電線路、石油與天然氣輸送管道的里程不斷增加，其中地鐵等電氣化鐵路線上泄漏出的直流電流會對管道造成直流雜散電流腐蝕，高壓特高壓交流線路排流與及感應電流會對管道造成交流雜散電流腐蝕。在鐵路、交流高壓線路、石油與天然氣輸送管道的集中區域，由于地鐵輕軌等電氣化鐵路運行有時間限制，其附近的石油天然氣管路于白天主要受電氣化鐵路線直流雜散電流影響，夜間主要受交流電流造成雜散電流影響。直流雜散電流與交流雜散電流的間歇干擾下會形成復雜的雜散電流腐蝕環境，對埋地金屬管道造成交直流間歇腐蝕。

現有的雜散電流腐蝕實驗裝置，通常采用一臺直流電源，一臺交流電源，一套電化學測試系統，金屬試樣等。當實驗研究對象處于交流和直流雜散電流交替干擾的陰極區和陽極區，管材的腐蝕程度如何是無法判斷。整體而言，目前對雜散電流的研究大多還處在對直流或者交流雜散電流的單獨研究上，對于交直流間歇干擾下金屬腐蝕的研究較少，同時研究裝置上還存在許多的不足，許多腐蝕機理還沒有形成清晰的認識。

發明內容

基于上述問題，本發明的目的在于提供一種交直流間歇干擾下金屬管道腐蝕實驗裝置與方法，通過該裝置對交直流間歇干擾下的金屬管道腐蝕過程進行實驗研究，根據雜散電流腐蝕特性研究交直流間歇干擾下管道陰極區和陽極區的腐蝕過程，可以利用電化學測試系統A與電化學測試系統B同時測試陰極區和陽極區的腐蝕過程；通過該裝置能更好地研究交直流間歇干擾下金屬管道的腐蝕機理，為交直流間歇干擾下金屬管道的腐蝕防護提供實驗依據。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種交直流間歇干擾下金屬管道腐蝕實驗裝置是由金屬試片A、金屬試片B、陽極池、陰極池、直流電源、交流電源、電化學測試系統、充排氣系統組成以及時間繼電器、電腦等組成。直流電源連接時間繼電器的直流電源閉路；交流電源連接時間繼電器的交流電源閉路，通過電腦對時間繼電器控制實現兩個電源開關自動轉換。

陽極池是由與正極連接的容器A及其里面的電解液A組成，陽極池用于研究交直流間歇干擾下金屬管道陽極極區的腐蝕過程。

陰極池是由與電源負極連接的容器B及其里面的電解液B組成，陰極池用于研究交直流間歇干擾下金屬管道陰極極區的腐蝕過程。

直流干擾是由直流電源、導線、開關C、電感元件、電阻R、電流表C、時間繼電器組成。直流電源正負極連接有導線，導線末端連接時間繼電器的直流端，時間繼電器控制開關轉換，在一定時間內輸出直流雜散電流，上述連接即構成直流電流干擾。

交流電流干擾是由交流電源、電容元件A、電流表A、開關A、保險絲A、導線、時間繼電器組成。交流電源A的輸出接口連接有導線，導線依次連接有保險絲A、電容元件A、電流表A、開關A；最后連接在時間繼電器的交流端，時間繼電器控制實現兩個電源開關自動轉換，在一定時間內輸出交流雜散電流，上述連接即構成陰極池的交流電流干擾，。