一种用于埋地钢制管道的阴极保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及管道系统技术领域，具体涉及一种用于埋地钢制管道的阴极保护装置。


背景技术：

2.传统油气管道阴极保护系统主要分为牺牲阳极和强制电流两类。牺牲阳极系统是将被保护金属体和一种可以提供阴极保护电流的活泼金属或合金（多采用镁、锌、铝阳极）相连，使被保护管道阴极极化以降低管道腐蚀速率的方法，在运行过程中无法对管道保护电位进行调节。强制电流系统是将被保护金属体（管道、储罐等）与外加直流电源负极相连，由外部电源提供保护电流，为其表面上进行的还原反应提供电子，从而抑阻被保护体的腐蚀过程，降低其腐蚀速率的方法。一般可以通过恒电位仪对管道保护电位进行人工调节，但由于施加强制电流的管道较长，会造成距离恒电位仪近的管道保护效果较好，距离恒电位仪较远的管道未达到标准要求的管道保护电位。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种用于实现对埋地钢制管道保护电位进行自动调节的阴极保护装置。
4.本技术公开了一种用于埋地钢制管道的阴极保护装置，包括：电池模块、数据采集器以及远程控制终端；所述电池模块和数据采集器安装于阴极保护柜内，数据采集器包括采集模块、通信模块以及控制模块；所述电池模块一方面与采集模块电连接，为采集模块供电，另一方面还与管道连接，为管道提供可自动调节输出的电源；所述采集模块在控制模块的作用下通过管道线缆采集埋地钢制管道的电位数据，通过通信模块将采集的电位数据进行实时发射至远程控制终端，远程控制终端通过控制模块与电池模块电连接，用于控制电池模块输出到管道的功率。
5.进一步地，所述电池模块为可充电电池，通过安装在阴极保护柜顶部的太阳能电池板为可充电电池充电。
6.进一步地，所述数据采集器还包括用于在通讯异常时保存所述电位数据，在通讯恢复时将所述电位数据通过通讯模块自动上传至远程控制终端的储存模块。
7.进一步地，所述管道线缆包括由埋地钢制管道牵出的管道线、用于与预埋在埋地钢制管道旁边的辅助阳极连接的线缆、断电试片线缆、参比电极线缆、自然试片线缆以及电流试片线缆。
8.进一步地，所述采集模块与管道线缆通过设置在阴极保护柜内的接线柱进行转接连接。
9.进一步地，所述埋地钢制管道与电池模块负极连接，辅助阳极与电池模块正极连接，三者之间形成一个强制电流系统。
10.进一步地，所述阴极保护柜位于埋地钢制管道上方，相邻阴极保护柜的安装间距
为1km。
11.有益效果：（1）本技术通过数据采集器包括的采集模块采集电位信号，经通信模块将采集的电位信号进行无线发射，实现了管道阴极保护数据的自动采集，从而避免作业人员亲临现场对埋地钢制管道的电位数据进行测试，减少了作业人员的作业量，提高了电位数据的测试效率；（2）本技术中远程控制终端通过控制模块调节电池模块的输出功率，不仅能够实现埋地钢制油气管道的阴极保护功能，同时实现了保护电位的自动调节；（3）本技术中阴极保护柜位于埋地钢制管道上方，相邻阴极保护柜的安装间距为1km，平均每处保护管道长度为1km，本技术的分布方式控制管线短，使得阳极的敷设条件变得更加宽松，强制电流系统电源输出较小，从而避免了现有强制电流阴极保护系统干扰严重和阳极地床选址困难的问题。
附图说明
12.图1是本实用新型阴极保护装置的构造图；
13.图2是电池模块充电示意图；
14.图3是强制电流系统示意图；
15.图中：100、电池模块；200、数据采集器；210、采集模块；220、通信模块；230、储存模块；240、控制模块；300、远程控制终端；400、埋地钢制管道；500、辅助阳极；600、太阳能电池板。
具体实施方式
16.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施方式作进一步详细描述。
