CN204495697U - 一种研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置 - Google Patents

Abstract

一种研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置。其包括钢管、多根PVC管、多个辅助阳极、多个参比电极、多根导线、多个开关、电压表、恒电位仪、杂散电流电源和电化学测试仪。本实用新型提供的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置进行实验时，实验周期短，节省实验设备，适用于室内进行多组杂散电流对防腐层性能的实验研究，另外该装置还能进行杂散电流对管道本身及阴极保护系统的影响研究。

Description

一种研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置

技术领域

本实用新型属于管道腐蚀与防护检测领域，特别适用一种研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置。

背景技术

杂散电流主要源自电气化铁路、地铁、高压线等用电设备接地或漏电。杂散电流干扰会造成金属管道的严重腐蚀，按化学当量计算，1A的电流每年能腐蚀9kg铁或10kg铜。其腐蚀速度较自然腐蚀更快，更具隐蔽性、突发性和不确定性。据我国东北输油管理局统计，80％的管道腐蚀穿孔事故来自杂散电流的影响，严重时，位于电气化铁路附近的管道，半年就发生腐蚀穿孔，年均腐蚀速率可达10-12mm，因此有必要对杂散电流造成的干扰腐蚀进行深入研究。

目前埋地管道采用防腐层加阴极保护联合保护，以往对于杂散电流的研究方向多集中于金属基体及阴极保护，尚没有开展其对防腐层的影响。从20世纪40年代的石蜡、石油沥青防腐层到今天的3PE防腐层，一直困扰人们的问题是如何防止防腐层的老化与失效的发生，而在研究防腐层性能的实验中，根据相关规范中提到的一套实验装置只有一次研究机会，而进行系列研究所需的实验材料、设备非常之多，研究工作量非常大，试验周期长；且不能模拟管道的真实阴极保护电位分布；而能实现土壤模拟环境的腐蚀试验系统又需要大量的环境介质，因此有必要设计一套适用于室内研究的简易的模拟真实环境的实验装置，能深入研究杂散电流对防腐层性能的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种不需要大量环境介质、实验周期短、节省实验设备且能与真实埋地环境相接近的研究杂散电流干扰的实验装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置包括钢管、多根PVC管、多个辅助阳极、多个参比电极、多根导线、多个开关、电压表、恒电位仪、杂散电流电源和电化学测试仪；其中钢管为半圆柱型，内表面上带有防腐层，并且圆周面上形成有多个破损点；每根PVC管的下端口安装在位于一个破损点处的钢管外圆周面上，内部装有土壤或土壤模拟溶液，并且每根PVC管内设有一根辅助阳极和一根参比电极；恒电位仪的负极通过一根导线与钢管一端相连，正极通过另一根导线与一个辅助阳极相接；电压表的一端通过一根导线与一个参比电极相连，另一端同时通过多根导线分成多组与钢管上每一个破损点处相接，并且每组导线上都安装有一个开关；杂散电流电源的两端分别通过一根导线与钢管两端相连；电化学测试仪的两端分别通过一根导线与一个辅助阳极和一个参比电极相接。

所述的参比电极为饱和甘汞电极。

所述的辅助阳极为铂电极或碳棒电极。

所述的破损点的直径为6-7mm。

本实用新型提供的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置是用半圆柱型的钢管模拟埋地管道，结合实验要求，可以根据钢管长度的不同，在其表面设多组防腐层的破损点，用导线将一台交流直流两用的杂散电流电源与钢管两端相连以模拟杂散电流干扰环境；用电压表测量每个破损点所受杂散电流干扰大小及所受阴极保护电位大小，并安装以开关控制各条电路通断，以便实现各组测量参数之间无影响。这样仅用一个杂散电流电源就可以实现对于多组防腐层破损点施加不同的干扰，或对其进行所受干扰电压的测量，且模拟环境中不需要大量环境介质，只在每组破损点处的PVC管内加入适量的土壤或其模拟溶液即可，更加接近于实际现场埋地管道腐蚀情况，实验周期短，节省实验设备，适用于室内进行多组杂散电流对防腐层性能的实验研究，另外该装置还能进行杂散电流对管道本身及阴极保护系统的影响研究。

