一種鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于直流輸電領域，特別涉及一種鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺。
【背景技術】
[0002]直流接地極是高壓直流輸電工程中的重要設施，隨著我國直流輸電工程的發展，送端地區多為高山地帶，地質條件復雜，輸電走廊緊張，送受端在直流接地極極址選擇上面臨很大的困難。傳統淺埋型直流接地極不僅要求極址條件好，而且占地面積較大，深井接地極占地面積小，可有效緩解接地極極址選址難的問題。但深井接地極可能會因電化學腐蝕而產生氣體，如果不能有效排放，將有可能造成氣阻效應，因此有必要開展深井接地極直流工程應用研究，以期獲得技術經濟最佳的接地極工程設計。
[0003]深井接地極方案為在饋電棒與護壁鋼管之間填充焦炭等防腐物質，并在護壁鋼管外澆筑混凝土加固。當饋電棒通以電流，并徑向流通至護壁鋼管時，護壁鋼管會與其接觸面上的混凝土發生腐蝕電化學反應，生成鐵銹或氣體等產物，可能產生不利于接地極正常工作的氣阻效應。
[0004]常用深井接地極工作狀態的模擬腐蝕，對于模擬電化學反應中電流的大小和通電時間實驗數據較匱乏，從而導致模擬接觸面腐蝕和產氣設計只能參考化學方程式計算方法，誤差較大，并不能完全滿足鋼管和混凝土復雜的電解效應。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型主要解決常用深井接地極工作狀態的模擬腐蝕，模擬接觸面腐蝕和產氣設計只能參考化學方程式計算方法，誤差較大，不能完全滿足鋼管和混凝土復雜的電解效應的技術問題。
[0006]為解決技術問題本實用新型采用的技術方案是:一種鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺，包括插入鋼管I之中的鋼筋2，其間填充混凝土 3，并在所述鋼管I和鋼筋2之間接入直流電源4，電流表5和電壓表6;所述鋼筋2的一端固定有氣體采集袋8。
[0007]優選的，所述直流電源4為250V，1A。
[0008]優選的，所述鋼筋2半徑a=0.005m，所述鋼管I至圓心半徑b=0.1m，高度h=0.5m，壁厚度約為0.01m。
[0009]優選的，所述混凝土3的配置比例為，灰:水=1:0.5，砂石為灰、水總量的10%。
[0010]優選的，所述氣體采集袋8通過金屬圓環7密封固定且倒置在所述鋼筋2上。
[0011]進一步優選的，所述直流電源4與所述電流表5串聯再與所述電壓表并聯。
[0012]通過在鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺進行模擬試驗，可以進行若干研究，包括:直流接地極電流對輸電線路接地構件的腐蝕的機理和影響因素研究，研究常規直流接地極材料，如碳鋼、高硅鉻鐵等在不同溢流密度作用下的腐蝕特性，對變電站接地網的腐蝕保護方法等。還可以對鋼筋與混凝土接觸面的腐蝕問題進行試驗，能夠論證優化深井接地極方案，對緩解深井接地極方案的氣阻效應試驗設計提供參考。
[0013]本實用新型是這樣實現的，通過制作出深井接地極布置模型，選取材質大小合適的鋼筋、鋼管，填充一定量的調配比合適的混凝土，在不改變其他條件的情況下，通過連續通電，施加直流恒流源，測量混凝土端電壓，記錄混凝土電阻變化規律，收集陽極產氣，反映其電阻值的變化，分別觀察通電不同時間對電壓的影響、產氣體積的大小，以及試驗結束后混凝土截面積的變化，得到混凝土電阻電壓與通電時間的關系曲線。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]通過在本實用新型模擬實驗平臺中進行試驗，獲得通電一段時間后電壓的變化、產氣體積的大小、混凝土截面積的增大程度，得到腐蝕和產氣效應對深井接地極電阻的影響。從而在直流輸電線路的接地極設計中米取有效的防腐蝕措施以提尚線路的安全性和尚效性。
[0016]對鋼筋與混凝土接觸面的腐蝕問題進行試驗，能夠論證和優化接地極方案，減緩接觸面的腐蝕和氣阻效應，提高安全性和效率。
[0017]模擬實驗鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣雖然不是嚴格意義上的物理模擬自然腐蝕，但腐蝕的規律存在一定的相似性，可以大量重復進行，便于改變試驗條件，可以在較短時間得出一些鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣的規律和特征
[0018]解決了常用深井接地極工作狀態的模擬接觸面腐蝕和產氣設計只能參考化學方程式計算方法，誤差較大，不能完全滿足鋼管和混凝土復雜的電解效應的問題。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型總體框架示意圖；
[0020]其中，1-鋼管，2-鋼筋，3-混凝土，4-直流電源，5-電流表，6_電壓表，7_金屬圓環，8-氣體采集袋。
