[实用新型]一种地铁动态杂散电流腐蚀模拟实验装置

说明书

本实用新型公开一种地铁动态杂散电流腐蚀模拟实验装置，可编程直流电源模拟地铁动态杂散电流，其正极连接实验管道左端，负极连接实验管道的右端；实验管道和腐蚀挂片浸入土壤模拟溶液中，实验管道管壁上设有引出导线的小孔，导线通过腐蚀挂片连接到电化学工作站的工作电极端口；电化学工作站的参比电极为饱和甘汞参比电极，通过鲁金毛细管与土壤模拟溶液接触；电化学工作站连接至PC端，进行数据的传输与处理；恒电位仪模拟管道外加电流的阴极保护，其正极连接放置在土壤模拟溶液中的铂电极，负极接实验管道的右端。本实用新型能够模拟地铁动态杂散电流对埋地金属管道腐蚀的全过程，通过调节实验装置的可编程直流电源来模拟地铁杂散电流的动态变化。

技术领域

本实用新型涉及地铁杂散电流腐蚀与防护技术领域，具体为一种地铁动态杂散电流腐蚀模拟实验装置。

背景技术

钢轨对道床不可能做到完全绝缘，导致部分钢轨电流泄漏至地下成为杂散电流。杂散电流的大小和分布与变电所位置、馈线区段、负荷分担状态、负荷电流及钢轨对地过渡电阻等因素有关，土壤电阻率也有较大的影响，随着列车不断的运行，杂散电流的分布随着时间而变化。因此，动态波动特征成为轨道交通对埋地金属管道干扰的典型特征。

稳态杂散电流腐蚀机理已经很成熟，杂散电流进入管道，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。杂散电流流出管道，此处管道属于阳极区，发生杂散电流电解腐蚀。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。对于轨道交通对埋地管道动态直流干扰的腐蚀机理和规律研究仍处于起步阶段，对管道沿线腐蚀严重程度进行正确的检测和评估，是防治轨道交通动态直流干扰下埋地金属管道腐蚀的重要条件。

现有地铁动态杂散电流腐蚀模拟实验装置中，有部分研究者考虑了地铁杂散电流干扰的动态特征，分别利用正向脉冲或低频正弦波干扰进行了实验设计，但依然具有很大的局限性，不便于实验过程对动态杂散电流的控制。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种方便控制，能够模拟地铁动态杂散电流对埋地金属管道腐蚀的全过程的地铁动态杂散电流腐蚀模拟实验装置。技术方案如下：

一种地铁动态杂散电流腐蚀模拟实验装置，包括可编程直流电源、实验管道、腐蚀挂片、电化学工作站、恒电位仪，及装有土壤模拟溶液的玻璃箱；可编程直流电源模拟地铁动态杂散电流，其正极连接实验管道左端，负极连接实验管道的右端；实验管道和腐蚀挂片浸入土壤模拟溶液中，实验管道管壁上设有引出导线的小孔，导线通过腐蚀挂片连接到电化学工作站的工作电极端口；电化学工作站的参比电极为饱和甘汞参比电极，通过鲁金毛细管与土壤模拟溶液接触；电化学工作站连接至PC端，进行数据的传输与处理；恒电位仪模拟管道外加电流的阴极保护，其正极连接放置在土壤模拟溶液中的铂电极，负极接实验管道的右端。

进一步的，所述土壤模拟溶液为PH值为7，电导率为2m S/ cm的硫酸钠溶液。

更进一步的，所述电化学工作站的辅助电极为铂电极。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够模拟地铁动态杂散电流对埋地金属管道腐蚀的全过程，通过调节实验装置的可编程直流电源来模拟地铁杂散电流的动态变化，在实验过程中对金属进行失重测量，获得腐蚀速率随时间的变化规律，在实验开始前和实验结束前使用电化学工作站测量金属腐蚀的极化曲线，可以解释金属腐蚀的基本规律、揭示腐蚀机理和控制腐蚀；为地铁动态杂散电流对埋地金属管道的腐蚀提供有效的解决途径，减小地铁动态杂散电流对埋地金属管道的腐蚀威胁。

附图说明

图1为本实用新型地铁动态杂散电流腐蚀模拟实验装置的结构示意图。

具体实施方式