专利名称：一种杂散电流干扰腐蚀模拟优化装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种杂散电流干扰腐蚀模拟优化装置。涉及金属材料的一般防蚀和管道系统技术领域。
背景技术：
目前，已有一些单位和研究机构进行了杂散电流干扰的实验室模拟实验研究，但是受实验场地限制，实现长输管道杂散电流干扰的室内模拟存在很大的难度，故通常仅用单根小管结合一些小试片来模拟干扰，无法有效反映长输管道的实际干扰情形。而且模拟实验结果受空间限制，阴极保护、杂散电流干扰源的电场相互影响较大，难以准确、高效地进行试验。
发明内容
本发明的目的是发明一种真实、有效、精确度高的杂散电流干扰腐蚀模拟优化装置。本发明通过在模拟管段间串联可变电阻的方式实现长输管道杂散电流干扰的实验室模拟；并且通过装置中间设置连通通路的方式保证两个容器槽的电连续性的同时，又可通过连通通路中的有限电解质传导达到降低杂散电流干扰电场对两个容器槽内模拟管道的影响，从而实现杂散电流干扰影响的模拟优化。为了克服上述问题，本发明提供一种杂散电流实验室模拟优化装置，不仅可以实现长输管道杂散电流干扰的实验室模拟，并且通过改变干扰源的施加方式降低杂散电流干扰电场的影响，从而实现杂散电流干扰影响的模拟优化。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在阴极保护的模拟管段之间串联一个可变电阻，通过调节电阻阻值的大小来模拟长输管道，从而实现长输管道杂散电流干扰的实验室模拟。在两个容器槽之间设置一个连通管，在连通管两侧的容器槽施加干扰源，从而降低杂散电流干扰电场的影响。本发明的构成如图1所示，它由辅助阳极1、恒电位仪2、可变电阻I 3、可变电阻 II 4、可变电阻III 5、稳压电源6、可变电阻IV7、电化学工作站8、参比电极9、试片I 10、 管道I 11、干扰源极板I 12、中间连接管13、试片II 14、电解液15、容器槽I 16、管道II 17、管道III 18、干扰源极板II 19、容器槽II 20组成。在中间有中间连接管13连接的容器槽I 16、容器槽II 20内盛有电解液15，在容器槽I 16的上部设置恒电位仪2，恒电位仪2的正极接浸入电解液15内的辅助阳极1，恒电位仪2的负极接浸入电解液15内的管道III 18—端，管道III18另一端接容器槽I 16上部的可变电阻I 3的一端，可变电阻I 3另一端接浸入电解液15内的管道III18 —端，管道III18的另一端接试片II 14后一并接可变电阻III5的一端，可变电阻III 5另一端跨接到容器槽II 20浸入电解液15内的管道I 11 一端，管道I 11另一端接可变电阻IV7的一端，可变电阻IV7的另一端接浸入电解液15内的试片I 10和容器槽II 20外的电化学工作站8的正极，电化学工作站8的负极接浸入电解液15内的参比电极9;另，在中间连接管13上方有可变电阻II 4 一端接浸入电解液15内的干扰源极板II 19，可变电阻II 4另一端接稳压电源6的正极，稳压电源 6的负极接浸入另一容器槽16电解液15内的干扰源极板I 12。其中所述中 间连接管13连接在容器槽I 16、容器槽II 20相邻侧上下方向的中部，电解液15面高于中间连接管13;电化学工作站8就是一稳压电源。本发明通过在模拟管段间串联可变电阻的方式实现长输管道杂散电流干扰的实验室模拟；并且通过装置中间设置连通通路的方式保证两个容器槽的电连续性的同时，又可通过连通通路中的有限电解质传导达到降低杂散电流干扰电场对两个容器槽内模拟管道的影响，从而实现杂散电流干扰影响的模拟优化。本发明的有益效果可以在实验室条件下实现长输管道杂散电流干扰的模拟；通过优化设计降低了杂散电流干扰电场的影响，并同时可以通过添加一个电化学工作站来监测和测试在施加、关闭阴极保护过程中测试试片的极化与去极化过程，以及施加干扰情况下，测试试片的电化学过程；将微观过程与宏观结果相结合，该装置还可以用于杂散干扰腐蚀机理的研究。
图1杂散电流干扰模拟装置结构示意图其中1-辅助阳极2-恒电位仪3-可变电阻I4-可变电阻II5-可变电阻III6-稳压电源7-可变电阻IV8-电化学工作站9-参比电极10-试片I11-管道I12-干扰源极板I13-中间连接管14-试片II15-电解液16-容器槽I17-管道 II18-管道 III19-干扰源极板1120-容器槽1具体实施例方式实施例.本例是一实验样机，其构成如图1所示。它由辅助阳极1、恒电位仪2、可变电阻I 3、可变电阻II 4、可变电阻III 5、稳压电源6、可变电阻IV7、电化学工作站8、参比电极9、试片I 10、管道11、干扰源极板12、中间连接管13、试片1114、电解液15、容器槽 16组成。