專利名稱：地下金屬物陰極保護狀況測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地下金屬物陰極保護狀況測量裝置，具體地說是一種地下金屬管道及結構件等的陰極保護狀況測量裝置。
隨著城市地下金屬管道及結構件的增多，金屬管道及結構件的腐蝕問題也愈來愈多，特別是地下煤氣輸送管道，由于腐蝕而引起的鋼管穿孔，造成煤氣泄漏格外引人重視。為了減輕地下金屬管道及結構件的腐蝕，防止事故的發生，地下金屬管道及結構件大多采用了陰極保護。在陰極保護中為了判定陰極保護系統的工作狀態，就必須對陰極保護電位或管-地電位的負偏移量進行測量。然而城區內金屬管道及結構件大多處在水泥路面及建筑物下，并且有些區域內存在較強的雜散電流，按現行標準SYJ23-86《埋地鋼質管道陰極保護參數測試方法》進行測量，則由于IR降很大而影響測量結果的正確性。
在本實用新型之前，地下金屬管道及結構件陰極保護狀況測量裝置，有如中國船舶工業總公司第七研究院七二五研究所(申請號為91229173)的實用新型專利介紹的“長壽命埋地型銅、硫酸銅參比電極”，其不足之處在于參比電極、被測物各自所處的位置及相互距離難以消除雜散電流引起IR降所帶來的影響。且參比電極長期埋地易受浸蝕，參比電極內的硫酸銅晶體溶解與析出，使參比電極失效造成測量結果失實。另外還有一種由中國科學院金屬腐蝕防護研究所(申請號為89105062)專利“地下管道陰極保護電位負偏移測量探頭”。該探頭是由銅與硫酸銅組成的永久固體參比電極和三個輔助電極組成，不僅同樣存在因參比電極與輔助電極間有一定距離，難以有效地消除雜散電流引起IR降帶來的影響外，還存在結構較復雜、制造成本較高及參比電極長期埋地易失效的弊病。
本實用新型的目的是提供一種地下金屬物陰極保護狀況測量裝置。該裝置結構簡單、易制造、易安裝、成本低，且能克服上述二專利中電極和探頭之不足，能有效地消除包括雜散電流在內的IR降引起的影響，可方便地對地下金屬管道及結構件進行陰極保護電位、自然腐蝕電位、管-地電位負偏移量及保護電流密度進行測量。
本實用新型的目的可通過下列措施達到，即設計一種地下金屬物陰極保護狀況測量裝置，由便攜式銅、硫酸銅參比電極和埋地的探頭組成，其特征是探頭包含有一個測試通道管(2)、固體導電介質(3)、屏蔽板A(4)、屏蔽板B(6)、屏蔽板C(8)和分別帶有電極引線(1)的輔助電極B(5)與輔助電極C(7)，測試通道管被固定在屏蔽板A的一側平面上，屏蔽板B和屏蔽板C互相平行并垂直固定在屏蔽板A的另一側平面，輔助電極B和C分別被安裝在相對應的屏蔽板B和C的外側，絕緣材料(9)將屏蔽板B和C粘牢并間隔開來。
本實用新型測量裝置中的參比電極為便攜式銅、硫酸銅參比電極。
本實用新型測量裝置的埋地探頭中的測試通道管(2)選用空心的絕緣管，管壁厚度以其強度能支撐住管內固體導電介質及其下端固定的屏蔽板A、B、C與電極B、C的重量即可；管長則由待測現場決定，以能將測試通道管上端露出地面為宜。管子的內徑以充填固體導電介質的導電性和管長而定，以保證測試通道內阻不影響測量結果為準，一般要求測試通道內阻不大于100歐為準。本實用新型測量裝置中使用的固體導電介質(3)只要在測量中能起電傳導的作用，且能滿足通道內阻不影響測量結果的要求的任何固體介質均可。
