[发明专利]一种拉伸应力作用下埋地钢质管道杂散电流腐蚀试验系统

说明书

技术领域

本发明属于材料腐蚀与防护领域，具体涉及一种拉伸应力作用下埋地钢制管道杂散电流腐蚀试验系统。

背景技术

随着我国埋地管网愈发复杂，管网中的钢制管道在杂散电流和应力等因素作用下引发的腐蚀问题越来越多，危害愈发严重，因此，研究埋地钢制管道在应力条件下杂散电流腐蚀规律十分迫切。由于杂散电流受土壤电导率、埋地深度等诸多因素的影响以及所处的特殊环境难于进行现场实验，因此，建立应力条件下埋地钢制管道杂散电流腐蚀试验系统变得十分必要。目前，国内已有单一的拉伸应力测试装置，能够对光纤、塑料、金属等材料进行拉伸测试，已有的拉伸应力腐蚀实验装置可以对棒材或板材金属进行大气环境的腐蚀试验，也可做其它有害物质的应力腐蚀试验。但是已有的实验装置也存在一些缺点，例如产生的拉应力较小，适用范围窄，测试精度较低，无法进行杂散电流腐蚀实验，不易测量失重、不易获得腐蚀形貌。国内尚未有应力条件下埋地钢质管道杂散电流腐蚀试验系统，因此研究和开发拉伸应力作用下埋地钢制管道杂散电流腐蚀试验系统成为探究埋地钢制管道杂散电流腐蚀影响因素和影响规律的基础。

发明内容

为了克服现有的拉伸应力测试装置和拉伸应力腐蚀实验装置拉伸应力较小，测试精度较低，无法进行杂散电流腐蚀实验等缺陷，本发明利用螺旋传动产生拉应力，数字万用表19实时显示高精度拉力传感器9获得的数值，利用直流电源22、脉冲信号发生器21、智能中断器20产生直流、交流、交直混流杂散电流；利用恒压源12产生阴极保护电位；利用电化学工作站15对受力试样进行电化学测试；利用pH计14和电导率仪13配置不同酸碱度和电导率的土壤溶液并在实验过程中监测土壤溶液参数的变化。该系统具有能测量失重；能获取腐蚀形貌；能够产生直流、交流、交直流混流杂散电流；能够根据实际运行工况提供实验所需的应力；能模拟阴极保护；能够进行不同影响因素（不同应力水平、杂散电流种类/强度、土壤电阻率/电导率、土壤酸碱度等）下的腐蚀规律实验等功能。

一种拉伸应力作用下埋地钢制管道杂散电流腐蚀试验系统，该系统包括应力加载试验系统、土壤环境模拟系统、杂散电流模拟系统、阴极保护系统、电化学测试系统。应力加载试验系统产生试样试验所需压力，土壤环境模拟系统模拟埋地金属所处的土壤环境，配置不同酸碱度和电导率的土壤溶液，杂散电流模拟系统产生直流、交流、交直混流杂散电流，阴极保护系统为试样提供阴极保护电位，电化学测试系统测试不同影响因素下试样的腐蚀电位。

所述的应力加载试验系统由左拉杆1、左底板2、长六角头螺栓3、电解池4、试样5、销钉6、销钉套7、中拉杆8、S型拉力传感器9、右拉杆10、右底板11、激励电源17、电压放大器18、数字万用表19组成；

其特征在于：两个长六角头螺栓3穿过右底板11嵌入左底板2盲孔中，两个长六角头螺栓3和左底板2、右底板11形成支架，左右底板间依次为左拉杆1、试样5、中拉杆8、S型拉力传感器9、右拉杆10；长六角头螺栓3一端与右底板11间为螺纹连接，另一端与左底板2盲孔为间隙配合；左拉杆1与左底板2为螺纹连接，试样5与左拉杆1和中拉杆8分别通过两个销钉6连接，销钉6外套有销钉套7且两者之间为过盈配合，销钉套7位于左拉杆1和中拉杆8通孔中，销钉套7与左拉杆1通孔和中拉杆8通孔间均为过盈配合；S型拉力传感器9与中拉杆8之间为螺纹连接，右拉杆10穿过右底板11通孔与S型拉力传感器9为螺纹连接；试样5穿过电解池4中部；试样5与左拉杆1、中拉杆8接触的表面涂覆绝缘材料，确保杂散电流仅通过试样5；激励电源17正负极分别S型拉力传感器9激励信号线正负极相连，S型拉力传感器9输出信号线正负极与电压放大器18输入端正负极相连，S型拉力传感器9屏蔽线接地，电压放大器18输出端与数字万用表19相连。

进一步，土壤环境模拟系统包括电导率仪13、探针P1、pH计14、探针P2；电导率仪13连接探针P1，pH计14连接探针P2，探针P1、P2均浸没于电解池的土壤溶液中。

进一步，杂散电流模拟系统包括脉冲信号发生器21、功率放大器23、恒流源22、智能中断器20、第三辅助电极CE3、电流表A2、电流表A3、开关K2、开关K3；脉冲信号发生器21与功率放大器23相连，功率放大器23正极串接开关K2和电流表A2后连接智能中断器20输入端正极，功率放大器23负极连接智能中断器20输入端负极,恒流源22负极串接开关K3和电流表A3后连接智能中断器20输入端负极，恒流源22正极连接智能中断器20输入端正极,智能中断器20输出端正极连接试样5，负极连接第三辅助电极CE3。