專利名稱：一種雜散干擾腐蝕風險評價的室內(nèi)模擬裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種快速評價及預測實際埋地鋼質(zhì)管道上存在的雜散干擾危害的 雜散干擾腐蝕風險評價的室內(nèi)模擬方法及裝置。涉及管道系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
目前，對于外部電氣設施產(chǎn)生的雜散電流對埋地油氣管道構成的腐蝕風險主要是 通過測量管道-土壤電位，然后與相關標準規(guī)定的評判值進行比較。由于很難測試出雜散 干擾影響區(qū)管道的真實管道-土壤電位，而且電位只能反映腐蝕發(fā)生的驅(qū)動力和可能性， 因此不能真實、有效地評價管道的干擾腐蝕風險及其危害程度；而傳統(tǒng)的腐蝕掛片方法存 在耗時比較長、功能單一，以及誤差大的問題，并且掛片試驗過程中不便觀測干擾腐蝕情 況，因此掛片法亦難以適用于遭受雜散干擾管道的干擾腐蝕快速評估和預測的實際需求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設計一種真實、有效、精確度高的快速評價及預測實際埋地 鋼質(zhì)管道上存在的雜散干擾危害的雜散干擾腐蝕風險評價的室內(nèi)模擬裝置。為了克服現(xiàn)有雜散電流干擾腐蝕測試和評價指標方面存在的不足，本實用新型提 供一種室內(nèi)模擬評價裝置，不僅可以測試雜散干擾電流及其大小與腐蝕的關系，而且可以 通過改變土壤電阻率來分析土壤與雜散干擾評價指標之間的關系，從而為不同情況的雜散 干擾腐蝕快速評價奠定基礎。本實用新型的室內(nèi)模擬評價是將設置有多處模擬漏點5和試片6的模擬用帶涂層 鋼管4埋于土壤池1中，在土壤池1的上方設置模擬降雨系統(tǒng)15，土壤池1的下部設置地下 水滲透系統(tǒng)9，土壤池1的上部設置模擬干擾源系統(tǒng)16 ；在模擬用帶涂層鋼管4的一端用導 線接有整流器3后接陽極2 ；模擬用帶涂層鋼管4上的試片6接差分電阻電路后至數(shù)據(jù)采 集器17 ；在模擬用帶涂層鋼管4的試片6下方安裝有溫度濕度傳感器8并接模擬降雨系統(tǒng) 15。本實用新型的裝置構成如圖1所示，它由土壤池1、陽極2、整流器3、模擬用帶涂 層鋼管4、模擬漏點5、試片6、標準電阻7、溫度濕度傳感器8、地下水滲透系統(tǒng)9、濕度控制 器10、電磁繼電器11、溶液池12、閥門13、水泵14、模擬降雨系統(tǒng)15、模擬干擾源系統(tǒng)16、 數(shù)據(jù)采集器17、干擾源接地18、數(shù)據(jù)分析處理器19、參比電極20組成；將設置有多處模擬 漏點5和試片6的模擬用帶涂層鋼管4埋于土壤池1中，在土壤池1的上方設置模擬降雨 系統(tǒng)15，土壤池1的下部設置地下水滲透系統(tǒng)9，土壤池1的上部設置模擬干擾源系統(tǒng)16 ； 在模擬用帶涂層鋼管4的一端用導線接有整流器3后接陽極2和參比電極20 ；模擬用帶涂 層鋼管4上的每個試片6由導線接至數(shù)據(jù)采集器17的輸入，每個試片6各接一標準電阻7 后兩標準電阻7的接點一接管道，二接數(shù)據(jù)采集器17的輸入，同時位于試片6外側(cè)的兩參 比電極20也接數(shù)據(jù)采集器17的輸入，數(shù)據(jù)采集器17輸出接數(shù)據(jù)分析處理器19 ；在模擬用 帶涂層鋼管4的試片6下方安裝有溫度濕度傳感器8，溫度濕度傳感器8由導線接出土壤池1后依次串接濕度控制器10、電磁繼電器11、水泵14控制端，地下水滲透系統(tǒng)9出土壤池1 后經(jīng)閥門13通于溶液池12，進水管通于溶液池12的水泵14輸出口接模擬降雨系統(tǒng)15。