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专利名称：模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210092403.8

专利申请（专利权）人：国家石油天然气管网集团有限公司,国家管网集团西南管道有限责任公司
权利人地址：北京市朝阳区东土城路5号A座6层08-10室

专利发明（设计）人：梁栋,王爱玲,王彬彬,余东亮,韩雷,胡绍磊,何黎,鲁青龙,王廉祥,刘宇婷,吴东容,轩恒

专利摘要：本发明提供了一种模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置及方法，所述实验装置包括第一管道试片、第二管道试片、实验箱、直流电场模拟系统、腐蚀测试系统和干扰电流测试系统。其中，实验箱中盛装有实验介质；第一管道试片和第二管道试片的表面均涂覆有涂层或环氧封装层且设置有破损区；直流电场模拟系统能够模拟接地极放电直流地电场环境；腐蚀测试系统能够测试不同区域的腐蚀数据；干扰电流测试系统能够测试第一管道试片和第二管道试片之间的干扰电流。所述实验方法通过上述实验装置来实现。本发明具有能进行直流地电场强度、防腐层类型及破损面积、腐蚀介质类型等多因素影响实验、能测试直流地电场下埋地管道的干扰电流等优点。

主权利要求：
1.一种模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括第一管道试片、第二管道试片、实验箱、直流电场模拟系统、腐蚀测试系统和干扰电流测试系统，其中，所述实验箱包括箱体和盖板，箱体中盛装有实验介质，盖板将箱体内部空间封闭，盖板上开设有若干插孔和排氧预留孔；
所述第一管道试片和第二管道试片均设置在所述箱体中，第一管道试片和第二管道试片的表面均涂覆有涂层或环氧封装层且第一管道试片和第二管道试片上设置有将基材裸露的破损区；
所述直流电场模拟系统包括直流电源、第一直流场导线、第二直流场导线、第一直流场电极和第二直流场电极，其中，所述第一直流场电极和第二直流场电极均设置在箱体内部，所述第一直流场电极和第二直流场电极分别通过第一直流场导线和第二直流场导线与所述直流电源的正负极相连以模拟接地极放电直流地电场环境；
所述腐蚀测试系统包括计算机和电化学工作站，其中，所述电化学工作站与第一管道试片或第二管道试片相连以测试不同腐蚀区域的电化学参数，所述计算机和所述电化学工作站相连以记录电化学参数；
所述干扰电流测试系统包括零电阻电位计、第一连接线和第二连接线，其中，第一连接线和第二连接线的一端与所述零电阻电位计相连，另一端穿过盖板上的插孔与第一管道试片和第二管道试片相连，以测试第一管道试片和第二管道试片之间的干扰电流。
2.根据权利要求1所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，其特征在于，所述电化学工作站包括工作电极、参比电极和辅助电极，其中，工作电极采用与第一管道试片或第二管道试片相同的材质，辅助电极选用镀铂钛网或不锈钢片，参比电极采用饱和甘汞电极。
3.根据权利要求1所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括pH计，pH计能够监测试验箱内不同区域试验介质的pH值。
4.根据权利要求1所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括除氧装置，所述除氧装置能够除去试验箱内不同区域实验介质中的氧气。
5.根据权利要求1所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，其特征在于，所述实验介质为土壤或土壤模拟液。
6.根据权利要求1所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，其特征在于，所述箱体和盖板的材质为有机玻璃、PVC和玻璃中任意一种，箱体和盖板采用同种材质或不同材质。
7.根据权利要求1所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，其特征在2
于，所述第一管道试片和第二管道试片上破损区的面积为1.0～6.5cm ，第一管道试片和第二管道试片上破损区的面积相等或不等。
8.根据权利要求1所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，其特征在于，所述电化学参数包括试片的开路电位、腐蚀电流密度和自腐蚀电位中至少一种。
