專利名稱：一種區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾測試的室內(nèi)模擬裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾測試的室內(nèi)模擬裝置。涉及金屬材料的一般防蝕和管道系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
目前，已有一些單位和研究機構設計了一些室內(nèi)裝置研究陰極保護，但是受實驗場地和儀器設備限制，實現(xiàn)區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾的室內(nèi)模擬存在很大難度，通常手段是只采用直徑較小的水管模擬管道或者只采用圓盤狀裸鋼模擬罐底板，并且只采用萬用表進行測量，并沒有消除體系中的IR降，測試結果無法有效反映區(qū)域陰極保護密集結構干擾和屏蔽情況，因此采用已有室內(nèi)裝置難以準確、高效地進行試驗測試。
CN1472363A公開了一種區(qū)域陰極保護智能監(jiān)控系統(tǒng)，US20040112737 Al公開了一種有源陰極保護系統(tǒng)。但均未公開區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾測試的室內(nèi)模擬裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種不僅可以實現(xiàn)包含管道、儲罐和接地系統(tǒng)的區(qū)域陰極保護系統(tǒng)實驗室模擬，而且通過同步中斷設備，輔以多通道高速數(shù)據(jù)采集器，能準確測量各保護結構的真實電位、罐基礎IR降以及對常規(guī)接地系統(tǒng)或犧牲陽極接地系統(tǒng)的干擾和屏蔽效應進行測試的區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾測試的室內(nèi)模擬裝置。本發(fā)明由恒電位儀I I、恒電位儀II 2、輔助陽極I 3、輔助陽極II 4、管道5、輔助試片6、儲罐底板7、接地系統(tǒng)8、參比電極I 9、參比電極II 10、參比電極III 11、參比電極IV 12、絕緣環(huán)梁套13、沙礫14、浙青砂15、同步中斷器I 16、同步中斷器II 17、同步中斷器III 18、同步中斷器IV 19、多通道高速數(shù)據(jù)采集器120、多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21、可調(diào)電阻I 22、可調(diào)電阻II 23、可調(diào)電阻III 24、可調(diào)電阻IV 25、可調(diào)電阻V 26、可調(diào)電阻VI 27、電容28和容器槽29組成(見圖I)。在容器槽29的上部設置恒電位儀I 1，恒電位儀I I的正極接同步中斷器1117的正端，同步中斷器II 17的負端接埋入容器槽29內(nèi)實驗土壤的輔助陽極I 3，恒電位儀I I的參比端接參比電極IV 12，恒電位儀I I的負極分別接可調(diào)電阻I 22的一端和可調(diào)電阻III 24的一端，可調(diào)電阻I 22的另一端分別接可調(diào)電阻II 23的一端和可調(diào)電阻V 26的一端，可調(diào)電阻III 26的另一端分別接電容28的一端和可調(diào)電阻IV 27的一端，可調(diào)電阻24的另一端分別接電容28的另一端和可調(diào)電阻IV27的另一端以及可調(diào)電阻25的一端，可調(diào)電阻23的另一端與可調(diào)電阻25的另一端連在一起，然后分別接管道5、同步中斷器I 16的負端、多通道高速數(shù)據(jù)采集器I 20的負端和恒電位儀II 2的負極，同步中斷器I 16的正端接輔助試片6，多通道高速數(shù)據(jù)采集器I20的正端接參比電極I 9，恒電位儀II 2的正極接同步中斷器III 18的正端，同步中斷器
III18的負端接輔助陽極II 4，恒電位儀II 2的參比端分別接參比電極II 10和多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21的通道I正端，恒電位儀II 2的負極分別接多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21的通道I負端、同步中斷器IV 19的負端和儲罐底板7，同步中斷器IV 19的正端分別接多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21的通道2負端和接地系統(tǒng)8，多通道高速數(shù)據(jù)采集器II21的通道2正端接參比電極III 11。多通道高速數(shù)據(jù)采集器I 20和多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21的地端與負端直接串接或通過可調(diào)電阻串接。本發(fā)明中模擬管道、儲罐和接地系統(tǒng)構成的區(qū)域陰極保護系統(tǒng)，通過在輔助陽極和恒電位儀正端之間、輔助試片與管道之間、接地系統(tǒng)與儲罐之間串接同步中斷器，消除了電位測量過程中的IR降；通過絕緣環(huán)梁套及內(nèi)部浙青砂、沙礫等介質研究罐底極化電流密度需求、極化電位與罐基礎介質的關系和罐基礎IR降的影響因素，最終實現(xiàn)區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾研究的實驗室模擬。本發(fā)明可以在實驗室條件下實現(xiàn)復雜條件下區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾、屏蔽影響因素和規(guī)律的模擬。本發(fā)明的有益效果可以在實驗室條件下實現(xiàn)復雜條件下密集結構的區(qū)域陰極保護模擬以及接地系統(tǒng)、管道和儲罐之間對陰極保護的干擾、屏蔽的模擬；通過優(yōu)化設計消除密集結構陰極保護干擾和屏蔽對測量的影響，通過高速數(shù)據(jù)采集器可以監(jiān)測和測試在施力口、關閉陰極保護過程中各保護結構的極化與去極化過程和接地系統(tǒng)干擾、屏蔽的變化情況。


