CN103837584B - 带压管路内防腐涂膜失效规律的实时监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了带压管路内防腐涂膜失效规律监测装置及方法，包括外接法兰、外接管段、外套管、内套管和测试电极，外接法兰与测试管路相连，外套管与外接管段通过紧固螺栓连接，内套管管壁周向均匀分布电极插孔，测试电极嵌入电极插孔，外套管上设有出线口，内套管设有压力平衡孔，所述测试电极包括阴极、阳极和导线，阳极的内、外侧面、导线的底面以及阴极的侧面均由绝缘材料密封，阳极与阴极未连接导线的底面涂覆缓蚀剂涂膜，导线外接电流信号测试装置，本发明的有益效果为：本发明的装置及方法测试结果更真实可靠，可以连续监测，无需人工值守，便于推广。

Description

带压管路内防腐涂膜失效规律的实时监测装置及方法

技术领域

本发明涉及带压管路内腐蚀情况的监测方法，尤其涉及一种带压管路内防腐涂膜失效规律监测方法。

背景技术

管道内壁涂覆缓蚀剂是管道防腐的有效措施，工业管道常用的缓蚀剂与管道材质的吸附机理主要是：1、缓蚀剂分子与金属表面所带电荷产生静电引力；2、金属原子Fe含有未占据的空d轨道，易与缓蚀剂负电性极性基团产生配位键。随着管道的连续运行，缓蚀剂涂膜因管道主流介质冲刷携带而逐渐失效，但是目前尚无一种可靠的缓蚀剂涂膜失效情况的监测手段。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种带压管路内防腐涂膜失效规律监测方法，它可以连续监测，并且不存在外加电场或磁场、不会对金属表面缓蚀剂有效成分吸附性能产生影响，测试结果更真实可靠。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种带压管路内防腐涂膜失效规律监测装置，包括：外接法兰、外接管段、外套管、内套管和测试电极，所述外接法兰与测试管路相连，外套管与外接管段通过紧固螺栓连接并设有密封圈，内套管管壁周向均匀分布电极插孔，测试电极嵌入电极插孔，与内套管内壁保持共面，外套管上设有引出联接电极导线的出线口，内套管上设有保持内套管两侧压力一致的压力平衡孔，防止嵌入的测试电极被管内流动介质吹离内套管管壁，所述测试电极包括由绝缘材料密封的阴极、阳极和导线，阳极的内、外侧面、导线的底面以及阴极的侧面均由绝缘材料密封，阳极与阴极未连接导线的底面涂覆缓蚀剂涂膜，导线外接电流信号测试装置。

内套管与外套管长度相同，保证套管与外接管段之间的密封。

内套管内径与测试管路内径一致。

阳极与测试管道管壁材质一致，形状为圆环柱体；阴极为惰性导体材质，如铜、石墨等，形状为圆柱体。

由绝缘材料密封后的电极为圆柱状，底面直径与电极插孔尺寸匹配，可以使电极嵌入电极插孔而不发生滑脱。

电极涂覆缓蚀剂涂膜的端面为圆环形或圆形，以便电极插入插孔后，阴极与阳极在垂直方向上的相对位置一致，从而保证在管道内的监测过程的初始状态一致。

绝缘材料为环氧树脂。

一种带压管路内防腐涂膜失效规律监测方法，首先将测试电极表面打磨平滑，并用乙醇除水、丙酮除油，干燥后将其置入电极插孔内，从出线口中引出各电极的导线，导线外接电流信号测试装置，同时对出线口采取密封措施，当测试电极置入腐蚀溶液环境中，阳极、阴极、导线与腐蚀溶液环境组成原电池系统，每个电极的两根导线单独联接独立的电流信号测试装置，并记录每个电流信号测试装置对应联接的电极在管道内壁周向的位置；其次将外接法兰与被测试管路法兰对接，待管路正常运行后，记录管道内壁周向各电极引出的导线的电流强度作为“基础电流强度”，管道完成缓蚀剂涂覆作业后，记录管道内壁周向各电极引出导线的电流强度随管道运行时间的变化，对比各电极相应的“基础电流强度”，判断管道内壁各方位缓蚀剂涂膜的失效情况。

