CN215799912U - 一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，该装置包括实验箱、测试管道、恒电位仪和箱涵，其中，实验箱内盛装有土壤，测试管道穿设在箱涵内，测试管道和箱涵均埋设在实验箱中，恒电位仪的正极连接有阳极地床，恒电位仪的负极与测试管道连接，恒电位仪通过参比线连接有阴保参比电极，恒电位仪与阳极地床之间串联有断路器，测试管道处于箱涵内的管段上连接有箱内参比电极，箱内参比电极附近埋设有箱内测试片，箱内测试片与测试管道之间通过导线串联有箱内记录仪。可以在实验室内模拟在管道穿越箱涵工况下，得到测试箱涵内管道的真实电位，为预测管道的寿命提供分析数据；优化新建穿越箱涵的管道，达到延长穿越箱涵管道服役寿命目的。

Description

一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置

技术领域

本实用新型涉及阴极保护技术领域，更为具体来说，本实用新型为一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置。

背景技术

现有长输管道分布广泛，管道沿线土壤环境复杂，不同土壤环境对管道的腐蚀速率影响比较大。如管道在穿越时可能会采取特殊的建设方式，比如箱涵或套管。箱涵指的是洞身以钢筋混凝土箱形管节修建的涵洞，箱涵内包含的钢筋结构可能会吸收管道阴极保护系统中的阴极保护电流使箱涵段管道阴极保护不足。日常巡检中难以对箱涵和套管这种特殊的管段进行检测，导致该处管段腐蚀失效加速。目前已报道过多起关于套管段管道腐蚀失效的案例，多起案例结果均表明套管位置管道腐蚀失效损失严重。然而，箱涵段管道结构决定了内部管道存在同样的腐蚀风险，但是箱涵内管道服役情况并未受到与套管一样的关注。并且目前，受现场条件的限制，只能在管道穿越段两端进行电位测试，箱涵内的管道是否会因电流屏蔽效应而导致电位正向偏移，管道腐蚀速率增高，使用寿命下降等情况尚不清楚。

实用新型内容

为解决现有箱涵内服役的管道运行状况难以确定的技术问题，本实用新型创新地提供了一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，从模拟实验的角度出发，通过实验的方式模拟并获取箱涵内服役管道的真实电位，根据真实电位数据分析获得箱涵内管道运行状态，进而方便采取相应应对措施，提高真实工业现场箱涵内管道阴极保护效果，进而达到延长管道使用寿命的目的。

为实现上述的技术目的，本实用新型公开了一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，该装置包括实验箱、测试管道、恒电位仪和箱涵，所述实验箱内盛装有土壤，所述测试管道穿设在箱涵内，所述测试管道和箱涵均埋设在实验箱中，所述恒电位仪的正极连接有阳极地床，恒电位仪的负极与测试管道连接，恒电位仪通过参比线连接有阴保参比电极，所述恒电位仪与阳极地床之间串联有断路器，所述测试管道处于箱涵内的管段上连接有箱内参比电极，所述箱内参比电极附近埋设有箱内测试片，所述箱内测试片与测试管道之间通过导线串联有箱内记录仪。

进一步的，本实用新型一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其中所述测试管道的两端从箱涵中露出，所述测试管道从箱涵露出的一端上连接有进箱参比电极，所述进箱参比电极附埋设有进箱测试片，所述进箱测试片与测试管道之间通过导线串联有进箱记录仪；所述测试管道从箱涵露出的另一端上连接有出箱参比电极，所述出箱参比电极附埋设有出箱测试片，所述出箱测试片与测试管道之间通过导线串联有出箱记录仪。

进一步的，本实用新型一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其中所述箱内参比电极与箱内测试片、进箱参比电极与进箱测试片和出箱参比电极与出箱测试片设均置为两组，两组所述箱内参比电极与箱内测试片、进箱参比电极与进箱测试片和出箱参比电极与出箱测试片分别设置在测试管道的两侧，每个所述箱内测试片、进箱测试片和出箱测试片与测试管道分别对应连接有箱内记录仪、进箱记录仪和出箱记录仪。