其中溫度濕度傳感器8選市銷產(chǎn)品；地下水滲透系統(tǒng)9是由帶大量微孔的塑料管制作而成，埋在模擬用帶涂層鋼管4 的下方；具體是長管狀結(jié)構，管壁上均勻分布著大量用于水滲流的微孔.濕度控制器10是通用的市銷產(chǎn)品；模擬降雨系統(tǒng)15是設有多個噴淋頭的管道；模擬干擾源系統(tǒng)16的構成如圖2所示，它是直流電源DC與可變電阻Ra及低通濾 波器L串聯(lián)再與依次串聯(lián)的電阻R、無極性電容C、交流電源AC、無極性電容C、電阻R相并 聯(lián)，并聯(lián)后兩端個接干擾源接地18 ；數(shù)據(jù)采集器17是具有多路輸出的市銷產(chǎn)品NI ；數(shù)據(jù)分析處理器19主要由普通電腦及常用的數(shù)據(jù)分析軟件(比如Excel、 Math lab, origin 等均可)組成。技術原理是在模擬裝置的模擬用帶涂層鋼管4上設置不同類型的模擬涂層缺 陷，通過手動方式將試片6放置在管道軸向的不同位置來測量其上流動的干擾電流大小與 方向、試片-土壤電位、探頭腐蝕情況，并經(jīng)過數(shù)據(jù)分析模擬探頭的腐蝕速度并評價管道雜 散干擾得危害程度；在裝置上通過一個對應的模擬降雨系統(tǒng)15和地下水滲透系統(tǒng)9來模擬 管道環(huán)境的季節(jié)性變化、地下水位變化對管道雜散干擾的影響，以及改變模擬溶液的組成 及電阻率來研究不同類型的土壤對雜散干擾的影響。本實用新型能真實、有效、精確度高的快速評價及預測實際埋地鋼質(zhì)管道上存在 的雜散干擾危害，且具有功能的多樣性、模塊化構造、結(jié)構緊湊和操作控制簡便的優(yōu)點。

圖1雜散電流干擾模擬裝置結(jié)構示意圖圖2模擬干擾源系統(tǒng)的示意圖其中ι-土壤池2--陽極[0020]3-整流器4-模擬用帶涂層鋼·[0021]5_模擬漏點6-試片[0022]7_標準電阻8-溫度濕度傳感器[0023]9-地下水滲透系統(tǒng)10--濕度控制器[0024]11-電磁繼電器12--溶液池[0025]13-閥門14--水泵[0026]15-模擬降雨系統(tǒng)16--模擬干擾源系統(tǒng)[0027]17-數(shù)據(jù)采集器18--干擾源接地[0028]19-數(shù)據(jù)分析處理器20--參比電極[0029]DC-直流電源Ra--可變電阻器[0030]L-低通濾波器R-電阻[0031]C-無極性電容AC--交流電源具體實施方式
實施例.以本例來說明本實用新型的具體實施方式
并對本實用新型作進一步的 說明。本例是一實驗樣機，其構成如圖所示。本例的裝置構成如圖1所示，它由土壤池1、陽極2、整流器3、模擬用帶涂層鋼管 4、模擬漏點5、試片6、標準電阻7、溫度濕度傳感器8、地下水滲透系統(tǒng)9、濕度控制器10、電 磁繼電器11、溶液池12、閥門13、水泵14、模擬降雨系統(tǒng)15、模擬干擾源系統(tǒng)16、數(shù)據(jù)采集 器17、干擾源接地18、數(shù)據(jù)分析處理器19組成；將設置有多處模擬漏點5和試片6的模擬 