17.一种用于埋地钢制管道400的阴极保护装置，如图1所示，包括：电池模块100、数据采集器200以及远程控制终端300，电池模块100和数据采集器200安装于阴极保护柜内。
18.数据采集器200包括采集模块210、通信模块220、控制模块240以及储存模块230。具体地，采集模块210用于采集埋地钢制管道400的管道电位数据，包括参比电极、断电电位、自然电位、交流电流、直流电流，并将采集的管道电位数据传输至通信模块220，通信模块220用于无线发射管道电位数据至远程控制终端300并接收远程控制终端300反馈的信息。具体地，电池模块100一方面与采集模块210电连接，为采集模块210供电，电池模块100另一方面与管道连接，为管道提供可自动调节输出的电源。本技术中采用的电池模块100为可充电电池模块100，如图2所示，通过安装在阴极保护柜顶部的太阳能电池板600为电池模块100充电。采集模块210与管道线缆通过设置在阴极保护柜内的接线柱进行转接连接。采集模块210在控制模块240的控制作用下通过管道线缆采集埋地钢制管道400的电位数据，通过通信模块220将采集的电位数据进行实时或者在设定时间内发送至远程控制终端300，从而避免作业人员亲临现场对埋地钢制管道400的电位数据进行测试，减少了作业人员的作业量，提高了电位数据的测试效率。储存模块230用于在信号异常条件下，将采集到的电位数据进行自动储存，在信号良好时通过通信模块220自动上传到远程控制终端300。远程控制终端300通过控制模块240与电池模块100电连接，用于控制电池模块100输出到管道的功率。
19.其中，管道线缆包括管道线、辅助阳极线缆（即用于与预埋在埋地钢制管道旁边的辅助阳极连接的线缆）、断电试片线缆、参比电极线缆、自然试片线缆以及电流试片线缆。断电试片线缆、参比电极线缆、自然试片线缆以及电流试片线缆都是一端连接到埋设在土壤中的与管道材质相同的管道试片上，另一端与数据采集器采集模块210的各同名称线相连。管道线是由埋地钢制管道400引出的一根电缆线，一端与埋地钢制管道400相连，另一端与采集模块210和电池模块100负极相连。辅助阳极线缆是由辅助阳极500引出的一根电缆线，一端与辅助阳极500相连，另一端与电池模块100正极相连。如图3所示，埋地钢制管道400、电池模块100、辅助阳极500三者之间形成一个小型的强制电流系统。鉴于现有强制电流系统通常一处电源接入点控制几十公里天然气管道，电源的输出较大，可能出现离电源接入点近的管线电位负于1.2v，若管道负于1.2v过多，对燃气管道周边的钢制管道将会造成加速腐蚀的情况，对其他管道造成干扰。阳极地床的敷设条件直接影响电子的释放快慢，阳极地床作为代替管道失去电子的装置，选址条件较为苛刻，低洼潮湿、占地广、开挖深等条件。若选址不理想，电源的输出将成倍上升。本技术中阴极保护柜位于埋地钢制管道400上方，相邻阴极保护柜的安装间距为1km，平均每处保护管道长度为1km。管道电位的国标要求值为-0.85至-1.2v之间，燃气管道外有良好的管道保护层，电位流失很小，可保证在1km的情况下使用较小输出的电源实现管道电位的达标。因此本技术的分布方式控制管线短，使得阳极的敷设条件变得更加宽松，强制电流系统电源输出较小，从而避免了现有强制电流阴极保护系统干扰严重和阳极地床选址困难的问题。
20.由于阴极保护系统在国标中要求管道电位在-0.85至-1.2v之间，采集模块210通过管道试片采集管道电位数据，电位数据通过4g信号返回到远程控制终端300，在不施加电流的情况下，管道电位通常比-0.85v更偏正，通过与远程控制终端300预设的电位或电位区间进行比较，若未达到远程控制终端300预设电位或电位区间，远程控制终端300通过控制模块240远程控制电池模块100的输出功率，从而调节管道的电位，直至管道电位与远程控制终端300预设电位或电位区间相吻合，从而避免了管道欠保护和过保护的情况。
21.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。