一種管道及站場斷電電位有效性評價方法和裝置制造方法【專利摘要】本發明是一種管道及站場斷電電位有效性評價裝置。它由陽極地床、中斷器Ⅰ、中斷器Ⅱ、恒電位儀、測試樁（5）、電位采集器、腐蝕速率采集器、參比電極(8)、腐蝕速率測量探頭(9)、筆記本電腦組成；陽極地床和恒電位儀正極之間串聯中斷器Ⅰ，恒電位儀負極接管道(4)，測試樁(5)與管道(4)相連，電位采集器的一端分別接測試樁和中斷器Ⅱ，另一端接參比電極（8），腐蝕速率采集器的4個接口分別接測試樁(5)、參比電極(8)、中斷器Ⅱ和筆記本電腦，中斷器Ⅱ的另一端連腐蝕速率測量探頭(9)。本發明避免斷電電位測量和評價不當導致腐蝕和過保護風險，適用于管道外腐蝕直接評價、密間隔電位測量、斷電電位測量。【專利說明】一種管道及站場斷電電位有效性評價方法和裝置【
技術領域：
】[0001]本發明是一種管道及站場斷電電位有效性評價方法和裝置。涉及管道系統【
技術領域：
】。【
背景技術：
】[0002]目前，管道及站場陰極保護有效性評價主要采用斷電電位指標，斷電電位測量方法主要為恒電位儀瞬時同步中斷法，在恒電位儀斷電的瞬間管地電位衰減非常快，斷電電位測量值受延時時間影響較大。目前，儀器廠家對延時時間的設置主要存在以下2種，(I)斷電后電位沖擊峰的切線處進行測量；(2)不同斷電周期設置不同的延時時間，如200ms斷電周期時延時時間100ms,300ms斷電周期時延時時間150ms至200ms,400ms斷電周期時延時時間為200ms至300ms,500ms或更長斷電周期時為300ms至400ms等。專業技術人員對延時時間的設置除以上兩種看法外，還有以下兩種:(3)斷電后的電位沖擊峰之后并且Is內；(4)與裸鋼相同取斷電后20ms左右。[0003]某管道現場實測數據如圖1所示，管道通電電位約-1.05V,按儀器廠家2種延時時間設置所測得斷電電位分別為:(1)-0.85V;(2)-0.82V。其中(I)的測量結果滿足了陰極保護_850mV極化準則，而(2)的測量結果不滿足了陰極保護-850mV極化準則，這就給陰極保護有效性評價帶來了干擾。同時，若以(2)的延時時間進行評價，當需要提高斷電電位至滿足-850mV時，通電電位有可能負于-1.2V并造成不當的陰極保護有效性評價和導致過保護和涂層陰極剝離的風險。【
發明內容】[0004]本發明的目的是發明一種避免斷電電位測量和評價不當導致過保護和涂層陰極剝離風險、適用于管道外腐蝕直接評價、密間隔電位測量、斷電電位測量的管道斷電電位有效性評價方法和裝置。[0005]本發明的管道斷電電位有效性評價方法是在陽極地床和恒電位儀正極之間串聯中斷器I，恒電位儀負極接管道4，測試樁5與管道4相連，電位采集器的一端分別接測試樁和中斷器II，另一端接參比電極8，腐蝕速率采集器的4個接口分別接測試樁5、參比電極8、中斷器II和筆記本電腦，中斷器II的另一端連腐蝕速率測量探頭9。[0006]極化電位下的腐蝕速率減小程度為:設管道自然電位為Etl,自腐蝕電流密度為Jci,施加陰極保護后的極化偏移值為ΛΕ，腐蝕電流密度為Jal，管道或腐蝕速率測量探頭的陽極溶解反應的塔菲爾斜率Pal。由腐蝕電化學原理可知:`[0007]Jal/J0=exp(ΔE/βal)............................(I)[0008]有研究表明:鐵在不同濕度和不同結構的土壤中，3al=26mV。因此，當AE=-1OOmV時，Jal/J0=2%。[0009]即極化偏移達到-1OOmV時，被保護對象的腐蝕速率為未施加陰極保護時的2%。