进一步的，本实用新型一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其中所述箱内记录仪、进箱记录仪和出箱记录仪采用并联的方式共用一根导线与测试管道连接。

进一步的，本实用新型一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其中所述箱涵采用钢筋混凝土材料制成。

进一步的，本实用新型一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其中所述断路器为阴极保护同步断路器。

进一步的，本实用新型一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其中所述阴保参比电极、箱内参比电极、进箱参比电极和出箱参比电极均采用硫酸铜参比电极。

进一步的，本实用新型一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其中所述实验箱采用绝缘材料制成。

本实用新型的有益效果为：本实用新型可以在实验室内对管道穿越箱涵工况下，实现测试箱涵内管道的真实电位，可以准确、高效的对箱涵内的管道进行电位和腐蚀速率测试，最终可以评估箱涵内的管道电位是否会因钢筋混凝土结构吸收阴极保护电流而正向偏移进而发生严重腐蚀，评估箱涵内管道的屏蔽情况，还可对箱涵内的管道进行腐蚀寿命预测，为新建穿越箱涵的管道优化设计，达到延长穿越箱涵管道服役寿命的目的。并且本实用新型还操作简单、结构简单、造价低廉的优点。

附图说明

图1为本实用新型一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置进行详细的解释和说明。

如图1所示，本实用新型公开了一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，该装置具体包括实验箱1、测试管道2、恒电位仪4和箱涵3。实验箱1 采用绝缘材料制成，绝缘材料优选用干燥木质材料或者塑料。实验箱1内盛装有土壤，在具体连接时，将测试管道2穿设在箱涵3内，箱涵3采用钢筋混凝土材料制成并且与工业现场工况相同。测试管道2和箱涵3均埋设在实验箱1中。恒电位仪4的正极连接有阳极地床6，恒电位仪4的负极与测试管道2连接，恒电位仪4通过参比线连接有阴保参比电极5，恒电位仪4与阳极地床6之间串联有断路器16，断路器16为阴极保护同步断路器16。进而形成包括阴保参比电极5和阳极地床6的阴极保护系统。测试管道2处于箱涵3内的管段上连接有箱内参比电极7，箱内参比电极7附近埋设有箱内测试片8，箱内测试片8与测试管道2之间通过导线串联有箱内记录仪9。通过以上设置可以真实的模拟工业现场箱涵3内部管道工况，并获取箱涵3 内部管道阴极保护电位数据。

在上述实施例的基础上，为了全面方位获取测试管道2运行情况，本具体实施例中让测试管道2的两端从箱涵3中露出，测试管道2从箱涵3露出的一端上连接有进箱参比电极10，进箱参比电极10附埋设有进箱测试片11，进箱测试片11与测试管道2之间通过导线串联有进箱记录仪12；测试管道 2从箱涵3露出的另一端上连接有出箱参比电极13，出箱参比电极13附埋设有出箱测试片14，出箱测试片14与测试管道2之间通过导线串联有出箱记录仪15。这样，管道从箱涵3穿出的两端也能进行实时检测，获取的数据更加全面，能从全局掌握穿越箱涵管道的真实运行情况。并且需要说明的是阴保参比电极5、箱内参比电极7、进箱参比电极10和出箱参比电极13均采用硫酸铜参比电极。箱内记录仪9、进箱记录仪12和出箱记录仪15可以采用具有数据检测功能的万用表、电压表等，用于记录各自位置的电位数据。

为了减小各个位置测量数据的误差，将箱内参比电极7与箱内测试片8、进箱参比电极10与进箱测试片11和出箱参比电极13与出箱测试片14设均置为两组，两组箱内参比电极7与箱内测试片8、进箱参比电极10与进箱测试片11和出箱参比电极13与出箱测试片14分别设置在测试管道2的两侧，每个箱内测试片8、进箱测试片11和出箱测试片14与测试管道2分别对应连接有箱内记录仪9、进箱记录仪12和出箱记录仪15。并且箱内记录仪9、进箱记录仪12和出箱记录仪15采用并联的方式共用一根导线与测试管道2 连接。这样，在同一个检测位置可以获得两组数据，使得实验结果更能接近真实工业现场的工况。

