CN109797399A - 埋地燃气管道极化电位的测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种埋地燃气管道极化电位的测量装置及方法，其中的测量装置包括试片、参比电极和数据记录仪，所述试片分别与管道和数据记录仪连接，所述参比电极与数据记录仪连接，所述试片的埋设深度与管道相同，所述试片的工作面正对参比电极而背对管道，所述试片距离管道不大于30㎝，所述试片距离参比电极不大于3㎝。其中的测量方法包括以下步骤：(1)试片的选取与埋设；(2)数据记录仪的连接与设置。其目的是为了提供一种能够准确测量埋地燃气管道极化电位的测量装置及方法。
Description
技术领域
本发明涉及阴极保护检测技术领域，特别是涉及一种用于埋地燃气管道阴极保护极化电位的测量装置及方法。
背景技术
阴极保护作为防止埋地钢质管道腐蚀的一种经济有效的方法已经得到了广泛的应用，极化电位作为阴极保护的关键参数，它标志了阴极极化的程度，是监视和控制阴极保护效果的重要指标。因此，准确测量极化电位对于保证阴极保护技术的有效实施具有非常重要的意义。
随着经济建设对交通和能源设备的建设，埋地金属管线和电气化轨道交通、电力输送设备的建设里程逐年剧增，最后导致“公共走廊”的形成，在这样的大环境下，埋地金属管线与轨道交通和电力输送设备并行的情况不可避免的会造成杂散电流腐蚀现象，且干扰越来越明显，杂散电流通过土壤流入周边钢质燃气管道，对管道阴极保护电位造成影响，使管道电位偏离正常保护值，管道处于腐蚀状态，杂散电流是引起管道腐蚀穿孔的主要因素。埋地钢质管道采用阴极保护后，其电流和杂散电流在土壤中流动产生IR降会给极化电位的测量带来误差。为了消除IR降，测量得到真实的管道极化电位，常采用瞬间断电法或试片断电法。瞬间断电法是采用专门的设备来瞬间断开阴极保护电流来测量得到管道极化电位的方法，但是其有诸多限制条件(尤其是杂散电流的影响)，难以有效的实施。试片断电法是在测试点处埋设一个裸试片，其材质、埋设状态要求与管道相同，试片和管道用导线连接，这样就模拟了一个覆盖层的缺陷，由管道提供保护电流进行极化。测量时只需断开试片和管道的连接导线，就可以测得试片断电电位，由试片电位代表管道电位，从而避免了切断管道主保护电流及其他电连接的麻烦。虽然试片断电法简易易行，但是仍有诸多因素会影响试片断电法的准确性，且目前对于试片断电法的测量方法本身并未有统一的准则。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够准确测量埋地燃气管道极化电位的测量装置及方法。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量装置，包括试片、参比电极和数据记录仪，所述试片分别与管道和数据记录仪连接，所述参比电极与数据记录仪连接，所述试片的埋设深度与管道相同，所述试片的工作面正对参比电极而背对管道，所述试片距离管道不大于30㎝，所述试片距离参比电极不大于3㎝。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量装置，其中所述参比电极为长效硫酸铜参比电极或便携式硫酸铜参比电极。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，包括以下步骤：
(1)试片的选取与埋设：根据管道防腐层破损点的平均面积选取试片，所选取试片的面积与管道防腐层破损点的平均面积相同，将试片埋设于管道附近且与管道的埋设深度相同，使试片距离管道不大于30㎝，将试片的工作面正对参比电极而背对管道布置，使试片距离参比电极不大于3㎝，通过电缆将试片与管道在测试桩内电连通进行极化，极化时间不小于24小时；
(2)数据记录仪的连接与设置：待试片极化完成后，将试片和参比电极分别与数据记录仪连接，设置数据记录仪的通断周期和采样频率，通断周期中的通电时间大于断电时间，待通断周期和采样频率设置好后立即测试试片的通断电电位。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其中所述步骤(1)中选取的试片的材质与管道相同。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其中所述步骤(2)中的通断周期设置为每通电20s断电5s或每通电12s断电3s或每通电10s断电2s。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其中所述步骤(2)中数据记录仪的断电延迟记录时间设置为300ms。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其中所述步骤(2)中数据记录仪的采样频率设置为500ms～1s。
