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一种研究杂散电流对埋地管路 阴极保护体系干扰的装置

阅读：423发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的实验装置，其强制电流阴极保护系统包括设有若干破损点的埋地管线，埋地管线的一端通过电缆接恒电位仪的阴极，辅助阳极埋入阳极地床中，恒电位仪的参比电极置于埋地管线的端侧；杂散电流干扰系统包括电流干扰源，与其连接的一对干扰电极布置在埋地管线的一侧或两侧；电性检测系统包括沿埋地管线长度方向布置，检测埋地管线及破损点处的电流、电位数据的若干测试桩。本发明可通过调节阻值的大小模拟管线长度的变化；通过改变和调节杂散电流干扰源输出电压大小、两根干扰电极插入土壤中的位置，来研究杂散电流对埋地管道阴极保护体系的干扰规律。，下面是一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，其特征在于，包括强制电流阴极保护系统、杂散电流干扰系统和电性检测系统；
所述强制电流阴极保护系统包括设有若干破损点的埋地管线（1），埋地管线（1）的一端通过电缆接恒电位仪（3）的阴极，辅助阳极（2）埋入阳极地床中，恒电位仪（3）的参比电极置于埋地管线（1）的端侧；
所述杂散电流干扰系统包括电流干扰源，与其连接的一对干扰电极布置在埋地管线（1）的一侧或两侧；
所述电性检测系统包括沿埋地管线（1）长度方向布置，检测埋地管线及破损点处的电流、电位数据的若干测试桩。
2.根据权利要求1所述的一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，其特征在于，所述电流干扰源包括交流电流干扰源（13）、直流电流干扰源（12）。
3.根据权利要求1所述的一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，其特征在于，所述测试桩包括电流测试桩（4）、电位测试桩（5）；
电流测试桩包括由桩体固定的万用表（10），电位测试桩包括由桩体固定的断电电位测试仪（11），对应的参比电极置于埋地管线的边侧。
4.根据权利要求3所述的一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，其特征在于，所述电流测试桩（4）于埋地管线（1）的端部检测；
所述电位测试桩（5）沿埋地管线（1）的长度检测。
5.根据权利要求1所述的一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，其特征在于，所述埋地管线（1）由两段涂覆外防腐层的钢管串联组成，并在两段钢管的连接处串接一只可调电阻（8），通过调节阻值的大小模拟管线长度的变化。
6.根据权利要求1所述的一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，其特征在于，所述杂散电流干扰的调节，包括：
调节电流干扰源的输出电压；
调节两根干扰电极的电极间距；
调节干扰电极与埋地管道的相对位置，包括：和埋地管道的距离，和埋地管道的平行、垂直或交叉的位置状态。
7.根据权利要求1所述的一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，其特征在于，所述电流、电位数据包括：
在自然环境、有阴极保护作用、有杂散电流干扰情况下，沿线各测试桩、破损点处的管地电位、断电电位、保护电位、电流的实时和变化情况。
8.根据权利要求1所述的一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，其特征在于，所述埋地管线（1）的另一端由绝缘封头（9）闭合。

说明书全文

一种研究杂散电流对埋地管路 阴极保护体系干扰的装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种试验装置，具体涉及一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，属于管道腐蚀与防护检测技术领域。

背景技术

[0002] 埋地输油气管道由于受到土壤、水分、杂散电流等的影响，不同程度地发生着腐蚀，如不加以防护，极易发生破坏事故，损失、危害巨大。

[0003] 杂散电流主要源自电气化铁路、地铁、高压线、电焊机、变压器等用电设备接地或漏电。杂散电流分为直流杂散电流和交流杂散电流。杂散电流干扰会造成金属管道的严重腐蚀，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。

[0004] 近年来，在美国、德国以及加拿大等地因杂散电流干扰腐蚀引发的油气管道泄露事故频频发生。据统计，美国每年在金属腐蚀方面大约有10亿美元的损失，其中有5%的损失是由杂散电流干扰造成的。在我国东北原油管道系统自开始运营的二十多年里共发生了40多起腐蚀穿孔事件，其中因杂散电流干扰腐蚀引起的事件就占了80％。一条多处与电气化铁路交叉并行的埋地管道仅仅半年就出现了穿孔泄露，一年的腐蚀深度竟然到了10mm～12mm，究其原因都是杂散电流干扰腐蚀引起的。因此，有必要对杂散电流造成的干扰腐蚀进行深入研究。

[0005] 目前，埋地管道采用防腐层加阴极保护联合保护，对于杂散电流干扰腐蚀的研究多集中实验室小型实验装置上进行比较简单的模拟研究，与现场实际管道的运行环境、真实状况相差很大，不能真正实现真实有效的干扰模拟，因此有必要设计一套适用于室外实际土壤中的埋地管道受到杂散电流干扰的腐蚀检测实验装置，来深入研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的影响规律。

发明内容

[0006] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰影响的实验装置。

[0007] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，包括强制电流阴极保护系统、杂散电流干扰系统和电性检测系统；
所述强制电流阴极保护系统包括设有若干破损点的埋地管线，埋地管线的一端通过电缆接恒电位仪的阴极，辅助阳极埋入阳极地床中，恒电位仪的参比电极置于埋地管线端部的边侧；另一端由绝缘封头闭合；
所述杂散电流干扰系统包括连接一对干扰电极的电流干扰源，所述干扰电极布置在埋地管线的一侧或两侧；
所述电性检测系统包括沿埋地管线长度方向布置，检测埋地管线及破损点处的电流、电位数据的若干测试桩。

[0008] 上述电流干扰源包括交流电流干扰源、直流电流干扰源。

[0009] 上述测试桩包括电流测试桩、电位测试桩；电流测试桩包括由桩体固定的万用表，电位测试桩包括由桩体固定的断电电位测试仪，对应的参比电极置于埋地管线的边侧。

