CN107904600A - 一种埋地金属管道的阴极保护系统与阳极检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种埋地金属管道的阴极保护系统，包括金属管道与牺牲阳极，金属管道与牺牲阳极之间通过内部设有接线板的接线桩；接线桩上设有能够暴露出接线板的开口，接线桩安装在地面上或埋设在地面下以后，均使得所述开口能够暴露在地面上。还公开了一种阳极检测系统，在阴极保护系统上增加阳极参数采集装置、智能手机与数据中心，接线板上设置二维码，通过扫描二维码进行数据上传与查询、下载。还公开一种阳极检测方法，能够在不开挖路面的情况下，方便的进行多种阳极参数的检测，能够方便快速的进行数据上传，还能方便的在现场进行历史数据查询，大大提高了检测效率，并且能够利用数据中心进行数据分析，提高对检测结果评估的科学性、统一性。

Description

一种埋地金属管道的阴极保护系统与阳极检测系统及方法

技术领域

本发明涉及埋地管道检测技术领域，尤其涉及一种埋地金属管道的阴极保护系统以及对阴极保护系统中的牺牲阳极进行检测的检测系统。

背景技术

阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。阴极保护措施技术有两种：1）牺牲阳极阴极保护；2）强制电流（外加电流）阴极保护。其中，牺牲阳极保护技术是用抑制电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，依靠电位比较负的金属不断腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金属。

近年来城市燃气权属管理单位加强对埋地燃气管道腐蚀治理，对埋地金属管道施加牺牲阳极阴极保护系统，在阳极与管道连接工艺上，基本采取阳极与管道直接焊接，对埋设的牺牲阳极组的接地电阻，开路电位等阳极参数无法直接测试，不能全面直观的了解牺牲阳极组工作状况，对有问题的阳极组修复更换比较困难。另外，城市建设逐步加快，城镇轻轨地铁密集建设，城镇燃气管网的地理环境发生较大变化，杂散电流对管道的腐蚀速度日趋加快，现有技术中的阴极保护系统也无法排除杂散电流。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种埋地金属管道的阴极保护系统，解决现有技术中需要开挖进行阳极参数采集的技术问题，能够实现不开挖检测，能够实现检测包括接地电阻以及开路电位的多种阳极参数，能够排除杂散电流。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种埋地金属管道的阴极保护系统，包括金属管道与牺牲阳极，金属管道上连接有阴极电缆，牺牲阳极上连接有阳极电缆；还包括内部设有接线板的接线桩；接线板上分别设有阴极接线柱与阳极接线柱，阴极接线柱与阳极接线柱之间能够导通；阴极电缆与阳极电缆伸入接线桩内，并且分别与阴极接线柱、阳极接线柱连接；接线桩上设有能够暴露出接线板的开口，接线桩安装在地面上或埋设在地面下以后，均使得所述开口能够暴露在地面上。

优选的，所述接线桩埋设在地面下，接线桩上端面与地表面平齐；所述开口设置在接线桩上端，接线桩上端活动连接有能够盖住所述开口的端盖，端盖上表面与接线桩上端面平齐。

优选的，所述开口为台阶孔，台阶孔的小孔下方还设有与接线桩内壁连接的凸块；所述接线板置于台阶孔的小孔内并由凸块支撑；所述端盖置于台阶孔的大孔内并由台阶孔的台阶支撑；所述凸块设有插孔；所述端盖下表面固定连接有能够插入插孔的插杆，插杆下端连接有能够防止插杆从插孔拔出的限位机构。

优选的，接线板上的阳极接线柱与阴极接线柱之间通过开关连接。

优选的，所述接线板上还设有排流柱。

本发明还提供了一种用于检测上述埋地金属管道阴极保护系统的阳极检测系统，所述接线板上设有二维码；还包括智能手机、数据中心以及阳极参数采集装置；智能手机设有阳极参数管理APP；采集装置以接线桩上的开口作为通道，将数据采集端伸入接线桩内并连接到接线板上的阳极接线柱上；阳极参数管理APP具有二维码扫描模块、阳极参数录入模块以及阳极参数查询模块；智能手机通过扫描二维码，获取接线桩地址；阳极参数录入模块能够用于录入阳极参数，并将接线桩地址以及阳极参数打包上传给数据中心；阳极参数查询模块能够将接线桩地址以及查询请求打包上传给数据中心，并接收数据中心下发的历史数据。

