一種管道陰極保護(hù)下土壤腐蝕的模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣管道系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種管道陰極保護(hù)下土壤腐蝕的模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤腐蝕加速試驗(yàn)是一種可在短時(shí)間內(nèi)對材料進(jìn)行土壤腐蝕研宄的一種重要手段。目前實(shí)驗(yàn)室開展的土壤腐蝕加速試驗(yàn)方法主要有強(qiáng)化介質(zhì)法、電偶加速法、電解失重法和間斷極化法等。這些方法都可以在短時(shí)間內(nèi)使試樣的腐蝕速度得到較大的加速比。強(qiáng)化介質(zhì)法主要是采用土壤模擬液替代土壤或者往土壤中添加酸堿鹽等以達(dá)到加速目的，這種方法改變了土壤原來的理化性質(zhì)，會影響到碳鋼的腐蝕機(jī)理；電偶加速、電解加速和間斷極化法都是通過外加電流來加速腐蝕，腐蝕條件和形貌與實(shí)際情況差異也較大。
[0003]正常情況下，采用涂膜加陰極保護(hù)的雙重保護(hù)的管道不可能發(fā)生腐蝕，因此現(xiàn)有技術(shù)中更多的是考慮土壤環(huán)境變化對鋼鐵材料的腐蝕速度的影響，而未考慮陰極保護(hù)電位的加入。一般認(rèn)為加入陰極保護(hù)電位后，管道應(yīng)不會發(fā)生腐蝕。但這一設(shè)想與實(shí)際情況遠(yuǎn)不相符。在近些年西氣東輸管道的開挖過程中發(fā)現(xiàn)，雖然對管道采用涂膜覆蓋，再施加較負(fù)的陰極保護(hù)電位，一些地段的管道設(shè)施還是出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕狀況。2009年，中國石油天然氣管道公司在對西氣東輸沿線5種土壤類型下的管道補(bǔ)口材料研宄而進(jìn)行針對性的現(xiàn)場開挖檢測過程中發(fā)現(xiàn)，全線共開挖測點(diǎn)76個(gè)，管道補(bǔ)口的熱收縮帶表面大多完整，但是存在密封缺陷的補(bǔ)口達(dá)到了 69道，發(fā)生腐蝕的管道補(bǔ)口有63道，占總數(shù)的82.9%，其中有I道的點(diǎn)腐蝕深度達(dá)1_。在這些粘結(jié)失效的熱收縮帶下管道，存在著明顯的液流通道，水溶液等介質(zhì)很容易與管道發(fā)生直接接觸，陰極保護(hù)電流卻由于收縮帶的屏蔽而部分失效或完全失效，此處管道成為陰極保護(hù)死區(qū)而發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，存在相當(dāng)大的安全隱患。因此對這種陰極保護(hù)下不同涂膜層狀態(tài)管道的土壤腐蝕進(jìn)行研宄具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，而至今為止，還尚未見到有管道在陰極保護(hù)條件下的土壤加速腐蝕裝置，故而不能對管道在陰極保護(hù)條件下的土壤腐蝕進(jìn)行有效評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種管道陰極保護(hù)下土壤腐蝕的模擬裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對管道在陰極保護(hù)條件下的土壤腐蝕進(jìn)行有效評估的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種管道陰極保護(hù)下土壤腐蝕的模擬裝置，包括:
[0006]試驗(yàn)柜；
[0007]加熱板，設(shè)置于所述試驗(yàn)柜內(nèi)腔的底部；
[0008]水槽，設(shè)置于所述加熱板上方，所述水槽連接外部水源；
[0009]增濕器，連接于所述水槽上方，其中通過控制所述試驗(yàn)柜的密封狀態(tài)以及所述增濕器對所述試驗(yàn)柜內(nèi)的土壤的濕度進(jìn)行控制；
[0010]試樣箱，放置于所述水槽上方，所述試樣箱中放置有模擬管道試樣；
[0011]排風(fēng)風(fēng)機(jī)，設(shè)置于所述試樣箱上方；
[0012]第一溫濕度傳感器，設(shè)置于所述試驗(yàn)柜內(nèi)腔的上部，用于監(jiān)控所述試驗(yàn)柜內(nèi)部的空氣的溫度和濕度；
[0013]第二溫濕度傳感器，設(shè)置于所述試樣箱內(nèi)部，用于監(jiān)控所述試樣箱的土壤的溫度和濕度；
[0014]溫控裝置，電連接于所述排風(fēng)風(fēng)機(jī)、所述加熱板、所述第一溫濕度傳感器和所述第二溫濕度傳感器，用于通過控制所述排風(fēng)風(fēng)機(jī)和所述加熱板實(shí)現(xiàn)對所述土壤的溫度的控制;
[0015]陰極保護(hù)控制裝置，連接于所述模擬管道試樣，用于給所述模擬管道試樣提供陰極保護(hù)。
[0016]可選的，所述模擬裝置還包括:
[0017]電腦，連接于所述陰極保護(hù)控制裝置，以記錄所述模擬管道試樣的陰極保護(hù)電流電流，從而對所述陰極保護(hù)控制裝置進(jìn)行控制。
[0018]可選的，所述陰極保護(hù)控制裝置具體為:恒電位或電化學(xué)工作站。
[0019]可選的，所述溫控裝置具體包括:
[0020]電子控溫儀，所述電子控溫儀的輸入端連接所述第一溫濕度傳感器和所述第二溫濕度傳感器，所述電子控溫儀的輸出端連接于所述風(fēng)機(jī)開關(guān)和所述加熱板開關(guān)；
[0021 ] 風(fēng)機(jī)開關(guān)，連接于所述排風(fēng)風(fēng)機(jī)，用于控制所述排風(fēng)風(fēng)機(jī)處于開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)；
[0022]加熱板開關(guān)，連接于所述加熱板，用于控制所述加熱板處于所述開啟狀態(tài)或所述關(guān)閉狀態(tài)。
[0023]可選的，所述溫控狀態(tài)還包括:
[0024]過熱保護(hù)器，所述過熱保護(hù)器的輸入端連接所述第一溫濕度傳感器和所述第二溫濕度傳感器，所述過熱保護(hù)器的輸出端連接于所述風(fēng)機(jī)開關(guān)和所述加熱板開關(guān)。
[0025]可選的，所述裝置還包括:
[0026]保溫材料，設(shè)置于所述試驗(yàn)柜的內(nèi)壁。
[0027]可選的，所述試樣箱具體包括:單體試樣箱，所述的單體試樣箱的箱體中空，所述單體試樣箱的箱體上開有多個(gè)用于穿過模擬管道試樣的對穿孔，所述單體試樣箱內(nèi)填充腐蝕介質(zhì)且設(shè)置有輔助電極和參比電極，所述的輔助電極、所述參比電極和所述模擬管道試樣通過導(dǎo)線穿過試樣箱壁上的導(dǎo)線開口連接至所述陰極保護(hù)控制裝置。
[0028]可選的，所述試樣箱具體包括:連體試樣箱，所述連體試樣箱由至少兩個(gè)單體試樣箱組成，所述至少兩個(gè)單體試樣箱通過連通管道連接；
[0029]所述的單體試樣箱的箱體中空，所述單體試樣箱的箱體上開有多個(gè)用于穿過模擬管道試樣的對穿孔，所述單體試樣箱內(nèi)填充腐蝕介質(zhì)且設(shè)置有輔助電極和參比電極，所述的輔助電極、所述參比電極和所述模擬管道試樣通過導(dǎo)線穿過試樣箱壁上的導(dǎo)線開口連接至所述陰極保護(hù)控制裝置；
[0030]所述連通管道內(nèi)填充與單體試樣箱內(nèi)相同的腐蝕介質(zhì)，所述連通管道上開有用于插入所述至少兩個(gè)單體試樣箱共用的參比電極的參比電極插入口。
[0031]可選的，所述模擬管道試樣具體包括:剝離涂覆層模擬管道試樣、破損涂覆層模擬管道試樣、裸體模擬管道試樣、管道補(bǔ)口試樣中的至少一種模擬管道試樣。
[0032]可選的，所述輔助電極具體為:石墨或者鐵片；所述參比電極具體為:飽和KCl甘汞電極或者飽和硫酸銅電極；所述模擬管道試樣為研宄電極。
[0033]本發(fā)明有益效果如下:
[0034]由于在本發(fā)明實(shí)施例中，提供了一種管道陰極保護(hù)下土壤腐蝕的模擬裝置，包括:試驗(yàn)柜；加熱板，設(shè)置于所述試驗(yàn)柜內(nèi)腔的底部；水槽，設(shè)置于所述加熱板上方，所述水槽連接外部水源；增濕器，連接于所述水槽上方，其中通過控制所述試驗(yàn)柜的密封狀態(tài)以及所述增濕器對所述試驗(yàn)柜內(nèi)的土壤的濕度進(jìn)行控制；試樣箱，放置于所述水槽上方，所述試樣箱中放置有模擬管道試樣；排風(fēng)風(fēng)機(jī)，設(shè)置于所述試樣箱上方；第一溫濕度傳感器，設(shè)置于所述試驗(yàn)柜內(nèi)腔的上部，用于監(jiān)控所述試驗(yàn)柜內(nèi)部的空氣的溫度和濕度；第二溫濕度傳感器，設(shè)置于所述試樣箱內(nèi)部，用于監(jiān)控所述試樣箱的土壤的溫度和濕度；溫控裝置，電連接于所述排風(fēng)風(fēng)機(jī)、所述加熱板、所述第一溫濕度傳感器和所述第二溫濕度傳感器，用于通過控制所述排風(fēng)風(fēng)機(jī)和所述加熱板實(shí)現(xiàn)對所述土壤的溫度的控制；陰極保護(hù)控制裝置，連接于所述模擬管道試樣，用于給所述模擬管道試樣提供陰極保護(hù)。故而可以利用溫度、濕度和空氣擴(kuò)散速度三因素相結(jié)合，設(shè)計(jì)了模擬加速試驗(yàn)柜，通過控制溫度(對實(shí)驗(yàn)柜周期性斷電和通電用以實(shí)現(xiàn)冷熱交替)、濕度(對試驗(yàn)箱周期性封閉和敞開用以實(shí)現(xiàn)干濕交替)以及模擬管道試樣涂膜狀態(tài)(對模擬管道涂膜設(shè)計(jì)人工缺陷開口)來控制腐蝕加速比，從而達(dá)到了能夠?qū)艿涝陉帢O保護(hù)條件下的土壤腐蝕進(jìn)行有效評估的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中管道陰極保護(hù)下土壤腐蝕的模擬裝置的結(jié)構(gòu)圖；
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