9.一种模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验方法，其特征在于，所述方法通过如权利要求1～8中任意一项所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置来实现，且包括以下步骤：组装模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，检测各连接线是否正常；
打开直流电源的开关，设定输出值，在两个直流场电极之间构筑直流电。豢袅愕缱璧缌骷，测量第一管道试片和第二管道试片之间的电流；
打开计算机，设定电化学工作站的各项测试参数，测试第一管道试片或第二管道试片的电化学参数；
试验结束后，断开所有电源，取出第一管道试片或第二管道试片进行腐蚀干扰数据的测试，其中所述腐蚀干扰数据包括腐蚀形貌、腐蚀失重、电流密度曲线积分、屈服强度、抗拉伸强度以及延伸率中的任意一项或多项。
10.根据权利要求9所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：改变直流电流强度、涂层种类、涂层厚度、实验介质种类、第一管道试片上破损区面积、第二管道试片上破损区面积中的任意一项后对阴极区涂层缺陷和阳极区涂层缺陷，重复上述步骤，直至获得足够多的直流地电场对埋地管道干扰腐蚀数据。 说明书 : 模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及管道腐蚀模拟实验和测量技术领域，具体来讲，涉及一种模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置及方法。背景技术[0002] 高压直流输电工程单极多采用大地为回路的运行方式。此时，通过接地极注入并流过大地的电流等于线路上的系统运行电流，巨大的直流电流通过接地极注入大地，形成直流地电。卑樗娉鱿值氐缥坏纳。直流地电场的电流对邻近埋地金属管道产生电干扰，电流从管道防腐层破损点流入流出，导致金属管道的电化学腐蚀及氢损伤风险加剧，严重时可造成泄露，影响管道正常运行，引发安全事故。[0003] 我国基础设施建设工程中，埋设于直流接地极附近的金属管线多为油气长输管道，此类管道表面一般涂敷防腐层，常用3层聚乙烯防腐层、环氧粉末防腐层和石油沥青防腐层。若防腐层完好，通过防腐层与土壤进行交换的电流密度很。刹豢悸侵绷鞯氐绯〉缌鞫怨艿赖挠跋欤坏，管道表面的防腐层不可避免地存在破损点，则直流地电场下，破损点处电流密度可能较大。电流将在管道近接地极端由防腐层破损处流入管道，再由远端流出管道，远端流出点作为腐蚀原电池的阳极发生腐蚀；当管道附近的接地极为阴极放电时，电流将在管道远离接地极端由防腐层破损点流入管道，再由近端流出管道，导致近端流出点腐蚀。[0004] 从电极反应可以看出处于阳极区的管道面临腐蚀风险，必须合理评估其干扰程度并采取相应的防护措施。处于阴极区的管道不存在腐蚀危险，但当出现严重的析氢反应时，管道防腐层将出现阴极剥离、氢鼓包或氢致开裂现象，一旦出现防腐层剥离、起泡、脱落，管道腐蚀风险急剧增大。[0005] 随着我国高压直流输电工程和油气基础设施建设快速发展，接地极放电直流电场对埋地油气管道的影响日趋严重，已引起油气行业和电力行业的高度关注，然而，关于接地极放电直流地电场对金属管道腐蚀影响的针对性测试手段比较单一，一般为现场检测。通常采用试片法监测阴极保护参数、电位、电流密度、腐蚀速率等，这种检测反映电干扰影响是否存在及干扰程度，而不能精确反映出埋地管道涂层破损点处受直流地电场影响的具体情况。[0006] 因此，有必要发明一种实验装置及测试方法，可以室内模拟接地极放电直流地电场下，埋地管道防腐层破损点即电流流入点和流出点处的真实腐蚀过程，实现接地极放电直流地电场对埋地管道干扰腐蚀影响的室内模拟实验研究。发明内容[0007] 本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够进行直流地电场强度、防腐层类型及破损面积、腐蚀介质类型等多因素影响实验、能测试直流地电场下埋地管道的干扰电流的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置。又如，本发明的另一目的在于提供一种模拟不同直流地电场强度、防腐层类型及破损面积、腐蚀介质类型以及测试直流地电场下埋地管道的干扰电流的实验方法。