附图说明

图1为本实用新型提供的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置包括钢管1、多根PVC管11、多个辅助阳极3、多个参比电极4、多根导线5、多个开关6、电压表7、恒电位仪8、杂散电流电源9和电化学测试仪10；其中钢管1为半圆柱型，内表面上带有防腐层2，并且圆周面上形成有多个破损点13；每根PVC管11的下端口安装在位于一个破损点13处的钢管1外圆周面上，内部装有土壤或土壤模拟溶液12，并且每根PVC管11内设有一根辅助阳极3和一根参比电极4；恒电位仪8的负极通过一根导线5与钢管1一端相连，正极通过另一根导线5与一个辅助阳极3相接；电压表7的一端通过一根导线5与一个参比电极4相连，另一端同时通过多根导线5分成多组与钢管1上每一个破损点13处相接，并且每组导线上都安装有一个开关6；杂散电流电源9的两端分别通过一根导线5与钢管1两端相连；电化学测试仪10的两端分别通过一根导线5与一个辅助阳极3和一个参比电极4相接。

所述的参比电极4为饱和甘汞电极。

所述的辅助阳极3为铂电极或碳棒电极。

所述的破损点13的直径为6-7mm。

现将本实用新型提供的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置使用方法阐述如下：

1.杂散电流对管道防腐层破损处的腐蚀影响研究：从杂散电流电源9引出导线5与钢管1直接相连，施加杂散电流的干扰，并用电压表7测量各个破损点13所受杂散电流的大小，用电压表7测量时只需将与待测破损点13相连的导线上的开关6闭合，而将其它导线5上的开关6断开即可进行杂散电流干扰钢管防腐层破损点开路电位的影响研究；将电化学测试仪10接入装置，即可进行杂散电流干扰下管道防腐层破损点处的管道相应的电化学实验，此时需要采用三电极体系，工作电极为破损点13处的钢管1，参比电极4为饱和甘汞电极，辅助电极3为铂电极或碳棒；将PVC管11内土壤换为NaCl溶液即可进行防腐层阴极剥离实验。

2.杂散电流对阴极保护系统的影响研究：从杂散电流电源9引出导线5与钢管1直接相连，施加杂散电流的干扰，并用电压表7测量各个破损点13所受杂散电流的大小，用电压表7测量时只需将与待测破损点13相连的导线上的开关6闭合，而将其它导线5上的开关6断开即可。将恒电位仪8的负极接钢管1的一侧，正极接另一侧PVC管11内辅助电极3，使整条钢管1处于阴极保护状态，用电压表7依次测量各个破损点13所施加的阴保电位，并记录下来。这样将阴极保护系统和杂散电流干扰系统完全接通后，定期用电压表7检测各个破损点13处电位的变化，并记录下来，即可进行杂散电流对阴极保护系统的影响研究。

Claims (4)

1.一种研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置，其特征在于：其包括钢管(1)、多根PVC管(11)、多个辅助阳极(3)、多个参比电极(4)、多根导线(5)、多个开关(6)、电压表(7)、恒电位仪(8)、杂散电流电源(9)和电化学测试仪(10；其中钢管(1)为半圆柱型，内表面上带有防腐层(2)，并且圆周面上形成有多个破损点(13)；每根PVC管(11)的下端口安装在位于一个破损点(13)处的钢管(1)外圆周面上，内部装有土壤或土壤模拟溶液(12)，并且每根PVC管(11)内设有一根辅助阳极(3)和一根参比电极(4)；恒电位仪(8)的负极通过一根导线(5)与钢管(1)一端相连，正极通过另一根导线(5)与一个辅助阳极(3)相接；电压表(7)的一端通过一根导线(5)与一个参比电极(4)相连，另一端同时通过多根导线(5)分成多组与钢管(1)上每一个破损点13处相接，并且每组导线上都安装有一个开关(6)；杂散电流电源(9)的两端分别通过一根导线(5)与钢管(1)两端相连；电化学测试仪(10)的两端分别通过一根导线(5)与一个辅助阳极(3)和一个参比电极(4)相接。

2.根据权利要求1所述的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置，其特征在于：所述的参比电极(4)为饱和甘汞电极。

3.根据权利要求1所述的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置，其特征在于：所述的辅助阳极(3)为铂电极或碳棒电极。

4.根据权利要求1所述的研究杂散电流对防腐层性能影响的实验装置，其特征在于：所述的破损点(13)的直径为6-7mm。