本发明还提供了一种利用上述阳极检测系统的阳极检测方法，包括以下步骤：

步骤1：将阳极参数采集装置的数据采集端连接到接线桩的阳极接线柱上，启动阳极参数采集装置采集阳极参数；

步骤2：打开智能手机上的阳极参数管理APP，扫描接线板上的二维码，获取接线桩地址，然后录入采集到的阳极参数，之后阳极参数录入模块将接线桩地址以及阳极参数打包上传给数据中心；

步骤3：数据中心接收智能手机上传的数据包，对阳极参数进行数据分析，并根据接线桩地址对阳极参数进行分类存储。

优选的，接线板上的阳极接线柱与阴极接线柱之间通过开关连接；步骤1中包括以下阳极参数的采集：阳极电流、阳极电压、接地电阻以及开路电位；其中，在采集阳极电流以及阳极电压时，开关闭合；在采集接地电阻以及开路电位时，开关断开。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的阴极保护系统中金属管道与牺牲阳极之间不直接连接，而是通过接线桩内的接线板进行连接，接线桩上设有能够暴露出接线板的开口，并且接线桩安装后，开口能够暴露出地面，这样，地表上的阳极参数采集装置便能通过开口连接到阳极电缆上（即连接到接线板的阳极接线柱上），进行数据采集，无需开挖地面，十分方便快捷。

2、接线桩埋设在地面下，并且接线桩上端面与地表面平齐，这样能够保护接线桩不被损坏，并且实现隐蔽式安装，更加美观，还能避免绊倒行人。另外，接线板上增加排流柱，能够用于连接排流装置，以排除杂散电流。

3、接线桩上的开口通过端盖遮盖能够保护接线板，避免接线板遭受日晒雨淋。端盖通过插杆插接在接线桩内的凸块上，方便向外拔起以打开端盖，拔起端盖后，可以将插杆在插孔内旋转，使得端盖旋转到接线桩开口的外侧，然后将端盖放置在接线桩上端面，既方便操作，又能防止端盖丢失；另外，插杆上的相位机构使得插杆不能完成从插孔内拔出，从而起到防盗的作用。

4、阳极接线柱与阴极接线柱之间通过开关连接，使得阳极线缆与阴极线缆之间可以连通，也可以断开；开关闭合时，牺牲阳极向金属管道输送电子，起到保护阴极的作用，并且方便进行对阳极电流、阳极电压的测量；开关断开时，能够方便对牺牲阳极进行接地电阻以及开路电位的测量。

5、本发明的阳极检测系统及方法能够在不开挖路面的情况下，方便的进行多种阳极参数的检测，并且能够方便快速的进行数据上传，还能十分方便的在现场进行历史数据查询，大大提高了检测效率，并且能够利用数据中心进行数据分析，提高对检测结果评估的科学性、统一性。

附图说明

图1是阴极保护系统的结构示意图；

图2是接线桩的结构示意图；

图3是接线桩的打开状态图；

图4阳极检测系统的网络结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种埋地金属管道的阴极保护系统，包括金属管道1与牺牲阳极2，金属管道1上连接有阴极电缆，牺牲阳极2上连接有阳极电缆；还包括内部设有接线板31的接线桩3；接线板上分别设有阴极接线柱311与阳极接线柱312，阴极接线柱311与阳极接线柱312之间能够导通；阴极电缆与阳极电缆伸入接线桩3内，并且分别与阴极接线柱311、阳极接线柱312连接；接线桩3上设有能够暴露出接线板31的开口，接线桩3安装在地面上或埋设在地面下以后，均使得所述开口能够暴露在地面上。

阴极保护系统中金属管道1与牺牲阳极2之间不直接连接，而是通过接线桩3内的接线板31进行连接，接线桩3上设有能够暴露出接线板31的开口，并且接线桩3安装后，开口能够暴露出地面，这样，地表上的阳极参数采集装置便能通过开口连接到阳极电缆上（即连接到接线板的阳极接线柱上），进行数据采集，无需开挖地面，十分方便快捷。

如图2所示，本具体实施方式中，所述接线桩3埋设在地面下，接线桩3上端面与地表面平齐；所述开口设置在接线桩3上端，接线桩3上端活动连接有能够盖住所述开口的端盖32，端盖32上表面与接线桩3上端面平齐。接线桩3埋设在地面下，并且接线桩3上端面与地表面平齐，这样能够保护接线桩3不被损坏，并且实现隐蔽式安装，更加美观，还能避免绊倒行人。接线桩3上的开口通过端盖遮盖能够保护接线板31，避免接线板31遭受日晒雨淋。

