一種金屬管道表面抗腐蝕的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于金屬抗腐蝕領域，更具體地，涉及一種利用電磁場/波實現金屬 管道表面抗腐蝕的裝置。
【背景技術】
[0002] 腐蝕是長期困擾工業生產的一大問題，以石油化工行業為例，每年石油化工行業 由于腐蝕而造成的損失遠遠大于水災、火災及地震等自然災害所造成的損失，其中，金屬管 道腐蝕占很大比例。在技術進步和工業要求下，各種新型管道生產制造技術迅速發展，各種 抗腐蝕方法也應運而生。
[0003] 常用的金屬抗腐蝕方法主要有以下幾種。第一種是通過在金屬管道內添加抗腐 蝕劑，這種方式能較為有效地防止管道內介質與金屬管道發生化學反應，但由于試劑的添 加會改變管道內介質的化學組成，因而該方法不被廣泛采用。第二種是用濺射的方式制造 非晶態金屬抗腐蝕涂層，該涂層性質穩定，不會改變管道內介質的化學組成，由于涂層對金 屬管道和管道內流體介質起到了隔離作用，能夠抑制腐蝕的發生；但是，由于非晶態金屬涂 層受熱時傾向于結晶，對氫脆也很敏感，對涂層的制備工藝、以及管道的應用條件有諸多限 制。 【實用新型內容】
[0004] 針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型的目的在于提供一種金屬管道 表面抗腐蝕的裝置，其中通過對其關鍵組件的結構及其設置方式、材料、電磁場產生方式、 能量傳輸方式等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決現有金屬抗腐蝕效果不穩定、且 可能引入雜質的問題，并且該裝置的能量傳輸效果好、安全性好，便于實際應用。
[0005] 為實現上述目的，按照本實用新型，提供了一種金屬管道表面抗腐蝕的裝置，其特 征在于，該金屬管道表面抗腐蝕的裝置包括振蕩電路、線圈和導磁環；金屬管道套在所述導 磁環內；所述線圈纏繞在所述導磁環上，并且該線圈與所述振蕩電路相連形成電流回路； 所述導磁環用于向所述金屬管道引入交變電磁場，使金屬管道表面抗腐蝕。
[0006] 作為本實用新型的進一步優選，所述振蕩電路（10)還通過功率開關電路與脈沖 產生電路相連。
[0007] 作為本實用新型的進一步優選，所述導磁環為鐵氧體環，該鐵氧體環為四邊形環、 五邊形環、六邊形環和圓形環中的任意一種。
[0008] 作為本實用新型的進一步優選，所述振蕩電路用于向所述線圈輸送振蕩電流，該 振蕩電流的頻率為20KHz~lOOOKHz。
[0009] 通過本實用新型所構思的以上技術方案，與現有技術相比，具有以下有益效果： [0010] 1.本實用新型中的金屬管道表面抗腐蝕裝置采用純物理的方式，通過振蕩電路、 線圈、導磁環（如鐵氧體環）等，將交變電磁場傳遞到金屬管道里，不引入其他雜質，穩定性 高。該金屬管道表面抗腐蝕的裝置，鐵氧體環以閉合形式環繞在金屬管道上，交變電信號 通過鐵氧體環，耦合到金屬管道，使金屬管道中也產生交變電流；高頻交流電會產生交變磁 場，磁場方向垂直于交流電電流方向，帶電離子或者電子在該交變磁場中受到指向管道外 側表面的洛倫茲力，從而產生了趨膚效應；趨附效應使電流只從管道表面流過，管道內部輸 運的液體中電流很小，甚至為零；管道內表面金屬失去的電子將轉移到管道的外側，從而抑 制管道和液體（如水等）發生化學反應，防止管道腐蝕。