本发明的有益效果为：

1内套管内径与被测试管路内径一致，测试电极表面基本与管道内壁同面，保证电极表面与管道内壁具有相同的冲刷状态；只有一个出线口与管道外部环境相通，更利于密封；阳极材质与管壁材质一致，保证具有一致的缓蚀剂表面吸附性能；更换电极时，每次插入都可以保证电极表面阴极与阳极相对位置不变，保证监测过程的初始状态一致；不存在外加电场或磁场，不会对金属表面缓蚀剂有效成分吸附性能产生影响，测试结果更真实可靠；

2可以实现连续监测，适用于采取内壁涂覆缓蚀剂涂膜防腐的腐蚀介质运输管道，输送介质为具有导电性的液体或者存在导电性液体的气液两相管线，国内外存在大量的腐蚀性介质输送管线，如油田的油-气-水集输管线，气田的气液两相集气管线等，并且管内壁涂覆缓蚀剂涂膜是目前最为常用的内防腐手段之一，该装置及方法可以连续监测，无需人工值守，便于推广。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为电极剖视图；

图3为电极工作表面视图。

其中，1.外接法兰，2.外接管段，3.内接法兰，4.电极插孔，5.外套管，6.内套管，7.出线口，8.压力平衡孔，9.密封圈，10.紧固螺栓，11.阳极，12.阴极，13.绝缘材料，14.导线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种带压管路内防腐涂膜失效规律监测装置，包括：外接法兰1、外接管段2、外套管5、内套管6和测试电极，所述外接法兰1与测试管路相连，外套管5与外接管段2通过紧固螺栓10连接并设有密封圈9，内套管6管壁周向均匀分布电极插孔4，测试电极嵌入电极插孔4，与内套管6内壁保持共面，外套管5上设有引出联接电极导线14的出线口7，内套管6上设有保持内套管6两侧压力一致的压力平衡孔8，防止嵌入的测试电极被管内流动介质吹离内套管6管壁，所述测试电极包括由绝缘材料密封的阴极12、阳极11和导线14，阳极11的内、外侧面、导线14的底面以及阴极12的侧面均由绝缘材料13密封，阳极11与阴极12未连接导线14的底面涂覆缓蚀剂涂膜，导线14外接电流信号测试装置。

内套管6与外套管5长度相同，保证套管与外接管段之间的密封；内套管6内径与测试管路内径一致。

阳极11与测试管道管壁材质一致，形状为圆环柱体；阴极12为惰性导体材质，如铜、石墨等，形状为圆柱体。

由绝缘材料13密封后的电极为圆柱状，底面直径与电极插孔4尺寸匹配，可以使电极嵌入电极插孔4而不发生滑脱。

电极涂覆缓蚀剂涂膜的端面为圆环形或圆形，以便电极插入插孔4后，阴极12与阳极11在垂直方向上的相对位置一致，从而保证在管道内的监测过程的初始状态一致。

绝缘材料13为环氧树脂。

一种带压管路内防腐涂膜失效规律监测方法，首先将测试电极表面打磨平滑，并用乙醇除水、丙酮除油，干燥后将其置入电极插孔4内，从出线口7中引出各电极的导线14，导线14外接电流信号测试装置，同时对出线口7采取密封措施，当测试电极置入腐蚀溶液环境中，阳极11、阴极12、导线14与腐蚀溶液环境组成原电池系统，每个电极的两根导线14单独联接独立的电流信号测试装置，并记录每个电流信号测试装置对应联接的电极在管道内壁周向的位置；其次将外接法兰1与被测试管路法兰对接，待管路正常运行后，记录管道内壁周向各电极引出的导线14的电流强度作为“基础电流强度”，管道完成缓蚀剂涂覆作业后，记录管道内壁周向各电极引出导线14的电流强度随管道运行时间的变化，对比各电极相应的“基础电流强度”，判断管道内壁各方位缓蚀剂涂膜的失效情况。

