[发明专利]一种交直流间歇干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法

说明书

本发明公开了一种交直流间歇干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法，属于杂散电流腐蚀与防护领域。该实验室装置由金属试片、阳极池、阴极池、直流电源干扰、交流电源干扰、电化学测试系统、充排气系统以及时间继电器、电脑组成。直流电源连接时间继电器的直流端口；交流电源连接时间继电器的交流端口，时间继电器控制两个电源开关自动转换。电化学系统是电化学测试系统与试片、辅助电极、参比电极、充排气装置在溶液中组成。通过时间继电器引出电源的正极与负极同电化学腐蚀系统相连，构成交直流间歇干扰下腐蚀实验装置。本发明可以对交直流间歇干扰下的金属管道腐蚀进行实验研究，可以同时测量阴极区和阳极区的腐蚀电化学信息。

技术领域

本发明涉及杂散电流腐蚀与防护领域，具体涉及一种交直流间歇干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法。

背景技术

杂散电流是指在设计或规定回路以外流动的电流，杂散电流对材料造成的腐蚀称为杂散电流腐蚀。我国地铁、交直流高压特高压输电线路、石油与天然气输送管道的里程不断增加，其中地铁等电气化铁路线上泄漏出的直流电流会对管道造成直流杂散电流腐蚀，高压特高压交流线路排流与及感应电流会对管道造成交流杂散电流腐蚀。在铁路、交流高压线路、石油与天然气输送管道的集中区域，由于地铁轻轨等电气化铁路运行有时间限制，其附近的石油天然气管路于白天主要受电气化铁路线直流杂散电流影响，夜间主要受交流电流造成杂散电流影响。直流杂散电流与交流杂散电流的间歇干扰下会形成复杂的杂散电流腐蚀环境，对埋地金属管道造成交直流间歇腐蚀。

现有的杂散电流腐蚀实验装置，通常采用一台直流电源，一台交流电源，一套电化学测试系统，金属试样等。当实验研究对象处于交流和直流杂散电流交替干扰的阴极区和阳极区，管材的腐蚀程度如何是无法判断。整体而言，目前对杂散电流的研究大多还处在对直流或者交流杂散电流的单独研究上，对于交直流间歇干扰下金属腐蚀的研究较少，同时研究装置上还存在许多的不足，许多腐蚀机理还没有形成清晰的认识。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种交直流间歇干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法，通过该装置对交直流间歇干扰下的金属管道腐蚀过程进行实验研究，根据杂散电流腐蚀特性研究交直流间歇干扰下管道阴极区和阳极区的腐蚀过程，可以利用电化学测试系统A与电化学测试系统B同时测试阴极区和阳极区的腐蚀过程；通过该装置能更好地研究交直流间歇干扰下金属管道的腐蚀机理，为交直流间歇干扰下金属管道的腐蚀防护提供实验依据。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种交直流间歇干扰下金属管道腐蚀实验装置是由金属试片A、金属试片B、阳极池、阴极池、直流电源、交流电源、电化学测试系统、充排气系统组成以及时间继电器、电脑等组成。直流电源连接时间继电器的直流电源闭路；交流电源连接时间继电器的交流电源闭路，通过电脑对时间继电器控制实现两个电源开关自动转换。

阳极池是由与正极连接的容器A及其里面的电解液A组成，阳极池用于研究交直流间歇干扰下金属管道阳极极区的腐蚀过程。

阴极池是由与电源负极连接的容器B及其里面的电解液B组成，阴极池用于研究交直流间歇干扰下金属管道阴极极区的腐蚀过程。

直流干扰是由直流电源、导线、开关C、电感元件、电阻R、电流表C、时间继电器组成。直流电源正负极连接有导线，导线末端连接时间继电器的直流端，时间继电器控制开关转换，在一定时间内输出直流杂散电流，上述连接即构成直流电流干扰。

交流电流干扰是由交流电源、电容元件A、电流表A、开关A、保险丝A、导线、时间继电器组成。交流电源A的输出接口连接有导线，导线依次连接有保险丝A、电容元件A、电流表A、开关A；最后连接在时间继电器的交流端，时间继电器控制实现两个电源开关自动转换，在一定时间内输出交流杂散电流，上述连接即构成阴极池的交流电流干扰，。