用帶涂層鋼管4埋于土壤池1中，在土壤池1的上方設置模擬降雨系統(tǒng)15，土壤池1的下部 設置地下水滲透系統(tǒng)9，土壤池1的上部設置模擬干擾源系統(tǒng)16 ；在模擬用帶涂層鋼管4的 一端用導線接有整流器3后接陽極2 ；模擬用帶涂層鋼管4上的每個試片6由導線接至數(shù) 據(jù)采集器17的輸入，每個試片6各接一標準電阻7后兩標準電阻7的接點一接管道，二接 數(shù)據(jù)采集器17的輸入，同時位于試片6外側(cè)的兩參比電極20也接數(shù)據(jù)采集器17的輸入， 數(shù)據(jù)采集器17輸出接數(shù)據(jù)分析處理器19 ；在模擬用帶涂層鋼管4的試片6下方安裝有溫 度濕度傳感器8，溫度濕度傳感器8由導線接出土壤池1后依次串接濕度控制器10、電磁繼 電器11、水泵14控制端，地下水滲透系統(tǒng)9出土壤池1后經(jīng)閥門13通于溶液池12，進水管 通于溶液池12的水泵14輸出口接模擬降雨系統(tǒng)15。其中地下水滲透系統(tǒng)9是帶大量微孔的硬質(zhì)塑料管，埋在模擬用帶涂層鋼管4的下 方；濕度控制器10選用RY-DS ；模擬降雨系統(tǒng)15是設有多個噴淋頭的管道；模擬干擾源系統(tǒng)16的構成如圖2所示，它是30V直流電源DC的負極與可變電阻 RA及低通濾波器L串聯(lián)再與依次串聯(lián)的電阻R、無極性電容C、交流電源AC、無極性電容C、 電阻R相并聯(lián)，并聯(lián)后兩端各接干擾源接地18 ；所述可變電阻Ra選ZX92E直流電阻器，低通 濾波器L選LPF-108，電阻R選500歐姆標準電阻，無極性電容C選300V200 μ F，交流電源 AC用TDGC2J-3kVA接觸式自耦調(diào)壓器；數(shù)據(jù)采集器17選NI PCI 6251 ；數(shù)據(jù)分析處理器19選IBM THinkpad T60筆記本電腦和Excel 2003系統(tǒng)。本例的室內(nèi)模擬評價方法是將設置有兩處模擬漏點5和兩個試片6的模擬用帶涂 層鋼管4埋于土壤池1中，在土壤池1的上方設置模擬降雨系統(tǒng)15，土壤池1的下部設置地 下水滲透系統(tǒng)9，土壤池1的上部設置模擬干擾源系統(tǒng)16 ；在模擬用帶涂層鋼管4的一端用 導線接有整流器3后接陽極2 ；模擬用帶涂層鋼管4上的試片6接差分電阻式模擬探頭后 至數(shù)據(jù)采集器17 ；在模擬用帶涂層鋼管4的試片6下方安裝有溫度濕度傳感器8并接模擬 降雨系統(tǒng)15。本例的腐蝕速度的分析方法是對模擬探頭采用差分電阻技術，通過測量模擬探頭 電阻值隨時間的變化來計算模擬探頭厚度隨時間的變化函數(shù)關系，再求導出腐蝕速度與時 間的關系；同時通過模擬探頭腐蝕速度積分出模擬探頭質(zhì)量的變化，再結(jié)合法拉第第一定 律推導出腐蝕速度與電流(密度)的關系。而管道雜散干擾危害程度的評價是結(jié)合相關標
5準規(guī)范中關于雜散干擾電壓、電流(密度)和腐蝕速度的判據(jù)，根據(jù)模擬分析結(jié)果中的雜散 干擾電壓、電流和腐蝕速度數(shù)據(jù)進行評價。