综上所述，在实际应用时，首先将恒电位仪4开机，设置-1.1V的恒电位，待整个阴极保护系统稳定运行后。将断路器16串连在阳极回路中，设置断路器的通断周期，通常为12秒通、3S断的通断周期，记录仪9、12、 15的采集周期为1s一个电位数据。实验周期可设置为30天。待实验结束后，停止实验，分析测试管道三个不同位置处记录仪采集的数据，同时取出埋设的测试片8、11、14，进行腐蚀速率分析。实施例中模拟有防腐层的测试管道2穿越箱涵3位置、采用测试片8、11、14模拟防腐层破损点，将断路器 16设置为通断模式，实现实验回路的通断功能，记录仪仪9、12、15可分别采集测试片8、11、14的电位(即箱涵3内外的测试管道2的防腐层破损点位置的电位)，最终实现箱涵3内测试管道2电位的测试及是否会存在电流屏蔽而导致电位正向偏移的实验装置。进而实现在实验室条件下实现箱涵内管道的电位真实测试以及箱涵内管道是否会因电流屏蔽而导致电位正向偏移的模拟。获得箱涵内管段的真实电位测试、电流屏蔽效应的模拟及箱涵内管段的腐蚀情况；通过分析电位与腐蚀速率关系，可以为新建穿越箱涵的管道进行优化设计(如箱涵内是否需要增加牺牲阳极保护等)，以延长穿越箱涵段管道的服役寿命。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其特征在于：包括实验箱、测试管道、恒电位仪和箱涵，所述实验箱内盛装有土壤，所述测试管道穿设在箱涵内，所述测试管道和箱涵均埋设在实验箱中，所述恒电位仪的正极连接有阳极地床，恒电位仪的负极与测试管道连接，恒电位仪通过参比线连接有阴保参比电极，所述恒电位仪与阳极地床之间串联有断路器，所述测试管道处于箱涵内的管段上连接有箱内参比电极，所述箱内参比电极附近埋设有箱内测试片，所述箱内测试片与测试管道之间通过导线串联有箱内记录仪。

2.根据权利要求1所述的一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其特征在于：所述测试管道的两端从箱涵中露出，所述测试管道从箱涵露出的一端上连接有进箱参比电极，所述进箱参比电极附埋设有进箱测试片，所述进箱测试片与测试管道之间通过导线串联有进箱记录仪；所述测试管道从箱涵露出的另一端上连接有出箱参比电极，所述出箱参比电极附埋设有出箱测试片，所述出箱测试片与测试管道之间通过导线串联有出箱记录仪。

3.根据权利要求2所述的一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其特征在于：所述箱内参比电极与箱内测试片、进箱参比电极与进箱测试片和出箱参比电极与出箱测试片设均置为两组，两组所述箱内参比电极与箱内测试片、进箱参比电极与进箱测试片和出箱参比电极与出箱测试片分别设置在测试管道的两侧，每个所述箱内测试片、进箱测试片和出箱测试片与测试管道分别对应连接有箱内记录仪、进箱记录仪和出箱记录仪。

4.根据权利要求3所述的一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其特征在于：所述箱内记录仪、进箱记录仪和出箱记录仪采用并联的方式共用一根导线与测试管道连接。

5.根据权利要求4所述的一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其特征在于：所述箱涵采用钢筋混凝土材料制成。

6.根据权利要求4所述的一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其特征在于：所述断路器为阴极保护同步断路器。

7.根据权利要求4所述的一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其特征在于：所述阴保参比电极、箱内参比电极、进箱参比电极和出箱参比电极均采用硫酸铜参比电极。

8.根据权利要求4所述的一种模拟管道穿越箱涵的室内实验装置，其特征在于：所述实验箱采用绝缘材料制成。

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