本實用新型測量裝置的埋地探頭含有三塊屏蔽板，屏蔽板均為絕緣板。為制作中更方便些，絕緣板可作成正方形或長方形。屏蔽板A(4)的寬度應不小于測試通道管的外徑，其長度應不小于屏蔽板B、C邊長的兩倍。屏蔽板A厚度一般為0.4cm以上，在屏蔽板A的中心開有一直徑等于測試通道管內徑的孔。屏蔽板B(6)和屏蔽板C(8)兩塊板的邊長均應大于圓形輔助電極直徑或方形輔助電極最大邊長3cm以上，厚度大于輔助電極0.2cm為宜。分別在屏蔽板B、C上各開一個用于鑲嵌輔助電極的孔。在制作中屏蔽板B、C應相互平行且垂直地固定在屏蔽板A的同一側面。
本實用新型測量裝置的埋地探頭的輔助電極B、C制作也很方便。最佳的輔助電極材質應選與被測的保護金屬管道或結構件相同的材質，輔助電極的形狀不作特殊規定，其暴露面積的大小，以產生能滿足測量的電訊號，同時又不引起陰極保護電流較大的流失二因素考慮，一般可選取20～50cm2。把裁好的金屬板一面磨光、除油后作為暴露面，另一面焊上電極引線(1)，將輔助電極的暴露面朝外分別鑲嵌到屏蔽板B、C上，使輔助電極的暴露面與屏蔽板外表面平齊即可。
本實用新型測量裝置為了保證輔助電極B、C間互相絕緣且使屏蔽B、C更牢固，在屏蔽板B、C間使用絕緣材料(9)將兩塊板粘牢并間隔開來。
本實用新型測量裝置還可采用更簡單的結構，即將屏蔽板B、C兩塊板合二為一，將輔助電極B、C分別安裝在同一個屏蔽板的兩面，并保持兩電極互相絕緣即可。
本實用新型測量裝置埋地探頭用附圖進一步說明。
圖1為本實用新型測量裝置埋地探頭剖面示意圖，圖中(1)為電極引線、(2)為測試通道管、(3)為固體導電介質、(4)為屏蔽板A、(5)為輔助電極B、(6)為屏蔽板B、(7)為輔助電極C、(8)為屏蔽板C、(9)為絕緣材料。
本實用新型測量裝置用實施例進一步說明實施例1制作本實用新型測量裝置的埋地探頭。按圖1所示制作本實用新型測量裝置的探頭。測試通道管采用一段聚氯乙烯塑料管，內徑10cm，壁厚0.6cm，長150cm。三塊屏蔽板均為0.6cm厚的聚氯乙烯板。屏蔽板A寬12cm，長24cm，在中心直徑9cm的區域內打滿直徑0.25cm的圓孔，使該區域成為篩狀。屏蔽板B、C邊長均為12cm，在板的中心各挖一個邊長為6cm的方孔。剪切二塊A3鋼板，尺寸為5cm×5cm×0.4cm，將鋼板一面磨光、除油，另一面焊一根電極引線，即成輔助電極B和C。用環氧樹脂將輔助電極B和C分別固定到屏蔽板B、C方孔內，把互相平行的屏蔽板B、C分別垂直焊接在屏蔽板A的一側平面；將電極引線從屏蔽板A孔洞中引出，穿出測試通道管，將測試通道管垂直對準屏蔽板A的圓孔并焊接好；在測試通道管內裝滿固體導電介質-潮濕的細土和鎂陽極填包料；屏蔽板B、C間填入環氧樹脂絕緣材料，即成本實用新型測量裝置的埋地探頭。實施例2采用本實用新型測量裝置測量各種參數。在陰極保護施工中，將圖1所示的測量裝置的探頭埋在待測點，將輔助電極的引線接在測試樁上。通過引線使輔助電極B與被保護管道實現電接觸，輔助電極C保持自然狀態。
