[实用新型]评价交流杂散电流干扰下油气管线腐蚀的电化学测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气管线腐蚀评价领域，特别涉及一种用于交流杂散电流干扰下油气管线腐蚀的电化学测试系统。

背景技术

交流杂散电流引起的腐蚀(AC-induced Corrosion)已成为威胁埋地油气输送管线安全运输生产的重要因素之一。随着油气工业的迅猛发展和不断扩大的城市化，油气输送管线不可避免的经过城市周边和工业区，特别是油气输送管线与强电线路(高压输电线路和交流电气化铁路)互相平行时，由于强电线路的电磁作用形成杂散电流在管线涂层破损处引起腐蚀，最终造成管线腐蚀穿孔。据报道，交流杂散电流可以在管线的涂层破损处引起高达5～10mm/a的腐蚀速率，这意味着一旦管线有涂层破损点，管线将在1～2年内很快腐蚀失效。交流杂散电流腐蚀相对于其它类型的腐蚀具有以下几个特点：第一，交流杂散电流腐蚀速率高；第二，交流杂散电流容易引起局部腐蚀(特别是点蚀)，相对于均匀腐蚀其危害性更大；第三，目前交流杂散电流腐蚀还没有很好的治理技术。

早在19世纪初腐蚀科学家就开始研究交流杂散电流腐蚀，但是直到现在交流杂散电流引起的腐蚀都没有被很好的理解，主要原因如下：第一，最初普遍认为腐蚀主要由直流杂散电流引起，交流电流引起的腐蚀很小甚至可以忽略；第二，大部分研究腐蚀的电化学仪器无法在交流杂散电流信号干扰下进行直流信号的测试；第三，由于大部分的交流杂散电流腐蚀问题研究主要集中在工业界，而工业界腐蚀工程师的工作基本为工程性试验，没有开展太多深入的研究性工作。而近年来随着越来越多的高压电力设施和长输管线的并行建设，长输管线的交流杂散电流腐蚀问题严重影响了油气长输管线的安全运行。因此，不仅需要从工程性层面认识交流杂散电流对长输管线腐蚀的大小及严重程度，更重要的是要从腐蚀机理层面上认识交流杂散电流腐蚀，从而根据机理提出相应的交流杂散电流防护措施。

目前已有的专利，“一种模拟土壤中杂散电流腐蚀的实验装置(申请号：2013102425139)”主要是通过模拟实际工业环境进行交流杂散电流对金属材料的腐蚀速率及表面形貌测试；“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系统(申请号：2013103001961)”主要是模拟应力及杂散电流耦合作用对管道涂层剥离的影响。以上两个专利均未进行交流杂散电流信号作用下金属材料或涂层的电化学测试，如前所述，因为电化学仪器的直流电信号和管道上交流杂散电流信号二者互相干扰，所以无法进行交流杂散电流干扰下的电化学腐蚀测试。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于交流杂散电流干扰下油气管线的电化学腐蚀测试系统，以实现在交流杂散电流干扰下研究油气管线的电化学腐蚀行为特征。

为达到以上目的，本实用新型的技术方案为：

包括电解池、电化学工作站，以及交流电源；其中，电解池中设置有测试溶液，测试溶液中放置有工作电极、参比电极和对电极；交流电源的正极输出端与对电极连接，交流电源的负极输出端通过可变电阻和电容器后与工作电极连接，形成用于模拟管线上交流杂散电流的交流电信号回路；电化学工作站的WE端与工作电极连接，CE端与对电极连接，形成用于进行电化学腐蚀行为研究的电化学测试回路。

所述交流电源的正极输出端安装有交流电流表。

所述交流电源的正极输出端与对电极之间安装有第一控制开关。

所述电化学工作站与对电极之间安装有第二控制开关。

所述电化学工作站上安装有计算机控制系统。

所述电化学工作站与工作电极之间设置有电感元件。

所述交流电源上安装有屏蔽箱。

所述对电极为铂片。

所述参比电极为饱和甘汞电极。

与现有技术比较，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过采用电学原件对交流和直流电信号隔离的方法，解决了电化学测试电路的直流信号和交流杂散电流电路的交流信号互相干扰的问题；实现了在交流杂散电流干扰下进行直流电化学测试油气管线腐蚀行为；(2)通过在交流电信号回路设计电容器用于阻隔电化学测试回路的直流信号，实现了交流杂散电流干扰下油气管线腐蚀的电化学测试的评价。

进一步的，本实用新型在两个回路中分别设计了控制开关，确保系统的安全性，同时将交流电源放置在电磁屏蔽箱中，避免交流电源对测试系统的干扰。

进一步的，本实用新型在电化学测试回路设计电感原件用于阻隔交流回路的交流信号。

附图说明

图1用于交流杂散电流干扰下测试油气管线腐蚀的电化学系统图；