[0008] 为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，所述实验装置包括第一管道试片、第二管道试片、实验箱、直流电场模拟系统、腐蚀测试系统和干扰电流测试系统，其中，所述实验箱包括箱体和盖板，箱体中盛装有实验介质，盖板将箱体内部空间封闭，盖板上开设有若干插孔和排氧预留孔；[0009] 所述第一管道试片和第二管道试片均设置在所述箱体中，第一管道试片和第二管道试片的表面均涂覆有涂层或环氧封装层且第一管道试片和第二管道试片上设置有将基材裸露的破损区；[0010] 所述直流电场模拟系统包括直流电源、第一直流场导线、第二直流场导线、第一直流场电极和第二直流场电极，其中，所述第一直流场电极和第二直流场电极均设置在箱体内部，所述第一直流场电极和第二直流场电极分别通过第一直流场导线和第二直流场导线与所述直流电源的正负极相连以模拟接地极放电直流地电场环境；[0011] 所述腐蚀测试系统包括计算机和电化学工作站，其中，所述电化学工作站与第一管道试片或第二管道试片相连以测试不同腐蚀区域的电化学参数，所述计算机和所述电化学工作站相连以记录电化学参数；[0012] 所述干扰电流测试系统包括零电阻电位计、第一连接线和第二连接线，其中，第一连接线和第二连接线的一端与所述零电阻电位计相连，另一端穿过盖板上的插孔与第一管道试片和第二管道试片相连，以测试第一管道试片和第二管道试片之间的干扰电流。[0013] 在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述电化学工作站可包括工作电极、参比电极和辅助电极，其中，工作电极采用与第一管道试片或第二管道试片相同的材质，辅助电极选用镀铂钛网或不锈钢片，参比电极采用饱和甘汞电极。[0014] 在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述实验装置还可包括pH计，pH计能够监测试验箱内不同区域试验介质的pH值。[0015] 在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述实验装置还包括可除氧装置，所述除氧装置能够除去试验箱内不同区域实验介质中的氧气。[0016] 在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述实验介质可为土壤或土壤模拟液。[0017] 在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述箱体和盖板的材质可为有机玻璃、PVC和玻璃中任意一种，箱体和盖板可采用同种材质或不同材质。[0018] 在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述第一管道试片和第二管道试片上破2损区的面积可为1.0～6.5cm，第一管道试片和第二管道试片上破损区的面积可相等或不等。[0019] 在本发明一方面的一个示例性实施例中，所述电化学参数可包括试片的开路电位、腐蚀电流密度和自腐蚀电位中至少一种。[0020] 本发明的另一方面提供了一种模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验方法，所述方法可通过如上任意一项所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置来实现，且包括以下步骤：[0021] 组装模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，检测各连接线是否正常；[0022] 打开直流电源的开关，设定输出值，在两个直流场电极之间构筑直流电。豢袅愕缱璧缌骷，测量第一管道试片和第二管道试片之间的电流；[0023] 打开计算机，设定电化学工作站的各项测试参数，测试第一管道试片或第二管道试片的电化学参数；[0024] 试验结束后，断开所有电源，可以取出第一管道试片或第二管道试片进行腐蚀干扰数据的测试，其中所述腐蚀干扰数据包括腐蚀形貌、腐蚀失重、电流密度曲线积分、屈服强度、抗拉伸强度以及延伸率中的任意一项或多项。[0025] 在本发明另一方面的一个示例性实施例中，所述方法还可包括步骤：[0026] 改变直流电流强度、涂层种类、涂层厚度、实验介质种类、第一管道试片上破损区面积、第二管道试片上破损区面积中的任意一项后对阴极区涂层缺陷和阳极区涂层缺陷，重复上诉实验过程，直至获得足够多的直流地电场对埋地管道干扰腐蚀数据。[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果可包括以下内容中至少一项：[0028] (1)能够在室内同时模拟直流地电场环境下电流流入和流出点对管道发生的阴极和阳极反应；[0029] (2)能够模拟阳极区的管道面临的腐蚀风险，合理评估其干扰程度并采取相应的防护措施；[0030] (3)能够模拟阴极区出现的析氢反应、阴极剥离、氢鼓包或氢致开裂现象导致的防腐层剥离、起泡、脱落等管道腐蚀风险；[0031] (4)能精确反映出埋地管道涂层破损点处受直流地电场影响的具体情况、能进行直流地电场强度、防腐层类型及破损面积、腐蚀介质类型等多因素影响实验；能交替模拟直流地电场干扰下管道阳极区和阴极区腐蚀实验；能测试直流地电场下埋地管道的干扰电流；为接地极放电直流地电场对埋地管道的干扰腐蚀评价提供参考。