權利要求一種雜散干擾腐蝕風險評價的室內(nèi)模擬裝置，其特征在于它由土壤池(1)、陽極(2)、整流器(3)、模擬用帶涂層鋼管(4)、模擬漏點(5)、試片(6)、標準電阻(7)、溫度濕度傳感器(8)、地下水滲透系統(tǒng)(9)、濕度控制器(10)、電磁繼電器(11)、溶液池(12)、閥門(13)、水泵(14)、模擬降雨系統(tǒng)(15)、模擬干擾源系統(tǒng)(16)、數(shù)據(jù)采集器(17)、干擾源接地(18)、數(shù)據(jù)分析處理器(19)、參比電極(20)組成；將設置有多處模擬漏點(5)和試片(6)的模擬用帶涂層鋼管(4)埋于土壤池(1)中，在土壤池(1)的上方設置模擬降雨系統(tǒng)(15)，土壤池(1)的下部設置地下水滲透系統(tǒng)(9)，土壤池(1)的上部設置模擬干擾源系統(tǒng)(16)；在模擬用帶涂層鋼管(4)的一端用導線接有整流器(3)后接陽極(2)和參比電極(20)；模擬用帶涂層鋼管(4)上的每個試片(6)由導線接至數(shù)據(jù)采集器(17)的輸入，每個試片(6)各接一標準電阻(7)后兩標準電阻(7)的接點一接管道，二接數(shù)據(jù)采集器(17)的輸入，同時位于試片(6)外側(cè)的兩參比電極(20)也接數(shù)據(jù)采集器(17)的輸入，數(shù)據(jù)采集器(17)輸出接數(shù)據(jù)分析處理器(19)；在模擬用帶涂層鋼管(4)的試片(6)下方安裝有溫度濕度傳感器(8)，溫度濕度傳感器(8)由導線接出土壤池(1)后依次串接濕度控制器(10)、電磁繼電器(11)、水泵(14)控制端，地下水滲透系統(tǒng)(9)出土壤池(1)后經(jīng)閥門(13)通于溶液池(12)，進水管通于溶液池(12)的水泵(14)輸出口接模擬降雨系統(tǒng)(15)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種雜散干擾腐蝕風險評價的室內(nèi)模擬裝置，其特征是所述 地下水滲透系統(tǒng)(9)是塑料長管狀結(jié)構，管壁上均勻分布著大量用于水滲流的微孔埋在模 擬用帶涂層鋼管(4)的下方。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種雜散干擾腐蝕風險評價的室內(nèi)模擬裝置，其特征是所述 模擬干擾源系統(tǒng)(16)是直流電源DC與可變電阻Ra及低通濾波器L串聯(lián)再與依次串聯(lián)的 電阻R、無極性電容C、交流電源AC、無極性電容C、電阻R相并聯(lián)，并聯(lián)后兩端個接干擾源接 地(18)。
專利摘要本實用新型是一種快速評價及預測實際埋地鋼質(zhì)管道上存在的雜散干擾危害的雜散干擾腐蝕風險評價的室內(nèi)模擬裝置。其特征是將設置有多處模擬漏點(5)和試片(6)的模擬用帶涂層鋼管(4)埋于土壤池(1)中模擬埋地管道，在土壤池(1)的上方設置模擬降雨系統(tǒng)(15)，土壤池(1)的上部設置模擬干擾源系統(tǒng)(16)，土壤池(1)的下部設置地下水滲透系統(tǒng)(9)；在模擬用帶涂層鋼管(4)的一端用導線接有整流器(3)后接陽極(2)；模擬用帶涂層鋼管(4)上的試片(6)接差分電阻電路后至數(shù)據(jù)采集器(17)；在模擬用帶涂層鋼管(4)的試片(6)下方安裝有溫度濕度傳感器(8)并接模擬降雨系統(tǒng)(15)。
文檔編號G01N17/04GK201740718SQ201020244260
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權日2010年6月29日
發(fā)明者劉玲莉, 吳長訪, 張豐, 王維斌, 薛致遠, 郝建斌, 陳新華, 陳洪源 申請人:中國石油天然氣股份有限公司