[0010] 进一步的，上述电流测试桩于埋地管线的端部检测；所述电位测试桩沿埋地管线的长度检测。

[0011] 上述埋地管线由两段涂覆外防腐层的钢管串联组成，并在两段钢管的连接处串接一只可调电阻，通过调节阻值的大小模拟管线长度的变化。

[0012] 上述杂散电流干扰的调节，包括：调节电流干扰源的输出电压；
调节两根干扰电极的电极间距；
调节干扰电极与埋地管道的相对位置，包括：和埋地管道的距离，和埋地管道的平行、垂直或交叉的位置状态。

[0013] 上述电流、电位数据包括：在自然环境、有阴极保护作用、有杂散电流干扰情况下，沿线各测试桩、破损点处的管地电位、断电电位、保护电位、电流的实时和变化情况。

[0014] 本发明的有益之处在于：本发明的一套研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰影响的实验装置，由强制电流阴极保护系统、杂散电流干扰系统和电性检测系统组成。其埋地管线由两段钢管和一只可调电阻串联组成，可通过调节阻值的大小来模拟管线长度的变化；杂散电流干扰系统通过改变和调节杂散电流干扰源输出电压大小、两根干扰电极插入土壤中的位置，改变杂散电流对埋地管线的影响状态，其影响可通过电流、电位测试桩检测，以研究杂散电流对埋地管道阴极保护体系的干扰规律，数据化杂散电流干扰腐蚀，便于埋地管道采用防腐层加阴极保护联合保护的研究，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明

[0015] 图1为本发明的装置的结构示意图。

[0016] 附图中标记的含义如下：1、埋地管线，2、辅助阳极，3、恒电位仪，4、电流测试桩，5、电位测试桩，6、破损点，7、参比电极，8、可调电阻，9、绝缘封头，10、万用表，11、断电电位测试仪，12、直流电流干扰源，13、交流电流干扰源，14、干扰电极，15、护栏。

具体实施方式

[0017] 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

[0018] 一种研究杂散电流对埋地管路阴极保护体系干扰的装置，由强制电流阴极保护系统、杂散电流干扰系统和电性检测系统组成。

[0019] 强制电流阴极保护系统由埋地管线1和恒电位仪3组成。埋地管线1由两段涂覆有3PE外防腐层的钢管串联组成，并在两段钢管的连接处串接一只可调电阻8，其一端通过电缆接恒电位仪3的阴极，另一端由绝缘封头9闭合，钢管上设有若干破损点6。破损点6为在沿线管道上人为制造的多处防腐层破损检测点，破损点6直径约为4-6mm，在每处破损点6上焊接并引出一根检测电缆，用于进行保护参数和干扰检测。

[0020] 恒电位仪3为IMF-5/10型高频开关恒电位仪3，输入电源：交流220V，频率：50Hz，直流输出：10V/5A。恒电位仪3放到阴极保护间里，为阴极保护系统提供电源。辅助阳极2为两组MMO贵金属氧化物预包装阳极并联安装埋入阳极地床中。参比电极7为长效饱和Cu/CuSO4参比电极7，置于埋地管线1端部的边侧。

[0021] 杂散电流干扰系统由交流电流干扰源13和直流电流干扰源12组成，分别接一对干扰电极14；且干扰电极14分别布置在埋地管线1的一侧或两侧。干扰电极14为导电性很好的尖端裸露放电式钢钎制成，除尖端部分外钢钎的其它部分均用绝缘胶带紧密缠绕已保证良好绝缘，金属电极通过焊接在顶部的电线与干扰源的输出端连接。

[0022] 电性检测系统由沿管线安装的1个电流测试桩4和5个电位测试桩5组成；电流测试桩4于埋地管线1的端部检测，包括由桩体固定的万用表10；电位测试桩5包括由桩体固定的断电电位测试仪11（或万用表10），沿埋地管线1的长度检测，检测点包括埋地管线1及破损点6；对应的参比电极7置于埋地管线1的边侧。

[0023] 电流测试桩4由具有数据连续采集、储存和处理功能的Fluke289型万用表10和SYCZ-1型钢管桩组成；电位测试桩5由Fluke289型万用表10、uDL2型阴极保护断电电位测试仪11和SYCZ-1型钢管桩组成；实现对管道沿线不同杂散电流干扰时的的阴极保护参数进行实时和连续检测和研究。

[0024] 实际应用时：本发明的装置建在室外空地护栏15之中，测试时：
A、通过调节可调电阻8的阻值大小来模拟管线长度的变化，实现长距离管线的模拟试验测试，研究不同管道长度下的腐蚀、保护和干扰情况。

[0025] B、通过恒电位仪3对实验装置埋地管道实施强制电流阴极保护。

[0026] C、通过调节直流电流干扰电源的输出电压大小来研究杂散电流对埋地管线11阴极保护体系的干扰影响。

[0027] D、通过调节交流电流干扰电源的输出电压大小来研究杂散电流对埋地管道阴极保护体系的干扰影响。

[0028] E、通过改变和调节两根干扰电极14插入土壤中的位置（电极间距、和埋地管道的距离、与埋地管道平行、垂直或交叉等），来研究杂散电流对埋地管道阴极保护体系的干扰影响。

[0029] F、利用万用表10、断电电位测试仪11来测定埋地管道在自然环境、有阴极保护作用、有杂散电流干扰等情况下沿线各测试桩、破损点6等处的管地电位、断电电位、保护电位、电流的实时和变化情况，来研究杂散电流对埋地管道阴极保护系统的干扰规律。

[0030] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

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