本发明埋地燃气管道极化电位的测量装置及方法与现有技术不同之处在于本发明中的测量装置包括试片、参比电极和数据记录仪，在测量方法中，包括试片的选取，试片的埋设、数据记录仪的连接，数据记录仪的参数设置。通过测试目标试片的阴极保护极化电位来准确地评估埋地钢质燃气管道穿越不同物性的土壤环境时的阴极保护效果。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量装置包括试片7、参比电极8和数据记录仪4，所述试片7分别与管道6和数据记录仪4连接，所述参比电极8与数据记录仪4连接，所述试片7的埋设深度与管道6相同，所述试片7的工作面正对参比电极8而背对管道6，所述试片7距离管道6不大于30㎝，所述试片7距离参比电极8不大于3㎝。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量装置，其中所述参比电极8为长效硫酸铜参比电极或便携式硫酸铜参比电极。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，包括以下步骤：
(1)试片的选取与埋设：根据管道6防腐层破损点的平均面积选取试片7，所选取试片7的面积与管道6防腐层破损点的平均面积相同，将试片7埋设于管道6附近且与管道6的埋设深度相同，使试片7距离管道6不大于30㎝，将试片7的工作面正对参比电极8而背对管道6布置，使试片7距离参比电极8不大于3㎝，通过电缆将试片7与管道6在测试桩1内电连通进行极化，极化时间不小于24小时；
(2)数据记录仪4的连接与设置：待试片7极化完成后，将试片7和参比电极8分别与数据记录仪4连接，设置数据记录仪4的通断周期和采样频率，通断周期中的通电时间大于断电时间，待通断周期和采样频率设置好后立即测试试片7的通断电电位。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其中所述步骤(1)中选取的试片7的材质与管道6相同。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其中所述步骤(2)中的通断周期设置为每通电20s断电5s或每通电12s断电3s或每通电10s断电2s。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其中所述步骤(2)中的数据记录仪的断电延迟记录时间设置为300ms。
本发明中的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其中所述步骤(2)中的数据记录仪的采样频率设置为500ms～1s。
本发明中的测量装置包括试片7、参比电极8和数据记录仪4，在测量方法中，包括试片7的选取，试片7的埋设、数据记录仪4的连接，数据记录仪4的参数设置。通过测试目标试片7的阴极保护极化电位来得到埋地钢质管道6的阴极保护水平，能够准确地测量埋地燃气钢质管道6穿越不同物性的土壤环境时的阴极保护效果。
如图1所示，在本发明的测量方法中，首先埋设与管道6材质相同，用来模拟管道6防腐层破损点的极化电位测试试片7，试片7与管道6同深，距离管道L1≤30㎝，与管道6通过测试桩1电缆进行电连接，即连接试片7的试片电缆3与连接管道6的管道电缆2在测试桩1内进行电连接。试片7只保留一个工作表面，其它表面采用绝缘材料密封；试片7工作表面背对管道6，正对参比电极8，试片7工作表面与参比电极8距离L2≤3㎝。试片7埋于燃气管道6附近土壤环境中稳定极化超过24h后连接具备自动通断功能的数据记录仪4，设置数据记录仪4的采样频率为300ms～1s，通断周期设置为通电大于断电，可设置为通电20s，断电5s或通电12s，断电3s或通电10s，断电2s。
试片的选取：试片7模拟管道6涂层缺陷，试片7面积根据管道防腐层平均破损点的面积选取，防腐层较好的管道(如3PE)选取试片7面积1㎝2，防腐层较差可选取试片7面积加大，如6.5㎝2，10㎝2，20㎝2；试片7材质与管道6相同。
