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原文传递高压直流干扰下埋地管道腐蚀速率监测系统及方法

专利名称：	高压直流干扰下埋地管道腐蚀速率监测系统及方法
摘要：	本发明提供了一种高压直流干扰下埋地管道腐蚀速率监测系统及方法，通过对模拟埋地管道防腐层破损点的检查片在高压直流干扰下直流电流密度进行连续监测，并根据法拉第定律对电流密度进行时间积分获得管道涂层缺陷处腐蚀速率的方法；所述系统包括电流监测仪、检查片、测试桩、服务器单元和管道，所述电流监测仪一端与所述检查片连接，另一端通过测试桩与所述管道连接，所述电流监测仪与所述服务器单元连接，待高压直流接地极放电时，监测回路中电流随时间的变化趋势，然后根据检查片的面积计算确定单位面积的电流，即可得到电流密度随时间变化的曲线，最后根据法拉第定律对电流密度曲线进行时间积分得到检查片的腐蚀失重，进而得到腐蚀速率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京科技大学
发明人：	杜艳霞;张雷;张慧;秦润之;路民旭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910047757.9
公开号：	CN109813790A
代理机构：	北京金智普华知识产权代理有限公司
代理人：	皋吉甫
分类号：	G01N27/416(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路30号
主权项：	1.高压直流干扰下埋地管道腐蚀速率监测系统，其特征在于，所述系统包括监测单元、测试桩、管道和服务器单元，所述监测单元通过测试桩与所述管道连接，所述监测单元与服务器单元连接；所述监测单元包括电流监测仪和检查片，所述检查片通过电缆与所述电流监测仪连接，所述电流监测仪通过测试桩与所述管道连接，所述电流监测仪与所述服务器单元连接；服务器单元，所述服务器单元用于根据检查片的面积将接收的电流参数转化为电流密度参数，并显示电流密度参数；电流监测仪，所述电流监测仪用于对模拟管道防腐层破损点的检查片的直流电流进行监测并将监测的电流参数传输给服务器单元。 2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述电流监测仪和所述测试桩埋置于地上，所述检查片和所述管道埋置于地下。 3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述检查片的埋置深度与所述管道相同，所述检查片与所述管道的水平间距为0.1m～0.3m。 4.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述检查片材质与所述管道材质相同。 5.高压直流干扰下埋地管道腐蚀速率监测方法，基于权利要求1-4之一所述系统，其特征在于，所述方法首先准备监测单元并确定测试桩的位置，然后采集并监测电流，并由电流监测仪将监测的电流参数传输给服务器单元，最后服务器单元将电流参数转化为电流密度参数并进行显示，从而计算获得管道涂层缺陷处腐蚀速率。 6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤： S1：准备监测单元将电流监测仪与检查片进行连接； S2：确定测试桩的位置将监测单元与测试桩对应设置，埋置电流监测仪和检查片，电流监测仪通过测试桩与管道连接； S3：采集并监测电流启动电流监测仪，采集对应管道的电流，在高压直流干扰下对模拟埋地管道防腐层破损点的检查片直流电流进行连续监测，监测时间在0.5h以上，然后通过电流监测仪将监测的电流参数传输给服务器单元； S4：计算结果服务器单元将接收的电流参数转化为电流密度参数并进行显示，根据检查片的面积计算确定电流密度，根据法拉第定律对电流密度曲线进行时间积分，进而得到高压直流干扰下管道涂层缺陷检查片的腐蚀速率。 7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述S2中检查片的裸露面积为1～100cm2，所述检查片裸露面背对所述管道，所述检查片的裸露面积与管道防腐层平均缺陷面积相等。 8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述S3中启动电流监测仪，需在待检测片稳定后再进行，检测片稳定时间为0.5～1h。 9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述S4中计算结果基于法拉第定律对电流密度曲线进行时间积分，按以下方法实现：根据法拉第定律，其电化学反应速率R为：其中，i为流经检查片的电流，A；j为电流密度，A/cm2；n为电化学反应中消耗或生成的电子数；F为Faraday常数；A为检查片面积，cm2；考虑到检查片可能发生的反应： Fe→2e+Fe2+ (2) 则：其中，理论腐蚀失重m，g；R为电化学反应速率；A为检查片面积，cm2；M为反应物的摩尔质量，g/mol；t为反应时间，s；根据式(4)计算得出理论腐蚀速率： Vd＝10*m/ρA(t/3600) (4) 其中，理论腐蚀速率Vd，mm/h；M为反应物的摩尔质量，g/mol；ρ为检查片的密度，g/cm3；t为反应时间，s。
所属类别：	发明专利