測量方法用一個開關K接在輔助電極B的引線與地下金屬管道間的連線上。先閉合開關K，將校正過的銅、硫酸銅參比電極放置在測試通道管內的固體導電介質上，并保持良好的電接觸。用高輸入阻抗的電位測量儀器(如數字萬用表)測得參比電極與輔助電極B的電位差，即為陰極保護系統保護電流存在下的陰極保護電位UC1；斷開開關K，瞬時測得參比電極與輔助電極B的電位差，即為消除IR降后的陰極保護電位UC2；而參比電極與輔助電極C間的電位差即為自然腐蝕電位Ecorr。地下金屬管道陰極保護電位負偏移可根據下面兩種方式獲得陰極保護電流存在下的電位負偏移ΔUC1=UC1-Ecorr；陰極保護電流斷開時的電位負偏移ΔUC2=UC2-Ecorr；流向輔助電極B的陰極保護電流I可采用SYJ23-86標準《埋地鋼質管道陰極保護參數測試方法》第四章“犧牲陽極輸出電流測試”的方法測出；陰極保護電流密度可按1=I/SB求出，式中SB為輔助電極B的暴露面積。
通過所測的UC1、UC2、Ecorr、ΔUC1、ΔUC2及i等參數，可確定被保護的金屬管道及結構件所處腐蝕環境及保護狀態，即可對被保護系統進行必要的調整，使之處于最佳狀態，獲得最佳保護效果。
本實用新型測量裝置具有如下優點1、本實用新型測量裝置由于參比電極是便攜式的，不必事先埋在地下，從根本上解決了參比電極長期埋在地下易使參比電極中的硫酸銅晶體的溶解、滲透、流失導致失效而影響測量結果的準確性。
2、本實用新型測量裝置由于埋地探頭中采用了三塊絕緣屏蔽板，可有效地克服雜散電流對測試結果的影響。當探頭垂直埋地時，屏蔽板A可有效防止雜散電流從垂直方向對電極B、C的影響；屏蔽板B和C相互平行，使屏蔽板B可有效防止雜散電流對電極C的影響；同樣屏蔽板C可有效防止雜散電流對電極B的影響。
3、本實用新型測量裝置具有結構簡單、制作方便、用戶易于施工、安裝及成本低等優點。
本實用新型測量裝置因生產廠家易于生產、用戶易于采用。適合于城區內外各種地下金屬管道及結構件的陰極保護工程的測量，從而可確保地下金屬管道及結構件長期安全運行，具有廣闊的應用前景。
權利要求1．一種地下金屬物陰極保護狀況測量裝置，由便攜式銅、硫酸銅參比電極和埋地的探頭組成，其特征是探頭包含有一個測試通道管(2)、固體導電介質(3)、屏蔽板A(4)、屏蔽板B(6)、屏蔽板C(8)和分別帶有電極引線(1)的輔助電極B(5)與輔助電極C(7)，測試通道管被固定在屏蔽板A的一側平面上，屏蔽板B和屏蔽板C互相平行并垂直固定在屏蔽板A的另一側平面，輔助電極B和C分別被安裝在相對應的屏蔽板B和C的外側，絕緣材料(9)將屏蔽板B和C粘牢并間隔開來。
專利摘要一種地下金屬物陰極保護狀況測量裝置,由便攜式銅、硫酸銅參比電極和埋地的探頭組成,埋地探頭含有一個測試通道管、三塊屏蔽板和兩個輔助電極。采用本裝置從根本上解決了埋地參比電極因長期受土壤及地下水浸蝕而失效造成測量結果失實的問題,能有效地克服了一般測量所受到IR降的影響,使測量結果更準確。本測量裝置結構簡單、制作安裝方便、成本低,適用面廣。采用本測量裝置可確保地下金屬管道及結構件長期安全運行。
文檔編號G01N27/26GK2313224SQ9724138
公開日1999年4月7日 申請日期1997年10月16日 優先權日1997年10月16日
發明者張萬靈, 劉建容, 劉正生 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司