埋地管道防腐层阴极剥离试验装置和用于埋地管道3pe防腐层阴极剥离现场试验的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于埋地管道防腐层的试验装置，具体而言，涉及一种埋地 管道防腐层的阴极剥离试验的装置和用于埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场试验的装置。
【背景技术】
[0002] 为了防止埋地钢质管道发生外部腐蚀破坏、确保埋地长输管道的使用寿命和安全 运行，常采用防腐层和阴极保护联合保护的技术手段实现埋地管道的外部防腐。
[0003] 3PE防腐层具有适用范围广、防护性能可靠等优点，自20世纪90年代中期在我国 管道工程中应用以来，累计使用量已经超过上万公里。但是，3PE防腐层在运输、施工和运行 过程中也难免受到机械损伤而出现破损点，从而导致金属管体暴露于周围土壤介质中。
[0004] 施加阴极保护能够对破损点暴露出的金属起到良好的保护作用，但阴极过程所产 生的产物（OH-和氏）对3PE防腐层产生一定的影响，造成防腐层剥离，称为阴极剥离。
[0005] 管道防腐层阴极剥离试验是评判防腐层抗剥离性能的重要检测手段，标准GB/T 23257《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》、SY/T0094《管道防腐层阴极剥离试验方法（粘接电 解槽法）》和SY/T0413《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》均涉及该方法。在这些标 准中，剥离试验或测试均是在实验室条件下进行的，具体的试验参数如下表1所示：
[0006] 表1国内标准阴极剥离试验方法比较
[0007]
[0008] 注：Vsce为相对饱和甘汞电极电位。
[0009] 对目标管道试样根据标准要求进行剥离试验，采用3 %NaCl溶液作为试验溶液， 通电电位为-1. 5Vsee，试验温度65°C，试验周期48h。试验结果如下表2所示：
[0010] 表2标准方法剥离试验结果
[0011]
[0012] 根据标准GB/T23257和SY/T0413,计算各试验的剥离距离，按标准GB/T23257， 剥离距离应< 6mm(65°C，48h，-1. 5V)。如表2所示，各组试验均满足标准要求。但是，该目 标管道在现场服役情况下却出现了阴极剥离情况，且剥离情况严重，现场图片如图9所示。 在图9中，可以看到大于几十毫米的剥离。
[0013] 现场情况是复杂和变化的，采用标准试验方法做出的结果与现场难以吻合，这样 在管道建设和维护阶段就会引起误判，危害管道的安全运营。因此需要找到一种管道防腐 层阴极剥离试验方法，其能够实现实验室结果与现场结果基本一致。
[0014] 在现有的专利申请公开中，也未有涉及标准试验方法存在的上述问题，更未提出 任何解决方案。例如，专利CN201310300199《一种应力与杂散电流耦合作用下埋地钢质管 道涂层剥离与腐蚀试验方法》，提出了一种在复杂耦合条件下进行剥离试验的装置，但是其 主要解决的是介质环境耦合问题，以模拟更加复杂环境下的剥离；专利CN201322716Y《一 种用于管道涂层阴极剥离试验测定装置》公开了一种用于管道涂层阴极剥离试验的测定装 置，但其主要改进了玻璃筒和试验试件的连接密封问题。 【实用新型内容】
[0015] 为了解决上述技术问题之一，根据本实用新型的一方面，提供了一种埋地管道防 腐层阴极剥离试验装置，该试验装置包括：箱体，辅助阳极，恒电位仪，反馈线和参比电极， 其中，辅助阳极伸入箱体内部，从而浸入到箱体内部的试验介质，该辅助阳极用于对试验介 质施加控制电压；通过设置在箱体底部的开口或者开槽，使得试验介质侵没试验试件包括 人为缺陷孔的部分；恒电位仪具有自动通断电功能，以试验试件的断电电位作为控制电位， 该恒电位仪的负极与试验试件相连，该恒电位仪的正极与辅助阳极相连；反馈线分别连接 试验试件和参比电极，以实时监测试验试件的断电电位，并将试验试件的断电电位反馈到 恒电位仪，作为恒电位仪的控制电位，使得恒电位仪的输出电位与反馈得到的断电电位一 致。
[0016] 根据本实用新型实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验装置，可选地，用无底或 开槽的透明塑料桶来实现箱体。
[0017] 根据本实用新型实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验装置，可选地，试验介质 是氯化钠溶液。
[0018] 根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场 试验的装置，该装置包括：箱体，辅助阳极，恒电位仪和参比电极，其中，辅助阳极伸入掩埋 试验装置的土壤中，并通过导线与恒电位仪连接；箱体的底板设置有开口或者开槽，使得 置于箱体内的试验试件的包括人为缺陷孔的部分能够与箱体外部的土壤接触；箱体的底板 设置有开孔，使得参比电极能够伸出箱体与外部的土壤接触；恒电位仪对试验试件施加阴 极保护电位，该恒电位仪的负极与试验试件连接，该恒电位仪的正极与辅助阳极连接；通过 导线将试验试件的断电电位反馈到恒电位仪，作为恒电位仪的控制电位。
