一种金属管道表面抗腐蚀的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属抗腐蚀领域，更具体地，设及一种利用电磁场/波实现金属管道 表面抗腐蚀的装置。
【背景技术】
[0002] 腐蚀是长期困扰工业生产的一大问题，W石油化工行业为例，每年石油化工行业 由于腐蚀而造成的损失远远大于水灾、火灾及地震等自然灾害所造成的损失，其中，金属管 道腐蚀占很大比例。在技术进步和工业要求下，各种新型管道生产制造技术迅速发展，各种 抗腐蚀方法也应运而生。
[0003] 常用的金属抗腐蚀方法主要有W下几种。第一种是通过在金属管道内添加抗腐 蚀剂，该种方式能较为有效地防止管道内介质与金属管道发生化学反应，但由于试剂的添 加会改变管道内介质的化学组成，因而该方法不被广泛采用。第二种是用瓣射的方式制造 非晶态金属抗腐蚀涂层，该涂层性质稳定，不会改变管道内介质的化学组成，由于涂层对金 属管道和管道内流体介质起到了隔离作用，能够抑制腐蚀的发生；但是，由于非晶态金属涂 层受热时倾向于结晶，对氨脆也很敏感，对涂层的制备工艺、W及管道的应用条件有诸多限 制。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种金属管道表面 抗腐蚀的装置，其中通过对其关键组件的结构及其设置方式、材料、电磁场产生方式、能量 传输方式等进行改进，与现有技术相比能够有效解决现有金属抗腐蚀效果不稳定、且可能 引入杂质的问题，并且该装置的能量传输效果好、安全性好，便于实际应用。
[0005] 为实现上述目的，按照本发明，提供了一种金属管道表面抗腐蚀的装置，其特征在 于，该金属管道表面抗腐蚀的装置包括振荡电路、线圈和导磁环；金属管道套在所述导磁环 内；所述线圈缠绕在所述导磁环上，并且该线圈与所述振荡电路相连形成电流回路；所述 导磁环为铁氧体、钻和镶的一种或其混合物，该导磁环所在平面的法线方向与所述金属管 道轴线方向的夹角为0°~60°，用于向所述金属管道引入交变电磁场，使金属管道表面 抗腐蚀。
[0006] 作为本发明的进一步优选，所述金属管道表面抗腐蚀的装置满足：
[0007]
[000引其中，y为所述金属管道的磁导率，丫为所述金属管道的电导率；《为角频率，并 且《= 231f，f为所述振荡电路向所述线圈输送的振荡电流的频率。
[0009] 作为本发明的进一步优选，所述磁导环为铁氧体环。
[0010] 作为本发明的进一步优选，所述导磁环为四边形环、五边形环、六边形环和圆形环 中的任意一种。
[0011] 作为本发明的进一步优选，所述振荡电路用于向所述线圈输送振荡电流，该振荡 电流的频率为20KHZ~lOOOKHz。
[0012] 通过本发明所构思的W上技术方案，与现有技术相比，具有W下有益效果：
[0013] 1.本发明中的金属管道表面抗腐蚀装置采用纯物理的方式，通过振荡电路、线圈、 导磁环（如铁氧体环）等，将交变电磁场传递到金属管道里，不引入其他杂质，稳定性高。该 金属管道表面抗腐蚀的装置，铁氧体环W闭合形式环绕在金属管道上，交变电信号通过铁 氧体环，禪合到金属管道，使金属管道中也产生交变电流；高频交流电会产生交变磁场，磁 场方向垂直于交流电电流方向，带电离子或者电子在该交变磁场中受到指向管道外侧表面 的洛伦兹力，从而产生了趋肤效应；趋附效应使电流只从管道表面流过，管道内部输运的液 体中电流很小，甚至为零；管道内表面金属失去的电子将转移到管道的外侧，从而抑制管道 和液体（如水等）发生化学反应，防止管道腐蚀。