由于阳极11与阴极12材料存在电势差，导线14中会产生电流，通过外接的电流信号测试装置，即可测试电流强度，若电极表面涂覆缓蚀剂层，则原电池系统的电阻会增大；随着管道内流体介质的冲刷携带，缓蚀剂层逐渐失效，原电池系统的电阻随管路运行时间不断变化，导线14中的电流强度也随时间发生变化。通过导线14外接的电流信号测试装置监测的电流强度，即可判断电极表面缓蚀剂涂膜的冲刷失效情况，进而评价管道内壁的缓蚀剂涂膜失效程度。

缓蚀剂膜涂覆在管道内壁或金属电极表面后，由于重力作用发生流动，管壁周向缓蚀剂膜厚度存在差异。同样，电极表面分布的缓蚀剂膜厚度也可能不同。若电极表面阳极11与阴极12在垂直方向上的相对位置发生改变，则阳极11与阴极12表面对应覆盖的缓蚀剂膜厚度也会改变，并可能导致原电池系统的电阻发生变化，电流强度随之改变。所以，将电极裸露面设计为圆环形或圆形，每次将电极插入插孔4后，阴极12与阳极11的在垂直方向上的相对位置都一致，从而保证在管道内的监测过程的初始状态一致。

Claims (7)

1.一种带压管路内防腐涂膜失效规律的实时监测装置，其特征是，包括外接法兰、外接管段、外套管、内套管和测试电极，所述外接法兰与测试管路相连，外套管与外接管段通过紧固螺栓连接并设有密封圈，内套管管壁周向均匀分布电极插孔，测试电极嵌入电极插孔，与内套管内壁保持共面，外套管上设有引出联接电极导线的出线口，内套管上设有保持内套管两侧压力一致的压力平衡孔，所述测试电极包括由绝缘材料密封的阴极、阳极和导线，阳极的内、外侧面、导线的底面以及阴极的侧面均由绝缘材料密封，阳极与阴极未连接导线的底面涂覆缓蚀剂涂膜，导线外接电流信号测试装置；

内套管内径与测试管路内径一致。

2.如权利要求1所述的一种带压管路内防腐涂膜失效规律的实时监测装置，其特征是，内套管与外套管长度相同。

3.如权利要求1所述的一种带压管路内防腐涂膜失效规律的实时监测装置，其特征是，阳极与测试管道管壁材质一致，形状为圆环柱体；阴极为惰性导体材质，形状为圆柱体。

4.如权利要求1所述的一种带压管路内防腐涂膜失效规律的实时监测装置，其特征是，由绝缘材料密封后的电极为圆柱状，底面直径与电极插孔尺寸匹配。

5.如权利要求1所述的一种带压管路内防腐涂膜失效规律的实时监测装置，其特征是，电极涂覆缓蚀剂涂膜的端面为圆环形或圆形。

6.如权利要求1所述的一种带压管路内防腐涂膜失效规律的实时监测装置，其特征是，绝缘材料为环氧树脂。

7.利用权利要求1-6任一项所述装置实时监测带压管路内防腐涂膜失效规律的方法，其特征是，首先将测试电极表面打磨平滑，并用乙醇除水、丙酮除油，干燥后将其置入电极插孔内，从出线口中引出各电极的导线，然后密封出线口，导线外接电流信号测试装置，当测试电极置入腐蚀溶液环境中，阳极、阴极、导线与腐蚀溶液环境组成原电池系统，每个电极的两根导线单独联接独立的电流信号测试装置，并记录每个电流信号测试装置对应联接的电极在管道内壁周向的位置；其次将外接法兰与被测试管路法兰对接，待管路正常运行后，记录管道内壁周向各电极引出的导线的电流强度作为“基础电流强度”，管道完成缓蚀剂涂覆作业后，记录管道内壁周向各电极引出导线的电流强度随管道运行时间的变化，对比各电极相应的“基础电流强度”，判断管道内壁各方位缓蚀剂涂膜的失效情况。