[发明专利]一种监测有机涂层下金属腐蚀的装置及其监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属腐蚀的监测装置，具体地说是一种监测有机涂层 下金属腐蚀的装置及其监测方法。

背景技术

对于金属材料腐蚀和环境腐蚀性的监测，世界各主要发达国家都 十分重视。英国北海油田在二十世纪八十年代就积极进行海洋腐蚀环 境测量，评价其腐蚀能力并绘制了腐蚀图谱。腐蚀监测在各国海洋石 油平台上得到了普遍应用。

随着我国石油、天然气产业几十年的不断发展，越来越多的石油、 天然气生产设施及输送管道被广泛的建设。这些管道的外腐蚀保护一 般由涂层及阴极保护组成的防护系统所承担。输送管道由于处在大 气、土壤、海水，海泥等恶劣的腐蚀环境中，特别是受工业生产带来 的H₂S，SO₂，CO₂以及等物质的腐蚀，其表面保护涂层在长期使用 后会出现失效或局部的破损，导致管道基体暴露于腐蚀介质中，从而 造成管道及其他重要生产设施的严重腐蚀。例如，我国川西一些气田 所采天然气中含有H₂S，SO₂等腐蚀性气体较少，管道内腐蚀较轻， 但是输气管道由于埋在土壤中，长期处于恶劣的腐蚀环境中，导致管 道外部涂层失效、脱落及破损，形成了较严重的管道外部腐蚀。一旦 管道受到腐蚀造成石油及天然气的泄漏，不仅会给油、气田带来巨大 损失，而且还会产生环境污染以及不利的社会影响，给人民生命财产 安全带来巨大的危害。我国一些油、气田的生产设施及输送管道经过 长期的生产及环境的腐蚀的作用，涂层的完整性已遭到破坏，部分外 部涂层保护作用已大大减弱，给生产带来了巨大的安全隐患，如果不 及时发现并采取有效措施，将造成严重的生产事故。但是由于输送管 道数量的众多以及处在土壤、海水及海泥中等一些难于肉眼观察的地 区，造成了对涂层下钢铁腐蚀监测的困难。同时靠人工实时、实地检 查、监测既花费了大量时间及经费，又不能及时地发现问题。所以， 发明一种能对石油、天然气输送管道表面涂层下金属腐蚀进行长期、 快速、连续监测的方法及装置会对石油天然产业的安全生产带来巨大 的经济及社会效益。

发明内容

为了弥补在不同腐蚀环境中对有机涂层下金属腐蚀情况监测的 不足，本发明的目的在于提供一种监测有机涂层下金属腐蚀的装置及 其监测方法，能够实现对涂层下金属腐蚀情况的长期、快速、连续地 监测。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明监测装置包括电解池帽、与被监测金属材料相同的桶、镍 棒及接插件，桶的内壁上镀有镍层、外表面设有涂层，桶内装有电解 液；镍棒的一端与桶内壁非接触地插入电解液中，另一端与电解池帽 相连接，电解池帽罩在桶上；镍棒与电解池帽连接端设有屏蔽导线， 其穿过电解池帽与接插件相连；桶上设有屏蔽导线，由电解池帽穿出 连接接插件。

其中：所述屏蔽导线与桶、镍棒及电解池帽的连接处均密封连接； 电解池帽的下端设有凹槽，桶的顶端插入凹槽内，两者密封连接；所 述电解液为二次或多次蒸馏的蒸馏水配制的氢氧化钠溶液，浓度为 0.1～1mol/L。

本发明监测方法为：将带有屏蔽导线的镍棒与电解池帽连接，屏 蔽导线由电解池帽引出；在桶内壁镀镍，外表面均匀涂抹涂层，然后 放入电解液，将镍棒插入桶中；桶上的屏蔽导线由电解池帽引出；引 出的屏蔽导线通过接插件连接恒电位仪，桶内部为腐蚀信号监测工作 电解池，桶内壁的镀镍面为信号检测工作面，桶外壁及其上的涂层面 为腐蚀反应发生面，恒电位仪信号输出端与数据采信器和计算机相连 接、对监测装置信号进行采集，实现对涂层下金属腐蚀程度及腐蚀速 度的监测。

其中：镀镍液按每升计为250g硫酸镍[NiSO₄.6H₂O]、45g氯化镍 [NiCl₂.6H₂O]、40g硼酸[H₃BO₃]混合而成；在桶镀镍前和镀镍后用无 水酒精、丙酮采用超声波洗净后冷风吹干；监测装置的工作温度范围 在-5℃～60℃之间。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明既可监测暴露在外的金属腐蚀程度及腐蚀速度，也可 监测外有涂层的金属腐蚀程度、速度及涂层破坏程度、速度，功能性 强。