附图说明[0032] 图1示出了本发明一个示例性实施例的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置的结构示意图；[0033] 图2示出了图1中实验箱的俯视图。[0034] 图中标记说明如下：[0035] 1?箱体、2?盖板、3?实验介质、4?第一直流场电极、5?第一管道试片、6?第二管道试片、7?参比电极、8?辅助电极、9?直流电源、10?零电阻电位计、11?计算机、12?电化学工作站、13?第一直流场导线、14?第二直流场导线、15?第一管道试片连接线、16?第二管道试连接线、17?第二直流场电极、18?排氧预留孔。具体实施方式[0036] 在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置及方法。[0037] 本文中，“第一”、“第二”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性或具有严格的顺序性。“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。[0038] 图1示出了本发明一个示例性实施例的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置的结构示意图；图2示出了图1中实验箱的俯视图。[0039] 在本发明的第一示例性实施例中，如图1中所示，模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置主要包括一个实验箱、一个直流场模拟系统、一个腐蚀测试系统以及一个干扰电流测试系统。[0040] 其中，实验箱包括箱体1和盖板2，箱体1中盛装有实验介质3，盖板2将箱体1内部空间封闭。盖板2上开设有若干供导线通过的插孔。此外，根据需求，盖板上还可设置有排氧预留孔。这里，预留孔可根据模拟实验类型决定是否配备橡胶塞或密封胶圈密封。例如，这里箱体和盖板的材质可以选择有机玻璃、PVC、玻璃等绝缘材料，箱体1和盖板2可以采用同种材质，也可以采用不同材质。[0041] 在本实施例中，如图1和2中所示，箱体1可为长方体形状(也可以为正方体、圆柱体等)，箱体的尺寸可根据实验需求进行调整。例如，箱体1的尺寸可为300mm×240mm×240mm。盖板2置于箱体1上，盖板2的中心线上开设有若干个插孔，同时设计排氧预留孔18，当然也可根据需要预留其他插孔备用，各预留孔可根据需要决定是否配备橡胶塞或密封圈密封(模拟溶液介质内的阴极反应需要密封、排氧)。第一直流场电极4、第二直流场电极17、第一管道试片5、第二管道试片6、参比电极7及辅助电极8的连接线一端通过插孔固定在盖板上，另一端放置在实验介质3内。实验介质3可以采用土壤、土壤模拟液等。[0042] 在本实施例中，第一管道试片5和第二管道试片6均设置在箱体1中，第一管道试片5和第二管道试片6的表面均涂覆有涂层或环氧封装层。所述涂层或环氧封装层上设置有将第一管道试片5和第二管道试片6的基材裸露的破损区。例如，管道试片采用仅工作面中间裸露的环氧封装金属试片或涂敷涂层金属试片，裸露面积可为10mm×10mm，也可以根据测试目的选择不同裸露面积以模拟不同防腐层破损点尺寸。[0043] 在本实施例中，如图1中所示，直流场模拟系统包括直流电源9、第一直流场电极4、第二直流场电极17、第一直流场导线13和第二直流场导线14。其中，第一直流场电极4和第二直流场电极17均设置在箱体1中。这里，第一直流场电极4和第二直流场电极17可采用电极电位不低于管道试片的金属电极或石墨电极。第一直流场电极4和第二直流场电极17分别通过第一直流场导线13和第二直流场导线14与直流电源9的正负极相连，以模拟接地极放电直流地电场环境。第一直流场导线13和第二直流场导线14穿过盖板2上的插孔设置。两个直流场电极可以调换位置或者调换直流场导线与直流电源的输入输出端连接位置，以营造不同方向直流电场。可以通过调整直流电源输出值，模拟直流地电场的强度变化。这里，与直流电源正极连接的管道试片作为为阳极，与直流电源负极连接的管道试片作为阴极。[0044] 在本实施例中，如图1中所示，所述腐蚀测试系统包括计算机11和电化学工作站12。电化学工作站12与第一管道试片5或第二管道试片6相连以测试不同腐蚀区域(即阴极区和阳极区)的电化学参数。计算机11和电化学工作站12相连以记录电化学参数。