[发明专利]一种埋地钢质管道阴极保护极化测试探头及测试方法

说明书

 

发明领域

本发明涉及阴极保护检测技术领域，特别涉及埋地管道阴极保护极化测试探头及测试方法，主要用于测量埋地钢质管道的阴极保护极化电位。

 

背景技术

阴极保护作为防止埋地钢质管道腐蚀的一种经济有效的方法已经得到了广泛的应用，极化电位作为阴极保护的关键参数，它标志了阴极极化的程度，是监视和控制阴极保护效果的重要指标。因此，准确测量极化电位对于保证阴极保护技术的有效实施具有非常重要的意义。

埋地钢质管道采用阴极保护后，因电流在土壤中流动产生IR降会给极化电位的测量带来误差。为了消除IR降，测量得到真实的管道极化电位，常采用瞬间断电法或试片断电法。 瞬间断电法是采用专门的设备来瞬间断开阴极保护电流来测量得到管道极化电位的方法；瞬间断电法要求管道上所有相连的接地保护、牺牲阳极均须断开，管道上多个阴极保护装置也要同时断开，在测试点处不应有杂散电流的干扰；由于这些要求使得瞬间断电法在实际工程中常会因很多不便而难以实施，诸如存在多个保护回路的情况，难以同时中断多个电源设备，并且当有杂散电流干扰时即使采用瞬间断电法，也难以测出真实的管道极化电位。试片断电法是在测试点处埋设一个裸试片，其材质、埋设状态要求与管道相同，试片和管道用导线连接，这样就模拟了一个覆盖层的缺陷，由管道提供保护电流进行极化。测量时只需断开试片和管道的连接导线，就可以测得试片断电电位，由试片电位代表管道电位，从而避免了切断管道主保护电流及其他电连接的麻烦；但在有杂散电流干扰情况下，由于杂散电流在试片和参比电极之间的土壤中流动，还会带来测量误差，此时仍无法得到准确的极化电位。而目前埋地钢质管道周围的环境状况较为复杂，特别是交直流杂散电流干扰十分普遍，在这种干扰条件下如何来测量得到真实的管道阴极保护极化电位就显得尤为重要。

为了解决这一测量难题，需要开发专用的测试工具。NACE TM 0497指出“如果有杂散电流、或牺牲阳极与管道直接相连、或存在外部强制电流设备并且不能被中断的话,很难得到理想的测量结果,或者说测量结果无法分析,不得不采用专用探头来测量管道的真实电位”。极化测试探头即属于这类测试工具，其是对极化试片的进一步发展，将极化试片和参比电极共同组成在—个绝缘壳中，通过合理的结构设计来消除杂散电流对测量结果的影响，以便测得准确的试片极化电位。由于国内外在阴极保护极化探头上的研发起步较晚，相关报道较少，目前市场上可用的产品很少，并且通过调研和实际应用发现，国内现有的极化探头产品在结构、性能、寿命及功能方面均存在诸多不足，主要问题为测试探头使用寿命有限，由于测试探头要埋设使用，因此需要长期使用寿命要求，围绕目前埋地管道阴极保护极化电位测试存在的问题，进行了相关研究，在研究结果基础上开发了埋地管道阴极保护极化电位测试探头。

发明内容

本发明的要解决的技术问题在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种有效地测量埋地钢质管道阴极保护极化电位的测试探头，以及一种测试方法，通过测试探头来获得埋地钢质管道的阴极保护参数，从而判断所达到的阴极保护水平。

为实现上述目的，本发明提供了一种埋地钢质管道阴极保护极化测试探头，用于模拟埋地钢质管道上的涂层漏点，其特征在于：所述探头包括：绝缘壳体，测试试样，参比电极及电缆；

所述绝缘壳体具有上下两个腔体，所述上腔体内填充绝缘密封材料；所述下腔体又分内外两个中空腔体，内腔体放置参比电极，外腔体填充绝缘密封材料，测试试样安装于外腔体绝缘壳体的底部；

所述测试试样采用与所模拟钢质管道相同的材料，测试试样与电缆电连接，连接部位绝缘防腐处理；

所述参比电极端部进入上腔体并与电缆电连接，连接部位绝缘防腐处理；另一端与土壤接触；

所述电缆均由绝缘壳体顶部伸出。

进一步的，所述绝缘密封材料为聚氯乙烯PVC或聚四氟乙烯PTFE材料。

进一步的，所述测试试样只暴露一个金属面，其他表面及电缆连接处均绝缘密封。

进一步的，所述测试试样与绝缘壳体安装部位采用机械密封或填料密封方式。

进一步的，所述参比电极采用长效参比电极。

进一步的，所述长效参比电极为长效硫酸铜参比电极或长效锌参比电极。

一种埋地钢质管道阴极保护极化电位的测试方法，包括以下步骤：

（1）根据待测试的埋地钢质管道材质、涂层类型及状况，确定测试试样材质和面积，采用如权利要求1所述的埋地管道阴极保护极化测试探头，测试试样和参比电极通过电缆与外界电连接；