【具體實施方式】
[0021]通過以下詳細說明結合附圖可以進一步理解本實用新型的特點和優點。所提供的實施例僅是對本實用新型方法的說明，而不以任何方式限制本實用新型揭示的其余內容。
[0022]實施例1
[0023]如圖1所示，本實施例采用的技術方案如下:一種鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺，包括插入鋼管I之中的鋼筋2，其間填充混凝土 3，并在所述鋼管I和鋼筋2之間接入直流電源4，電流表5和電壓表6;所述鋼筋2的一端固定有氣體采集袋8。
[0024]所述直流電源4為250V，1A。
[°°25] 所述鋼筋2半徑a=0.005m，所述鋼管I至圓心半徑b=0.1m，高度h=0.5m，壁厚度約為O-Olm0
[0026]所述混凝土 3的配置比例為，灰:水=1:0.5，砂石為灰、水總量的10%。
[0027]所述氣體采集袋8通過金屬圓環7密封固定且倒置在所述鋼筋2上。
[0028]本實施例將鋼筋2插入鋼管I之中，中間填充混凝土3，并在二者之間通以250V，IA直流電源4構成模擬接地極于土壤環境，鋼筋2半徑a=0.005m，鋼管I至圓心半徑b=0.lm，高度h=0.5m，壁厚度約為0.0lm,混凝土 3以灰:水=1:0.5，砂石為灰、水總量10%的比例配置;通過直流電源4電流表5電壓表6構成電化學腐蝕反應裝置;通過在鋼筋2和氣體采集袋8之間加一個金屬圓環7密封固定，把氣體采集袋8倒置壓好，可收集氣體，判斷鋼筋腐蝕后是否產生氣阻效應。
[0029]試驗操作過程:用半徑為0.005mm，高度0.5m的鋼筋2模擬接地極護壁鋼管與混凝土接觸面腐蝕情況，固定鋼管I和鋼筋2的位置，通入IA電流，期間每隔1min讀取一次電壓電流數據;試驗完畢后，挖開混凝土3，取出內電極并稱重測其腐蝕量、測拉力印證氣體產量，測量混凝土電阻變化和產氣量來判斷是否有氣阻效應。
[0030]通過本實施例搭建的試驗平臺，模擬饋電棒通入電流后，護壁鋼管與混凝土接觸面之間的反應，并觀察電阻變化規律，以及是否發生腐蝕及產氣現象，分析對鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣效應的影響因素，從而針對深井接地極采取保護措施，優化深井接地極方案。
[0031]本實施例完全模擬真實直流輸電線路接地極護壁鋼管與混凝土接觸面腐蝕，通過試驗平臺，用電源模擬實際工程通電情況，減少其它因素的影響，并可以通過改變通入鋼筋的電流大小改變腐蝕強度，從而判斷接觸面腐蝕和產氣對混凝土特性的改變。
【主權項】
1.一種鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺，其特征在于:包括插入鋼管(I)之中的鋼筋(2)，其間填充混凝土(3)，并在所述鋼管(I)和鋼筋(2)之間接入直流電源(4)，電流表(5)和電壓表(6);所述鋼筋(2)的一端固定有氣體采集袋(8)。2.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺，其特征在于:所述直流電源(4)為250V，1A。3.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺，其特征在于:所述鋼筋(2)半徑a = 0.005m，所述鋼管(I)至圓心半徑b = 0.lm，高度h = 0.5m，壁厚度約為0.0lm04.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺，其特征在于:所述氣體采集袋(8)通過金屬圓環(7)密封固定且倒置在所述鋼筋(2)上。5.根據權利要求1所述的鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺，其特征在于:所述直流電源(4)與所述電流表(5)串聯再與所述電壓表(6)并聯。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋼筋混凝土接觸面腐蝕及產氣模擬試驗平臺，包括插入鋼管之中的鋼筋，其間填充混凝土，并在所述鋼管和鋼筋之間接入直流電源，電流表和電壓表；所述鋼筋的一端固定有氣體采集袋。解決了常用深井接地極工作狀態的模擬接觸面腐蝕和產氣設計只能參考化學方程式計算方法，誤差較大，不能完全滿足鋼管和混凝土復雜的電解效應的問題。對鋼筋與混凝土接觸面的腐蝕問題進行試驗，能夠論證和優化接地極方案，減緩接觸面的腐蝕和氣阻效應，提高安全性和效率。
【IPC分類】G01N17/00
【公開號】CN205384212
【申請號】CN201521123945
【發明人】向常圓, 蔡漢生, 滕蕓, 賈磊, 魯海亮, 胡上茂, 陳斌, 劉剛, 文習山
【申請人】武漢大學, 南方電網科學研究院有限責任公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月31日