圖I區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾測試的室內(nèi)模擬裝置構成圖其中I-恒電位儀I2-恒電位儀II3-輔助陽極I4-輔助陽極II5-管道6-輔助試片7-儲罐底板8-接地系統(tǒng)9-參比電極I10-參比電極II11-參比電極III12-參比電極IV13-絕緣環(huán)梁套14-沙礫15-浙青砂16-同步中斷器I17-同步中斷器II18-同步中斷器III19-同步中斷器IV20-多通道高速數(shù)據(jù)采集器I21-多通道高速數(shù)據(jù)采集器II22-可調(diào)電阻I
23-可調(diào)電阻II24-可調(diào)電阻III25-可調(diào)電阻IV26-可調(diào)電阻V27-可調(diào)電阻VI28-電容29-容器槽
具體實施例方式實施例.本例是一實驗樣機，其構成如圖I所示。本例由恒電位儀I I、恒電位儀II 2、輔助陽極I 3、輔助陽極II 4、管道5、輔助試片6、儲罐底板7、接地系統(tǒng)8、參比電極I 9、參比電極II 10、參比電極III 11、參比電極
IV12、絕緣環(huán)梁套13、沙礫14、浙青砂15、同步中斷器I 16、同步中斷器II 17、同步中斷器III 18、同步中斷器IV 19、多通道高速數(shù)據(jù)采集器120、多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21、可調(diào)電阻I 22、可調(diào)電阻II 23、可調(diào)電阻III 24、可調(diào)電阻IV 25、可調(diào)電阻V 26、可調(diào)電阻VI 27、電容28和容器槽29組成。在容器槽29的上部設置恒電位儀I 1，恒電位儀I I的正極接同步中斷器II 17的正端，同步中斷器II 17的負端接埋入容器槽29內(nèi)實驗土壤的輔助陽極I 3，恒電位儀I I的參比端接參比電極IV 12，恒電位儀I I的負極分別接可調(diào)電阻I 22的一端和可調(diào)電阻III 24的一端，可調(diào)電阻I 22的另一端分別接可調(diào)電阻II23的一端和可調(diào)電阻V 26的一端，可調(diào)電阻III 26的另一端分別接電容28的一端和可調(diào)電阻IV 27的一端，可調(diào)電阻24的另一端分別接電容28的另一端和可調(diào)電阻IV 27的另一端以及可調(diào)電阻25的一端，可調(diào)電阻23的另一端與可調(diào)電阻25的另一端連在一起，然后分別接管道5、同步中斷器I 16的負端、多通道高速數(shù)據(jù)采集器I 20的負端和恒電位儀
II2的負極，同步中斷器I 16的正端接輔助試片6，多通道高速數(shù)據(jù)采集器I 20的正端接參比電極I 9，恒電位儀II 2的正極接同步中斷器III18的正端，同步中斷器III 18的負 端接輔助陽極II 4，恒電位儀II 2的參比端分別接參比電極II 10和多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21的通道I正端，恒電位儀II 2的負極分別接多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21的通道I負端、同步中斷器IV19的負端和儲罐底板7，同步中斷器IV 19的正端分別接多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21的通道2負端和接地系統(tǒng)8，多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21的通道2正端接參比電極III 11。多通道高速數(shù)據(jù)采集器地端與負端直接串接或通過可調(diào)電阻串接。其中恒電位儀I I、恒電位儀11 2選用ZF-9恒電位/恒電流儀；輔助陽極I 3選用長60mm寬30mm厚5mm的石墨板、輔助陽極II 4選用多塊長6Ctam寬6Ctam厚5謹?shù)氖?；管?選用長O. 5m的Φ60 16Mn鋼管、輔助試片6選用與管道同材質且裸露面積為IOmmX IOmm的鋼片、儲罐底板7選用直徑400mm厚5mm的Q235-AF圓形鋼板、接地系統(tǒng)8分別選用長IOOmm寬40mm厚4mm鍍鋅扁鋼和長60mm寬30mm厚5mm石墨板；參比電極I 9、參比電極II 10、參比電極III 11、參比電極IV 12選用217型雙鹽橋甘汞電極；絕緣環(huán)梁套13選用多塊30cm寬20cm厚3mm的有機玻璃板制成、沙礫14選用粗砂和中砂混合制成、浙青砂15選用中砂和石油浙青加熱攪拌制成；同步中斷器I 16、同步中斷器II 17、同步中斷器III 18、同步中斷器IV 19選用Cath-Tech CI_25 GPS Synchronized Current Interrupter ；多通道高速數(shù)據(jù)采集器I 20、多通道高速數(shù)據(jù)采集器II 21選用NI USB-6251 ；可調(diào)電阻I 22、可調(diào)電阻II 23、可調(diào)電阻III 24、可調(diào)電阻IV25選用ZX92E型直流電阻器，可調(diào)電阻V 26、可調(diào)電阻VI 27選用ZX21型旋轉電阻箱；電容28選用300V200 μ F無極性電容；容器槽29選用長I. 5m寬I米高O. 