在中间有中间连接管13的两个容器槽16内盛有电解液15，在其中的第一个容器槽16的上部设置恒电位仪2，恒电位仪2的正极接浸入电解液15内的辅助阳极1，恒电位仪2的负极接浸入电解液15内的第一管道11 一端，第一管道11另一端接容器槽16上部的可变电阻I 3滑臂端，可变电阻I 3固定端接浸入电解液15内的第二管道11 一端，该管道11的另一端接试片II 14后一并接可变电阻III 5滑臂端，可变电阻III 5固定端跨接到第二个容器槽16浸入电解液15内的第三管道11 一端，第三管道11另一端接可变电阻 IV7的一端，可变电阻IV7的另一端接浸入电解液15内的试片I 10和容器槽16外的电化学工作站8的正极，电化学工作站8的负极接浸入电解液15内的参比电极9 ；另，在容器槽 16的中间连接管13上方有可变电阻II 4 一端接浸入电解液15内的干扰源极板12，可变电阻II 4另一端接稳压电源6的正极，稳压电源6的负极接浸入另一容器槽16电解液15 内的干扰源极板12。 其中辅助阳极1选用长60_宽30_厚5_的石墨板；恒电位仪2选用ZF-9恒电位/恒电流仪；可变电阻I 3选用ZX92A型直流电阻器；可变电阻II 4选用ZX21型旋转电阻箱；可变电阻II15选用ZX92E型直流电阻器； 稳压电源6选用LPS203A 32V/5A两路直流稳压电源；可变电阻IV7选用ZX92E型直流电阻器；电化学工作站8选用ZAHNER ZENNIUM ；参比电极9选用232型Ag/AgCl电极；试片I 10为与模拟管道同材质且裸露面积为IOmmX IOmm的钢片、试片II 14为与模拟管道同材质且裸露面积为IOmmXlOmm的钢片；管道11为长0.4米的0 6016MnR钢管；干扰源极板12选用40_X40_的钼片；中间连接管13为直径80mm的有机玻璃管；电解液15选用NS4 土壤模拟溶液；容器槽16为长1. 3米宽0. 4米高0. 5米的玻璃槽；管道17、18均为长0.4米的0 6016MnR钢管；干扰源极板12选用40_X40_的不锈钢丝网；容器槽20为长1米宽0.4米高0.5米的玻璃槽。本例的经多次试验，通过优化设计降低了杂散电流干扰电场的影响，并同时可以通过添加一个电化学工作站来监测和测试在施加、关闭阴极保护过程中测试试片的极化与去极化过程，以及施加干扰情况下，测试试片的电化学过程；将微观过程与宏观结果相结合，可以在实验室条件下实现长输管道杂散电流干扰的模拟。
权利要求
1.一种杂散电流干扰腐蚀模拟优化装置，其特征是它由辅助阳极(1)、恒电位仪(2)、 可变电阻I (3)、可变电阻II⑷、可变电阻III (5)、稳压电源(6)、可变电阻IV (7)、电化学工作站(8)、参比电极(9)、试片I (10)、管道I (11)、干扰源极板I (12)、中间连接管(13)、 试片II (14)、电解液(15)、容器槽I (16)、管道II (17)、管道III (18)、干扰源极板II (19)、 容器槽II (20)组成；在中间有中间连接管(13)连接的容器槽I (16)、容器槽II (20)内盛有电解液(15)，在容器槽I (16)的上部设置恒电位仪(2，)恒电位仪(2)的正极接浸入电解液(15)内的辅助阳极(1)，恒电位仪(2)的负极接浸入电解液(15)内的管道III (18) 一端，管道III (18)另一端接容器槽I (16)上部的可变电阻I (3) —端，可变电阻I (3)另一端接浸入解液(15)内的管道III (18) 一端，管道III (18)的另一端接试片II (14)后一并接可变电阻III (5) 一端，可变电阻III (5)另一端跨接到容器槽II (20)浸入电解液(15)内的管道I (11) 一端，管道I (11)另一端接可变电阻IV (7)的一端，可变电阻IV (7)的另一端接浸入电解液(15)内的试片I (10)和容器槽II (20)外的电化学工作站⑶的正极，电化学工作站⑶的负极接浸入解电解液(15)内的参比电极(9)；另，在中间连接管(13)上方有可变电阻II⑷一端接浸入电解液(15)内的干扰源极板II (19)，可变电阻II (4)另一端接稳压电源(6)的正极，稳压电源(6)的负极接浸入另一容器槽(16)电解液(15)内的干扰源极板I (12)。
2.根据权利要求1所述的一种杂散电流干扰腐蚀模拟优化装置，其特征是所述中间连接管(13)连接在容器槽I (16)、容器槽II (20)相邻侧上下方向的中部，电解液(15)面高于中间连接管(13)。
全文摘要
本发明是一种杂散电流干扰腐蚀模拟优化装置。在有中间连接管(13)连接的容器槽Ⅰ(16)、容器槽Ⅱ(20)内盛有电解液(15)，在容器槽Ⅰ(16)的上部设置正极接辅助阳极(1)、负极接管道Ⅲ(18)一端的恒电位仪(2)，管道Ⅲ(18)另一端接可变电阻Ⅰ(3)一端，可变电阻Ⅰ(3)另一端接管道Ⅲ(18)一端，管道Ⅲ(18)另一端接试片Ⅱ(14)后一并接可变电阻Ⅲ(5)一端，可变电阻Ⅲ(5)另一端跨接容器槽Ⅱ(20)内的管道Ⅰ(11)一端，管道Ⅰ(11)另一端接可变电阻Ⅳ(7)一端，可变电阻Ⅳ(7)另一端接试片Ⅰ(10)和电化学工作站(8)正极，电化学工作站(8)负极接参比电极(9)。
文档编号C23F13/06GK102312240SQ201010215130
公开日2012年1月11日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者刘玲莉, 吴长访, 张丰, 王禹钦, 王维斌, 薛致远, 郝建斌, 陈新华, 陈洪源 申请人:中国石油天然气股份有限公司