[0014] 2.本发明产生交变电磁场在管道中左右延伸，即使较远距离会存在些衰减，但是 仍能大大扩展交变电磁场对金属管道的作用范围。导磁环（尤其是铁氧体环）具备导磁率 较高，磁导率越高，低频的阻抗越大，高频的阻抗越小，能够更好地将交变电磁场（尤其是 高频交变电磁场）引入到金属管道中，并将电感线圈的能量禪合到金属管道。比起直接在 管道上缠绕线圈引入电磁场的方式，本发明通过采用含有导磁环的互感线圈，能有效降低 电磁场的能量损失，高效的实现电磁场的传递。
[0015] 导磁环套在管道上，线圈则缠绕在导磁环上（既可缠绕导磁环的一部分了，例如 四边形环的某一边，也可缠绕整个导磁环），形成等效变压器电路；导磁环所在平面的法线 方向与管道的轴线方向的夹角为0°~60°，能够很好的传输振荡电路的能量，便于对金 属管道表面进行抗腐蚀保护。
[0016] 3.本发明的趋肤深度（即A)优选为不超过2mm(例如，可进一步的优选为0. 5mm、 5mm)，既确保了交变电磁场对金属管道表面的保护效果，又避免了电磁波能量其他 方面的损失。另外，由于趋肤深度使电磁场的能量集中在管道表面位置附近，管道内部输送 的液体（如水）中的电磁场能量极小，在管道外壁传输的电磁场也最终会导入大地，安全性 局。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明中金属管道表面抗腐蚀的装置的结构示意图；
[001引图2是导线周围磁场随导线根数增加的示意图，其中图2a对应1根导线，图化对 应2根导线，图2c对应多根导线；
[0019]图3是管道状结构的磁力线示意图（即趋肤效应产生机理的原理示意图），其中图 3a对应组合成管道状的多根导线，图3b对应管道。
[0020] 附图中，各附图标记的含义如下；1是线圈，2是固定铁氧体组件用塑料螺栓，3是 铁氧体组件（组合后形成铁氧体环），4是金属管道，5是自由电子示意，6是金属管道内部 的磁场磁力线示意；7是导线周围磁场示意，8是金属导线的横截面示意（X、.为本领域惯 用的含义，即X表示垂直于纸面指向里，?表示垂直于纸面指向外）；9是开关电源；10是 振荡电路（即交变信号产生电路）。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所设及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可W相互组合。
[0022] 本发明中的金属管道表面抗腐蚀装置包括开关电源，交变信号产生电路和铁氧体 环；铁氧体环W闭合形式环绕在金属管道上，交变信号通过铁氧体环，禪合到金属管道，使 金属管道中也产生交变电流。高频的交变电流在金属管道中引起趋肤效应，使管道内电场 强度为零，金属管道的自由电子只能转移到管道外表面，从而抑制管道内液体介质和管道 材料的化学反应，防止了腐蚀的发生。
[0023]其中，开关电源是可选器件，起到将220V的交流市电转换为电压恒定的直流电的 恒压源的作用，它能为交变信号产生电路提供足够的能量，W使装置为金属管道抗腐蚀的 过程提供较大的功率。
[0024]交变信号产生电路可W用多种不同方式产生交流电信号。如利用LC振荡的原理， 通过恒压源不断给电容和电感线圈充放电产生一系列连续且呈指数衰减的正弦振荡电流 信号；也可W用其他含电子管、半导体晶体管的电子振荡器产生任意频率较高的交变信号， 如方波、银齿波、S角波等（即任意高频交变信号，包括阻巧信号与非阻巧信号）均能在金 属管道中引起趋肤效应，从而用于抗腐蚀。
[0025]在实际应用中，可根据不同管材（材质、厚度），选择合适的交变电流信号频率，从 而控制趋附深度，产生最佳的抗腐蚀效果。趋肤深度的计算公式为
I其中，《为 角频率，《 = 23if(rad/