在現場條件下，可進行電化學實驗確定實際的βal值，從而計算-1OOmV極化偏移和_850mV極化電位下的腐蝕速率減小程度的百分比。根據現場條件，也可采用其他腐蝕電化學公式計算腐蝕速率減小程度百分比。[0010]以極化偏移達到-1OOmV時，被保護對象的腐蝕速率為未施加陰極保護時的2%為例說明本方法。使用腐蝕速率測量探頭模擬管道防腐層微小破損，將腐蝕速率測量探頭連接到管道測試樁上，采用電位采集器測量此時的自然電位，采用腐蝕速率采集器測量此時腐蝕速率測量探頭的自腐蝕速率。開啟管道恒電位儀并調整其輸出，使腐蝕速率測量探頭的腐蝕速率減小為自腐蝕速率的2%，認為此時管道和腐蝕速率測量探頭的真實極化電位或斷電電位滿足-1OOmV極化準則，通過前面測出的自然電位可以得出此時的真實斷電電位。使用中斷器對恒電位儀和腐蝕速率測量探頭進行周期性同步中斷，使用電位采集器測量不同通斷周期下的電位波形，以前面得到的真實斷電電位在電位波形上確定合適的延時時間。使用電位采集器測量目前常用的4種延時時間設置下的斷電電位，將測量的斷電電位與真實斷電電位進行對比，評價所測量斷電電位和延時時間設置的有效性。最終實現以腐蝕速率測量探頭的腐蝕抑制情況來評價斷電電位和延時設置的適用性以及陰極保護的有效性，可以避免斷電電位誤評價和可能產生的過保護和涂層陰極剝離風險。[0011]本發明的管道斷電電位有效性評價裝置的構成如圖2所示，它由陽極地床、中斷器1、中斷器I1、恒電位儀、測試樁5、電位采集器、腐蝕速率采集器、參比電極8、腐蝕速率測量探頭9、筆記本電腦組成。陽極地床和恒電位儀正極之間串聯中斷器I，恒電位儀負極接管道4，測試樁5與管道4相連，電位采集器的一端分別接測試樁和中斷器II，另一端接參比電極8，腐蝕速率采集器的4個接口分別接測試樁5、參比電極8、中斷器II和筆記本電腦，中斷器II的另一端連腐蝕速率測量探頭9。[0012]中斷器、恒電位儀、電位采集器、腐蝕速率采集器、筆記本電腦均選用市銷產品。[0013]使用高精度腐蝕速率測量探頭和腐蝕速率采集器構成管道外腐蝕速率測量系統，測量管道陰極保護下腐蝕速率測量探頭模擬防腐層破損點的腐蝕速率；使用中斷器周期中斷恒電位儀的輸出電流，以電位采集器采集管道和腐蝕速率測量探頭的斷電電位和電位波形；以腐蝕速率測量探頭的腐蝕速率判斷管道斷電電位測量和延時設置的適用性以及陰極保護的有效性，避免因延時設置不當導致斷電電位誤評價和可能產生的管道過保護和涂層陰極剝離風險。[0014]本發明避免了斷電電位測量和評價不當導致過保護和涂層陰極剝離風險，適用于管道外腐蝕直接評價、密間隔電位測量、斷電電位測量。【專利附圖】【附圖說明】[0015]圖1管道電位測量圖[0016]圖2管道斷電電位有效性評價系統構成圖[0017]其中4一管道5—測試樁[0018]8—參比電極9一腐蝕速率測量探頭【具體實施方式】[0019]實施例.本例是一實驗樣機，其構成如圖1所示。[0020]本例由陽極地床、中斷器1、中斷器I1、恒電位儀、測試樁5、電位采集器、腐蝕速率采集器、參比電極8、腐蝕速率測量探頭9、筆記本電腦組成。陽極地床和恒電位儀正極之間串聯中斷器I，恒電位儀負極接管道4，測試樁5與管道4相連，電位采集器的一端分別接測試樁5和中斷器II，另一端接參比電極8，腐蝕速率采集器的4個接口分別接測試樁5、參比電極8、中斷器II和筆記本電腦，中斷器II的另一端接腐蝕速率測量探頭9。