试片的埋设：试片7的工作面积可留成圆形，其他部分用绝缘材料密封并引出一根与试片7电连通的试片电缆3，可通过试片电缆3在测试桩1中与管道电缆2电连通；试片7埋设深度与管道6相同，处于相同的土壤环境中，距离管道L1≤30㎝，试片7工作面背对管道6，正对参比电极8，距离L2≤3㎝，参比电极8选用长效硫酸铜参比电极或便携式硫酸铜参比电极(电极埋设前经过校准)。
数据记录仪4的连接：试片电缆3与管道电缆2在测试桩1内连通，极化24h的时间后，试片7和参比电极8分别与数据记录仪4的结构物线和参比线连接，保证稳定且隔水绝缘。其中，试片7通过试片电缆3与数据记录仪4的结构物线连接，参比电极8通过参比电缆5与数据记录仪4的参比线连接。
数据记录仪4的参数设置：采用内置有通断设置的数据记录仪4，可设置通断周期与采样频率，可自动实现管道6与试片7的通断。通断周期设置为5s-off/20s-cycle(即通电20s，断电5s)，也可以设置其他通断周期，但通电时间＞断电时间，可设置为通电12s，断电3s或通电10s，断电2s。数据记录仪断电延迟时间设置为300ms，采样频率设置为500ms～1s。
下面结合具体实施例对本发明中的测量方法进行说明：
(1)试片的选取与埋设：选取1㎝2的试片7，埋设于管道6附近，与管道6同深，距离管道L1≤30㎝，试片7工作面背对管道6，正对参比电极8(参比电极8选用便携式硫酸铜参比电极)，距离L2≤3㎝，试片7通过电缆与管道6在测试桩1内电连通，极化≥24h的时间。
(2)数据记录仪4的连接与设置：待试片7极化24h后，将试片7和参比电极8分别与数据记录仪4连接，内置通断周期设置为5s-off/20s-cycle，断电延迟时间设置为300ms，采样频率设置为500ms；设置好后立即测试试片7的通断电电位。
通过以上方法，可有效测量试片7的极化电位，在埋地钢质管道沿线用此方法测量极化电位，就可以清楚地了解整个管路的阴极保护情况。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种埋地燃气管道极化电位的测量装置，其特征在于：包括试片、参比电极和数据记录仪，所述试片分别与管道和数据记录仪连接，所述参比电极与数据记录仪连接，所述试片的埋设深度与管道相同，所述试片的工作面正对参比电极而背对管道，所述试片距离管道不大于30㎝，所述试片距离参比电极不大于3㎝。
2.根据权利要求1所述的埋地燃气管道极化电位的测量装置，其特征在于：所述参比电极为长效硫酸铜参比电极或便携式硫酸铜参比电极。
3.一种埋地燃气管道极化电位的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)试片的选取与埋设：根据管道防腐层破损点的平均面积选取试片，所选取试片的面积与管道防腐层破损点的平均面积相同，将试片埋设于管道附近且与管道的埋设深度相同，使试片距离管道不大于30㎝，将试片的工作面正对参比电极而背对管道布置，使试片距离参比电极不大于3㎝，通过电缆将试片与管道在测试桩内电连通进行极化，极化时间不小于24小时；
(2)数据记录仪的连接与设置：待试片极化完成后，将试片和参比电极分别与数据记录仪连接，设置数据记录仪的通断周期和采样频率，通断周期中的通电时间大于断电时间，待通断周期和采样频率设置好后立即测试试片的通断电电位。
4.根据权利要求3所述的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中选取的试片的材质与管道相同。
5.根据权利要求4所述的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其特征在于：所述步骤(2)中的通断周期设置为每通电20s断电5s或每通电12s断电3s或每通电10s断电2s。
6.根据权利要求5所述的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其特征在于：所述步骤(2)中数据记录仪的断电延迟记录时间设置为300ms。
7.根据权利要求6所述的埋地燃气管道极化电位的测量方法，其特征在于：所述步骤(2)中数据记录仪的采样频率设置为500ms～1s。
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