[0019] 根据本实用新型实施例的用于埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场试验的装置，可 选地，试验装置还包括阴极保护远程监测终端，用于对试验试件的通断电电位进行实时监 测，该阴极保护远程监测终端通过导线分别连接试验试件和参比电极，并通过导线与恒电 位仪相连。
[0020] 根据本实用新型实施例的用于埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场试验的装置，可 选地，阴极保护远程监测终端能够将测试数据回传到服务器。
[0021] 根据本实用新型实施例的用于埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场试验的装置，可 选地，箱体（100)的规格为350mmX300mmX500mm。
[0022] 根据本实用新型实施例的用于埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场试验的装置，可 选地，箱体的还包括：两个侧板，背板，盖板，隔板和前面板，其中，前面板能够开合，用于实 现试验试件、参比电极的安装连接操作；盖板设置有接线柱，用于外接导线，该盖板还设置 有可开合面板，通过打开该可开合面板来调节恒电位仪；隔板用于放置阴极保护远程监测 终端和恒电位仪。
[0023] 根据本实用新型的又一方面，还提供了一种用于埋地管道3PE防腐层阴极剥离现 场试验的装置，该试验装置通过外接导线与服役管道相连接，从而连接到该服役管道的恒 电位仪和辅助阳极，试验装置包括：箱体，可变电阻，参比电极，其中，箱体的底板设置有开 口或者开槽，使得置于箱体内的试验试件的包括人为缺陷孔的部分能够与箱体外部的土壤 接触；箱体的底板设置有开孔，使得参比电极能够伸出箱体与外部的土壤接触；服役管道 的恒电位仪的负极与试验试件连接，该服役管道的恒电位仪的正极与服役管道的辅助阳 极连接，该服役管道的辅助阳极伸入掩埋试验装置的土壤中；通过可变电阻调节试验试件 的阴极保护断电电位；阴极保护远程监测终端，分别连接试验试件和参比电极，并与可变电 阻相连接，该阴极保护远程监测终端具有自动通断电功能，能够实现对试验试件的通断电 电位的实时监测。
[0024] 根据本实用新型的埋地管道3PE防腐层阴极剥离试验的方法和装置，对埋地管道 运营维护中阴极保护电位设定范围的确定具有重要的指导作用，主要优点包括以下一项或 多项：采用恒电位仪或阴极保护远程监测终端测试阴极保护电位，所设定的试验电位为断 电电位而非通电电位，避免了 IR降的影响，更能反映试件实际极化水平，得到的临界电位 值具有更好的参考价值；具有自动断电功能的恒电位仪结合反馈机制可以更好地实现自动 化控制；采用一组不同的断电电位进行试验，剥离距离在某一电位下发生突变，以此确定剥 离距离明显增大的断电电位临界值，指导管道运营中阴极保护电位的设定；现场试验装置 将试验试片埋设于服役管道旁，试验条件贴近服役管道实际工况，数据准确可信；在与服役 管道共用阴极保护系统的情况下，在服役管道和试验试件之间串联可变电阻，可方便地调 整试验试件的阴极保护电位；试验装置具有高度集成、便携易用的优点，很好的满足了现场 测试的需求。
【附图说明】
[0025] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单 地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用 新型的限制。
[0026] 图1是根据本实用新型实施例的3PE防腐层阴极剥离试验装置的原理结构示意 图；
[0027] 图2是根据本实用新型实施例的用于埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场试验的 装置示意图；
[0028] 图3a，图3b和图3c均为图2所示装置的部分剖面图和俯视图；
[0029] 图4为图2所示装置采用单独阴极保护系统时的安装图；
[0030] 图5为图2所示装置与服役管道共用阴极保护系统时的安装图；
[0031] 图6a~图6f为根据本实用新型实施例的阴极剥离试验所得到的显示剥离距离的 照片；
[0032] 图7是剥离距离随断电电位的变化图；
[0033] 图8a和图8b将3PE防腐层阴极剥离后的管材照片；
[0034] 图9是根据现有技术的阴极剥离试验所得到的显示剥离距离的照片。
[0035] 附图标记
[0036] 100 箱体
[0037] 101，102 侧板
[0038] 103 背板
[0039] 104 盖板
[0040] 1041盖