[0021]其中:[0022]恒電位儀為PS-1型恒電位儀；[0023]陽極地床為淺埋高硅鑄鐵陽極地床；[0024]中斷器為Cath-TechC1-50GPSSynchronizedCurrentInterrupter；[0025]電位米集器為Cath-TechSmartLoggerIIwithGPS或NIUSB-6251;[0026]腐蝕速率米集器為nailoCorr?MultielectrodeCorrosionMonitorsforFieldApplications；[0027]腐蝕速率測量探頭9為CoupledMultielectrodeSensor(CMS)Probes；[0028]參比電極8為Cath-TechPortableCopperCopper-SulphateforSurveying；[0029]筆記本電腦10為IBMX400筆記本電腦。[0030]本例經試驗，本管道及站場斷電電位有效性評價裝置以腐蝕速率測量探頭模擬破損點，用所測得的腐蝕速率判斷管道斷電電位測量和延時設置的適用性，可以避免因延時設置不當導致斷電電位誤評價和可能產生的管道過保護和涂層陰極剝離風險。【權利要求】1.一種管道及站場斷電電位有效性評價方法，其特征是在陽極地床和恒電位儀正極之間串聯中斷器I，恒電位儀負極接管道(4)，測試樁(5)與管道(4)相連，電位采集器的一端分別接測試樁和中斷器II，另一端接參比電極(8)，腐蝕速率采集器的4個接口分別接測試樁(5)、參比電極(8)、中斷器II和筆記本電腦，中斷器II的另一端連腐蝕速率測量探頭(9);使用腐蝕速率測量探頭模擬管道防腐層微小破損，將腐蝕速率測量探頭連接到管道測試樁上，采用電位采集器測量此時的自然電位，采用腐蝕速率采集器測量此時腐蝕速率測量探頭的自腐蝕速率；根據腐蝕電化學原理計算-1OOmV極化偏移和-850mV極化電位下的腐蝕速率減小程度；開啟管道恒電位儀并調整其輸出，使腐蝕速率測量探頭的腐蝕速率減小為上述相應計算值，認為此時管道和腐蝕速率測量探頭的真實極化電位或斷電電位滿足-1OOmV極化或-850mV準則，通過前面測出的自然電位得出此時的真實斷電電位；使用中斷器對恒電位儀和腐蝕速率測量探頭進行周期性同步中斷，使用電位采集器測量不同通斷周期下的電位波形，以前面得到的真實斷電電位在電位波形上確定合適的延時時間；使用電位采集器測量目前常用的4種延時時間設置下的斷電電位，將測量的斷電電位與真實斷電電位進行對比，評價所測量斷電電位和延時時間設置的有效性；最終實現以腐蝕速率測量探頭的腐蝕抑制情況來評價斷電電位和延時設置的適用性以及陰極保護的有效性，避免斷電電位誤評價和可能產生的過保護和涂層陰極剝離風險。2.一種使用權利要求1所述方法的管道及站場斷電電位有效性評價裝置，其特征在于它由陽極地床、中斷器1、中斷器I1、恒電位儀、測試樁(5)、電位采集器、腐蝕速率采集器、參比電極(8)、腐蝕速率測量探頭(9)、筆記本電腦組成；陽極地床和恒電位儀正極之間串聯中斷器I，恒電位儀負極接管道(4)，測試樁(5)與管道(4)相連，電位采集器的一端分另帳測試樁和中斷器II，另一端接參比電極(8)，腐蝕速率采集器的4個接口分別接測試樁(5)、參比電極(8)、中斷器II和筆記本電腦，中斷器II的另一端連腐蝕速率測量探頭(9)。【文檔編號】C23F13/22GK103572301SQ201210250722【公開日】2014年2月12日申請日期:2012年7月19日優先權日:2012年7月19日【發明者】張豐,王維斌,陳新華,薛致遠,劉玲莉,金宏,劉迎春,余斌申請人:中國石油天然氣股份有限公司