5米的玻璃槽。本例經(jīng)多次試驗，通過優(yōu)化設計減小了 IR降對電位測量的影響，通過設置中斷器的中斷周期可實現(xiàn)區(qū)域陰極保護中具有不同極化特性的金屬結構互相干擾影響下的極化與去極化過程的電位測量，并可以分析回路電流方向和變化情況，得出區(qū)域陰極保護中不同接地材料分流和干擾的規(guī)律；將微觀過程與宏觀結果相結合，可以實現(xiàn)長輸管道站場區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干 擾影響規(guī)律的模擬。
權利要求
1.一種區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾測試的室內(nèi)模擬裝置，其特征是它由恒電位儀I(I)、恒電位儀II (2)、輔助陽極I (3)、輔助陽極II (4)、管道(5)、輔助試片(6)、儲罐底板(7)、接地系統(tǒng)⑶、參比電極I (9)、參比電極II (10)、參比電極III (11)、參比電極IV(12)、絕緣環(huán)梁套(13)、沙礫(14)、浙青砂(15)、同步中斷器I (16)、同步中斷器II (17)、同步中斷器III (18)、同步中斷器IV(19)、多通道高速數(shù)據(jù)采集器I (20)、多通道高速數(shù)據(jù)采集器II(21)、可調(diào)電阻I (22)、可調(diào)電阻II (23)、可調(diào)電阻III (24)、可調(diào)電阻IV(25)、可調(diào)電阻乂(26)、可調(diào)電阻￥1(27)、電容(28)和容器槽(29)組成；在容器槽(29)的上部設置恒電位儀1(1)，恒電位儀I(I)的正極接同步中斷器11(17)的正端，同步中斷器11(17)的負端接埋入容器槽(29)內(nèi)實驗土壤的輔助陽極1(3)，恒電位儀I(I)的參比端接參比電極1乂(12)，恒電位儀1(1)的負極分別接可調(diào)電阻I (22)的一端和可調(diào)電阻III (24)的一端，可調(diào)電阻1(22)的另一端分別接可調(diào)電阻II (23)的一端和可調(diào)電阻V(26)的一端，可調(diào)電阻III (26)的另一端分別接電容(28)的一端和可調(diào)電阻IV(27)的一端，可調(diào)電阻(24)的另一端分別接電容(28)的另一端和可調(diào)電阻IV(27)的另一端以及可調(diào)電阻(25)的一端， 可調(diào)電阻(23)的另一端與可調(diào)電阻(25)的另一端連在一起，然后分別接管道(5)、同步中斷器I (16)的負端、多通道高速數(shù)據(jù)采集器I (20)的負端和恒電位儀II (2)的負極，同步中斷器I (16)的正端接輔助試片(6)，多通道高速數(shù)據(jù)采集器I (20)的正端接參比電極I (9)，恒電位儀II (2)的正極接同步中斷器III (18)的正端，同步中斷器III (18)的負端接輔助陽極II (4)，恒電位儀11(2)的參比端分別接參比電極II(IO)和多通道高速數(shù)據(jù)采集器11(21)的通道I正端，恒電位儀11(2)的負極分別接多通道高速數(shù)據(jù)采集器II (21)的通道I負端、同步中斷器IV(19)的負端和儲罐底板(7)，同步中斷器IV(19)的正端分別接多 通道高速數(shù)據(jù)采集器II (21)的通道2負端和接地系統(tǒng)(8)，多通道高速數(shù)據(jù)采集器II (21)的通道2正端接參比電極III (11);多通道高速數(shù)據(jù)采集器I (20)和多通道高速數(shù)據(jù)采集器II (21)的地端與負端直接串接或通過可調(diào)電阻串接。
全文摘要
本發(fā)明是一種區(qū)域陰極保護及接地系統(tǒng)干擾測試的室內(nèi)模擬裝置。接參比電極IV(12)的恒電位儀I(1)其正極經(jīng)中斷器II(17)后連陽極I(3)，負極經(jīng)可調(diào)電阻電路后分別接管道(5)、連試片(6)的中斷器I(16)和連參比電極I(9)的數(shù)據(jù)采集器I(20)負端；接參比電極II(10)的恒電位儀II(2)其正極經(jīng)中斷器III(18)后連陽極II(4)，負極分別接管道(5)、罐底板(7)和連參比電極II(10)的數(shù)據(jù)采集器II(21)通道1負端，并且經(jīng)中斷器IV(19)后分別接連參比電極III(11)的數(shù)據(jù)采集器II(21)通道2負端和接地系統(tǒng)(8)。本發(fā)明能準確測量電位和測試接地系統(tǒng)的干擾、屏蔽效應。
文檔編號C23F13/04GK102776518SQ20111012465
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日2011年5月13日
發(fā)明者劉玲莉, 吳長訪, 張豐, 王維斌, 薛致遠, 趙君, 陳新華, 陳洪源 申請人:中國石油天然氣股份有限公司