[发明专利]一种交直流混合干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法

说明书

本发明公开了一种交直流混合干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法，属于杂散电流腐蚀与防护领域。本发明所述装置与方法由金属试片A、金属试片B、阳极池、阴极池、直流电流干扰回路、交流电流干扰回路A、交流电流干扰回路B、电化学测试系统A、电化学测试系统B、充排气系统A、充排气系统B组成。直流电流干扰回路连接阴极池、阳极池和直流电源；阴极池与交流电流干扰回路A、电化学测试系统A、充排气系统A、以及金属试片A连接；阳极池与交流电流干扰回路B、电化学测试系统B、充排气系统B、以及金属试片B连接。本发明可以对交直流混合干扰下的金属管道腐蚀进行实验研究，可以同时测量阴极区和阳极区的腐蚀电化学信息。

技术领域

本发明涉及杂散电流腐蚀与防护领域，具体涉及一种交直流混合干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法。

背景技术

杂散电流是指在设计或规定回路以外流动的电流，杂散电流对材料造成的腐蚀称为杂散电流腐蚀。我国铁路、交直流高压输电线路、石油与天然气输送管道的里程正在不断增多，三者集中区域正在不断扩大，其中铁路线上泄漏出的直流电流会对管道造成直流杂散电流腐蚀，交流高压线路排流与及感应的交流电流会对管道造成交流杂散电流腐蚀，在铁路、交流高压线路、石油与天然气输送管道的集中区域，直流杂散电流与交流杂散电流的共同干扰下会形成复杂的杂散电流腐蚀环境，对埋地金属管道造成交直流混合杂散电流腐蚀。

杂散电流从管道中流入，说明电子从管道流出，此处管道属于阳极区，发生杂散电流电解腐蚀；杂散电流流出管道，说明电子从此处流入，此处管道属于阴极区，当阴极区电位负至析氢电位时，此处管道会发生氢脆腐蚀。因此无论是阳极区还是阴极区，管道都存在发生腐蚀的风险。其中交流电流的电流方向在周期性的发生变化，因此相比于交流电流，直流电流的阴极腐蚀和阳极腐蚀特性会更加明显，目前单独针对交流或者直流杂散电流的研究装置与方法较多，但是对于交直流混合杂散电流干扰腐蚀目前还少有研究，研究装置与方法上还存在诸多不足，现有的实验装置只设置了一个反应池，因此只能单一的进行阳极区或者阴极区的实验，并不能完整研究杂散电流阳极区和阴极区的腐蚀过程。

现有的杂散电流腐蚀实验装置与方法，通常采用一台直流电源，一台交流电源，一套电化学测试系统，实验时研究对象同时处于交流或者直流的阴极区和阳极区，是由直流干扰还是交流干扰导致的实验结果无法判断，同时在杂散电流实验过程中，阳极区和阴极区同时在参与反应，一台电化学测试系统也不能同时测试阴极区和阳极区的实验结果。

由于杂散电流腐蚀实验与pH、氧气含量、交流电流与直流电流的相互干扰密切相关，现有的实验装置对于pH、氧气含量、交流电流与直流电流的相互干扰等因素并没有做到较好的控制，实验精度不高。

整体而言，目前对杂散电流的研究大多还处在对直流或者交流杂散电流的单独研究上，对于交直流混合杂散电流腐蚀的研究较少，同时研究装置与方法上还存在许多的不足，许多腐蚀机理还没有形成清晰的认识。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种交直流混合干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法，通过该装置与方法可以对交直流混合干扰下的金属管道腐蚀过程进行实验研究，可以根据杂散电流腐蚀特性研究杂散电流干扰下管道阴极区和阳极区的腐蚀过程，可以利用电化学测试系统A和电化学测试系统B同时测试阴极区和阳极区的腐蚀过程；通过该装置与方法能更好地研究交直流混合干扰下金属管道的腐蚀机理，为交直流混合干扰下金属管道的腐蚀防护提供理论依据。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种交直流混合干扰下金属管道腐蚀实验装置与方法是由金属试片A、金属试片B、阳极池、阴极池、直流电流干扰回路、交流电流干扰回路A、交流电流干扰回路B、电化学测试系统A、电化学测试系统B、充排气系统A、充排气系统B组成。直流电流干扰回路连接阴极池、阳极池和直流电源；阴极池与交流电流干扰回路A、电化学测试系统A、充排气系统A、以及金属试片A连接；阳极池与交流电流干扰回路B、电化学测试系统B、充排气系统B、以及金属试片B连接。