[0011] 2.本實用新型產生交變電磁場在管道中左右延伸，即使較遠距離會存在些衰減， 但是仍能大大擴展交變電磁場對金屬管道的作用范圍。導磁環（尤其是鐵氧體環）具備導 磁率較高，磁導率越高，低頻的阻抗越大，高頻的阻抗越小，能夠更好地將交變電磁場（尤 其是高頻交變電磁場）引入到金屬管道中，并將電感線圈的能量耦合到金屬管道。比起直 接在管道上纏繞線圈引入電磁場的方式，本實用新型通過采用含有導磁環的互感線圈，能 有效降低電磁場的能量損失，高效的實現電磁場的傳遞。
[0012] 導磁環套在管道上，線圈則纏繞在導磁環上（既可纏繞導磁環的一部分了，例如 四邊形環的某一邊，也可纏繞整個導磁環），形成等效變壓器電路；優選的，導磁環為鐵氧 體、鈷和鎳的一種或其混合物，該導磁環所在平面的法線方向與管道的軸線方向的夾角為 0°~60°，能夠很好的傳輸振蕩電路的能量，便于對金屬管道表面進行抗腐蝕保護。
[0013] 3.本實用新型的趨膚深度（即A)優選為不超過2mm(例如，可進一步的優選為 0? 5mm、1mm、1. 5mm)，既確保了交變電磁場對金屬管道表面的保護效果，又避免了電磁波能 量其他方面的損失。另外，由于趨膚深度使電磁場的能量集中在管道表面位置附近，管道內 部輸送的液體（如水）中的電磁場能量極小，在管道外壁傳輸的電磁場也最終會導入大地， 安全性高。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型中金屬管道表面抗腐蝕的裝置的結構示意圖；
[0015] 圖2是導線周圍磁場隨導線根數增加的示意圖，其中圖2a對應1根導線，圖2b對 應2根導線，圖2c對應多根導線；
[0016] 圖3是管道狀結構的磁力線示意圖（即趨膚效應產生機理的原理示意圖），其中圖 3a對應組合成管道狀的多根導線，圖3b對應管道。
[0017] 附圖中，各附圖標記的含義如下：1是線圈，2是固定鐵氧體組件用塑料螺栓，3是 鐵氧體組件（組合后形成鐵氧體環），4是金屬管道，5是自由電子示意，6是金屬管道內部 的磁場磁力線示意；7是導線周圍磁場示意，8是金屬導線的橫截面示意（X、?為本領域慣 用的含義，即X表示垂直于紙面指向里，?表示垂直于紙面指向外）；9是開關電源；10是 振蕩電路（即交變信號產生電路）。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所 涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0019] 本實用新型中的金屬管道表面抗腐蝕裝置包括開關電源，交變信號產生電路和鐵 氧體環；鐵氧體環以閉合形式環繞在金屬管道上，交變信號通過鐵氧體環，耦合到金屬管 道，使金屬管道中也產生交變電流。高頻的交變電流在金屬管道中引起趨膚效應，使管道內 電場強度為零，金屬管道的自由電子只能轉移到管道外表面，從而抑制管道內液體介質和 管道材料的化學反應，防止了腐蝕的發生。
[0020] 其中，開關電源是可選器件，起到將220V的交流市電轉換為電壓恒定的直流電的 恒壓源的作用，它能為交變信號產生電路提供足夠的能量，以使裝置為金屬管道抗腐蝕的 過程提供較大的功率。
[0021] 交變信號產生電路可以用多種不同方式產生交流電信號。如利用LC振蕩的原理， 通過恒壓源不斷給電容和電感線圈充放電產生一系列連續且呈指數衰減的正弦振蕩電流 信號；也可以用其他含電子管、半導體晶體管的電子振蕩器產生任意頻率較高的交變信號， 如方波、鋸齒波、三角波等（即任意高頻交變信號，包括阻尼信號與非阻尼信號）均能在金 屬管道中引起趨膚效應，從而用于抗腐蝕。
[0022] 在實際應用中，可根據不同管材（材質、厚度），選擇合適的交變電流信號頻率，從 而控制趨附深度，產