为了提高接线桩3埋地后的承压性能，在接线桩3外壁设置加强筋，包括间隔设置的纵向加强筋，纵向加强筋之间还设有若干横向加强筋。

如图2所示，本具体实施方式中，所述开口为台阶孔，台阶孔的小孔下方还设有与接线桩3内壁连接的凸块33；所述接线板31（图中未示出）置于台阶孔的小孔内并由凸块33支撑；所述端盖32置于台阶孔的大孔内并由台阶孔的台阶支撑；所述凸块33设有插孔；所述端盖32下表面固定连接有能够插入插孔的插杆321，插杆321穿过接线板31再插入凸块33；插杆321下端连接有能够防止插杆321从插孔拔出的限位机构322，限位机构322可以采用与插杆321下端螺纹连接的螺母，也可以是在插杆321插入插孔后焊接到插孔下端的限位块。插杆上的相位机构使得插杆不能完成从插孔内拔出，从而起到防盗的作用。

如图3所示，端盖32通过插杆321插接在接线桩3内的凸块33上，方便向外拔起以打开端盖32，拔起端盖32后，可以将插杆321在插孔内旋转，使得端盖旋转到接线桩3开口的外侧，然后将端盖32放置在接线桩3上端面，既方便操作，又能防止端盖32丢失。

本具体实施方式中，接线板31上的阳极接线柱312与阴极接线柱311之间通过开关连接。阳极接线柱312与阴极接线柱3111之间通过开关连接，使得阳极线缆与阴极线缆之间可以连通，也可以断开；开关闭合时，牺牲阳极2向金属管道1输送电子，起到保护阴极的作用，并且方便进行对阳极电流、阳极电压的测量；开关断开时，能够方便对牺牲阳极2进行接地电阻以及开路电位的测量。

本具体实施方式中，所述开关为铜片，铜片具有良好的导电性能，使得牺牲阳极2与金属管道1之间能够良好的进行电子转移。铜片一端与阳极接线柱312转动连接，铜片另一端设有能够卡接在阴极接线柱311上的卡口，通过水平转动铜片，使得铜片上的卡口能够卡接在阴极接线柱311上，或者从阴极接线柱311上脱离下来。为了避免铜片在连接阴极接线柱311与阳极接线柱312时发生松脱，在阴极接线柱311与阳极接线柱312上端均螺纹连接螺母，拧紧螺母，从而将铜片压紧固定在接线板31上。

本具体实施方式中，所述接线板31上还设有排流柱313。在需要排除杂散电流时，将阴极线缆连接到排流柱313上，然后将排流装置连接到排流柱313上，启动排流装置进行排流即可。

如图4所示，一种用于检测上述埋地金属管道阴极保护系统的阳极检测系统，所述接线板上设有二维码；还包括智能手机、数据中心以及阳极参数采集装置；智能手机设有阳极参数管理APP；采集装置以接线桩上的开口作为通道，将数据采集端伸入接线桩3内并连接到接线板上的阳极接线柱上；阳极参数管理APP具有二维码扫描模块、阳极参数录入模块以及阳极参数查询模块；智能手机通过扫描二维码，获取接线桩3地址；阳极参数录入模块能够能够用于录入阳极参数，并将接线桩地址以及阳极参数打包上传给数据中心；阳极参数查询模块能够将接线桩地址以及查询请求打包上传给数据中心，并接收数据中心下发的历史数据。

阳极检测系统中，每个接线桩都对应有一个与自身网络地址对应的二维码，在采用阳极参数采集装置采集到阳极参数后，通过智能手机扫描二维码的方式便能将阳极参数上传的数据中心，数据中心为每一个接线桩都分配有一个数据存储单元；这样，在调用各个接线桩的历史数据时，数据中心能够根据接线桩地址快速的进行查找，同时，在客户端，用户只需要扫描接线桩上的二维码便能实现历史数据的查询和下载，十分方便快捷。

本具体实施方式中，阳极参数采集装置能够与智能手机进行近距离无线通信，从而将阳极参数发送给智能手机的阳极参数录入模块。这样，能够代替人工在智能手机上通过阳极参数管理APP进行手动录入，使得阳极参数的录入更加方便快捷。

一种利用上述阳极检测系统的阳极检测方法，包括以下步骤：

步骤1：将阳极参数采集装置的数据采集端连接到接线桩的阳极接线柱上，启动阳极参数采集装置采集阳极参数；

步骤2：打开智能手机上的阳极参数管理APP，扫描接线板上的二维码，获取接线桩地址，然后录入采集到的阳极参数，之后阳极参数录入模块将接线桩地址以及阳极参数打包上传给数据中心；

