[发明专利]埋地钢质管道风光电互补网络式防腐系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种管道维护系统，尤其是一种埋地钢质管道风光电互补网络式防腐系统。

背景技术

我国已建成投入运营长输油气管道6.2万公里，海底管道 3000 多公里，西气东输，南水北调工程也全面铺开，这些管道大部分是钢质管道，铺设在地下，和地铁轻轨、电缆等纵横交错，数量多，环境复杂。引起管道失效泄漏的主要表现形式为腐蚀穿孔，管道一旦失效将造成严重的经济损失和人员伤亡。我国大部分钢质管道处于埋设15年以上的高风险期，面临着腐蚀防护的难题。传统防腐蚀的方法主要有涂抹内外防腐涂层、加强巡查、排除杂散电流、牺牲阳极阴极保护、强制电流阴极保护、阳极保护等。内外防腐涂层的方法很多，对于埋地钢质管道，防腐涂层容易在运输和安装的过程中受到损害，经研究发现，在防腐涂层破损处，管道呈阳极区，其腐蚀速率比其它区域大得多，这种方法只能部分缓解腐蚀；加强巡查的方法是公司每天派出巡线班子，在埋地钢质管道所经过的区域进行巡线，排查有无开挖情况及在测试桩和凝水缸处检测管地电位和地电位梯度是否超标，用管线测漏仪检测管道有没有泄漏等，这种方法不能从根本上解决管道的防腐蚀问题，而且耗费大量的人力物力；杂散电流是指在设计或规定回路以外流动的电流，管道杂散电流是指外界非规定流动的电流，经过土壤流进管道一侧，然后从管道另一侧流出，电流从土壤进入金属管道的地方带有负电，流入区域称为管道阴极区，在阴极区如果管地电位过负，比-1350mV更负时，管道表面会析出大量氢，造成防腐绝缘层破坏和脱落，从而加剧阴极区的腐蚀破坏。当杂散电流由管道的某一点流出时，管道带正电，这一区域称为管道阳极区，在阳极区如果管地电位过正，大于-850mV时，钢管以铁离子的形式溶入周围介质中，因此阳极区的管道受到严重腐蚀^[7]，目前杂散电流常用的测试技术包括检查片腐蚀监测法、管地电位正向偏移法、管地电位连续监测法、杂散电流干扰探针测试法、地电位梯度检测法、SCM智能杂散电流测绘仪等，传统的方法为“点”检测或“线”检测，“面”检测刚刚起步。排除杂散电流的方法有直接排流法和引流法，这些方法往往会产生新的杂散电流从而使管道周围的金属构筑物加剧腐蚀破坏，造成了二次腐蚀；阴极保护法有牺牲阳极阴极保护、强制电流阴极保护、阳极保护等，传统的阴极保护方法检测和保护分离，没有一体化设备，保护不到位，常常形成过保护或欠保护，会产生新的杂散电流腐蚀周围的金属构筑物而不能在市区应用，且浪费电能严重。管道防护在山区用电不方便，必须解决方便用电问题。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种埋地钢质管道风光电互补网络式防腐系统，它能解决管道防护用电不方便的问题，以克服现有技术的不足。 

本发明是这样实现的：埋地钢质管道风光电互补网络式防腐系统，包括单片机模块，在单片机模块上连接有数据采集模块，野外监控模块，显示模块，一体化防腐模块，无线检测和短信模块，风光电互补电源模块及按键模块。

在单片机模块上还连接有时钟模块。

所述的野外监控模块包括摄像头及微波式感应探头。

所述的风光电互补电源模块包括风力发电机、太阳能蓄电池及民用电源。

单片机模块：单片机模块采用飞思卡尔公司提供的MC9S12XS128MAA单片机芯片，80管脚LQFP贴片封装，其特点为自带12位模数转换，自带看门狗电路、导电类型为双极型，工作温度为-40℃到80℃之间，并能在潮湿的环境下工作。单片机模块是系统的核心模块，主要协调和驱动各个模块的工作。

数据采集模块：主要实现腐蚀识别的数据采集，数据采集方法为五点面检测法，主要采集的数据有检测钢质管道的阴阳极、检测管道上流过的微小杂散电流，检测管地电位和地电位梯度。数据采集模块的工作原理是采用杂散电流五点检测法，其具体方法及结构与已公开的论文《埋地燃气管道杂散电流五点检测系统研究》相同。

野外监控模块：野外监控模块由单片机驱动摄像头，增配微波感应探头，可以对防腐设备周围20平方米的范围进行探测，并通过无线检测和短信模块将动态短信传送图片到公司的上位机电脑，其主要目的是监控野外管道周围是否有非法开挖、盗管、偷水偷气等现象发生，减少巡线难度，可实现夜间监控，填补埋地钢质管道夜间巡查难的问题，提高连续监测的效率。