步骤3：数据中心接收智能手机上传的数据包，对阳极参数进行数据分析，并根据接线桩地址对阳极参数进行分类存储。

本具体实施方式中，接线板上的阳极接线柱与阴极接线柱之间通过开关连接；步骤1中包括以下阳极参数的采集：阳极电流、阳极电压、接地电阻以及开路电位；其中，在采集阳极电流以及阳极电压时，开关闭合；在采集接地电阻以及开路电位时，开关断开。

本发明的阳极检测方法能够在不开挖路面的情况下，方便的进行多种阳极参数的检测，并且能够方便快速的进行数据上传，还能十分方便的在现场进行历史数据查询，大大提高了检测效率，并且能够利用数据中心进行数据分析，提高对检测结果评估的科学性、统一性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种埋地金属管道的阴极保护系统，包括金属管道与牺牲阳极，其特征在于：金属管道上连接有阴极电缆，牺牲阳极上连接有阳极电缆；还包括内部设有接线板的接线桩；接线板上分别设有阴极接线柱与阳极接线柱，阴极接线柱与阳极接线柱之间能够导通；阴极电缆与阳极电缆伸入接线桩内，并且分别与阴极接线柱、阳极接线柱连接；接线桩上设有能够暴露出接线板的开口，接线桩安装在地面上或埋设在地面下以后，均使得所述开口能够暴露在地面上。

2.根据权利要求1所述的埋地金属管道的阴极保护系统，其特征在于：所述接线桩埋设在地面下，接线桩上端面与地表面平齐；所述开口设置在接线桩上端，接线桩上端活动连接有能够盖住所述开口的端盖，端盖上表面与接线桩上端面平齐。

3.根据权利要求2所述的埋地金属管道的阴极保护系统，其特征在于：所述开口为台阶孔，台阶孔的小孔下方还设有与接线桩内壁连接的凸块；所述接线板置于台阶孔的小孔内并由凸块支撑；所述端盖置于台阶孔的大孔内并由台阶孔的台阶支撑；所述凸块设有插孔；所述端盖下表面固定连接有能够插入插孔的插杆，插杆下端连接有能够防止插杆从插孔拔出的限位机构。

4.根据权利要求1所述的埋地金属管道的阴极保护系统，其特征在于：接线板上的阳极接线柱与阴极接线柱之间通过开关连接。

5.根据权利要求4所述的埋地金属管道的阴极保护系统，其特征在于：所述开关为铜片；铜片一端与阳极接线柱转动连接，铜片另一端设有能够卡接在阴极接线柱上的卡口。

6.根据权利要求1所述的埋地金属管道的阴极保护系统，其特征在于：所述接线板上还设有排流柱。

7.一种用于检测权利要求1所述的埋地金属管道阴极保护系统的阳极检测系统，其特征在于：所述接线板上设有二维码；还包括智能手机、数据中心以及阳极参数采集装置；智能手机设有阳极参数管理APP；采集装置以接线桩上的开口作为通道，将数据采集端伸入接线桩内并连接到接线板上的阳极接线柱上；阳极参数管理APP具有二维码扫描模块、阳极参数录入模块以及阳极参数查询模块；智能手机通过扫描二维码，获取接线桩地址；阳极参数录入模块能够用于录入阳极参数，并将接线桩地址以及阳极参数打包上传给数据中心；阳极参数查询模块能够将接线桩地址以及查询请求打包上传给数据中心，并接收数据中心下发的历史数据。

8.根据权利要求7所述的阳极检测系统，其特征在于：阳极参数采集装置能够与智能手机进行近距离无线通信，从而将阳极参数发送给智能手机的阳极参数录入模块。

9.一种利用权利要求7所述的阳极检测系统的阳极检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将阳极参数采集装置的数据采集端连接到接线桩的阳极接线柱上，启动阳极参数采集装置采集阳极参数；

步骤2：打开智能手机上的阳极参数管理APP，扫描接线板上的二维码，获取接线桩地址，然后录入采集到的阳极参数，之后阳极参数录入模块将接线桩地址以及阳极参数打包上传给数据中心；

步骤3：数据中心接收智能手机上传的数据包，对阳极参数进行数据分析，并根据接线桩地址对阳极参数进行分类存储。

10.根据权利要求9所述的阳极检测方法，其特征在于：接线板上的阳极接线柱与阴极接线柱之间通过开关连接；步骤1中包括以下阳极参数的采集：阳极电流、阳极电压、接地电阻以及开路电位；其中，在采集阳极电流以及阳极电压时，开关闭合；在采集接地电阻以及开路电位时，开关断开。