[0045] 在本实施例中，如图1中所示，干扰电流测试系统包括零电阻电位计10、第一管道试片连接线15和第二管道试片连接线16。其中，第一管道试片连接线15和第二管道试片连接线16的一端与零电阻电位计10相连，另一端穿过盖板2上的插孔与第一管道试片5和第二管道试片6相连，以测试第一管道试片5和第二管道试片6之间的干扰电流。[0046] 在本示例性实施例中，如图1中所示，电化学工作站12为三电极体系结构，包括WE端、RE端和CE段。其中，WE段和第一管道试片5连接，即将第一管道试片5作为工作电极，RE端与参比电极7连接，CE端与辅助电极8连接，从而能够采集第一管道试片5的腐蚀数据。其中，工作电极采用与第一管道试片或第二管道试片相同的材质，辅助电极选用镀铂钛网或不锈钢片，参比电极采用饱和甘汞电极。同样，也可以以第二管道试片6作为工作电极，以测试第二管道试片6的腐蚀数据。[0047] 在本示例性实施例中，所述实验装置还可包括pH计，pH计能够监测试验箱内不同区域(即阴极区和阳极区)试验介质的pH值。[0048] 在本示例性实施例中，所述实验装置还包括可除氧装置，所述除氧装置能够除去试验箱内不同区域(即阴极区和阳极区)实验介质中的氧气。[0049] 在本示例性实施例中，所述实验介质可为土壤或土壤模拟液。这里，土壤或土壤模拟液的类型也可以根据测试需要进行选择。[0050] 在本示例性实施例中，所述第一管道试片和第二管道试片上破损区的面积可为21.0～6.5cm，第一管道试片和第二管道试片上破损区的面积可相等或不等。这里，第一管道试片和第二管道试片上破损区可尽量接近管道涂层的最大缺陷面积。涂层缺陷面积一致可以营造相同的腐蚀反应参数，也有利于作为更改涂层缺陷面积参数试验的基准对比数据。[0051] 在本示例性实施例中，所述电化学参数可包括试片的开路电位、腐蚀电流密度和自腐蚀电位中至少一种。[0052] 在本发明的第二示例性实施例中，模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验方法，可通过上述第一示例性实施例所述的模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置来实现，且包括以下步骤：[0053] 组装模拟直流地电场对埋地管道干扰腐蚀的实验装置，检测测试各连接线是否正常工作。[0054] 打开直流电源的开关，设定输出值，在两个直流场电极之间构筑直流电场。开启零电阻电流计，测量第一管道试片和第二管道试片之间的电流，即直流场下的管内干扰电流。[0055] 打开计算机，设定电化学工作站的各项测试参数，测试第一管道试片或第二管道试片的电化学参数。[0056] 试验结束后，断开所有电源，可以取出第一管道试片或第二管道试片进行腐蚀干扰数据的测试。其中，所述腐蚀干扰数据包括腐蚀形貌、腐蚀失重、电流密度曲线积分、屈服强度、抗拉伸强度以及延伸率中的任意一项或多项。[0057] 在本示例性实施例中，所述方法还可包括步骤：[0058] 根据实验结果或者实验设计方案，改变直流电流强度、涂层种类、涂层厚度、实验介质种类、第一管道试片上破损区面积、第二管道试片上破损区面积中的任意一项后对阴极区涂层缺陷和阳极区涂层缺陷，重复上诉实验过程，直至获得足够多的直流地电场对埋地管道干扰腐蚀数据。[0059] 为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。[0060] 以土壤中接地极放电直流场对埋地管道的阳极腐蚀反应为例，按以下步骤进行模拟实验：[0061] (1)在箱体底部预埋土壤，预埋高度约2cm～3cm，尽量压实土壤；之后在箱体两侧填埋宽度大约2cm土壤后，将第一直流场电极4和第二直流场电极平行于箱体侧壁竖直放好，保持两个直流场电极高度基本一致，与箱体侧壁距离基本一致；再次填埋土壤达到直流场电极三分一左右高度为宜；第一直流场导线一端连接第一直流场电极、另一端连接直流电源负极；第二直流场导线一端连接第二直流场电极、另一端连接直流电源正极。[0062] (2)在第一直流场电极和第二直流场电极内侧，分别放置第一管道试片和第二管道试片，保持两个管道试片高度基本一致，与邻近直流场电极距离基本一致；在第一管道试片附近埋设参比电极和辅助电极，参比电极位于第一管道试片和辅助电极之间，并且尽量靠近但不接触第一管道试片；第一管道试片连接线分别连接零电阻电流计和电化学工作站的WE端、参比电极连接电化学工作站的RE端、辅助电极连接电化学工作站的CE端。[0063] (3)继续填埋土壤至高于直流场电极上缘2cm～3cm，也可以根据电极及试片尺寸决定土壤填埋高度。[0064] (4)放好盖板，检查各测试线及导线连接是否正常。[0065] (5)打开直流电源的开关，设定输出值，在直流场电极之间构筑直流电。豢袅愕缱璧缌骷，测量第一管道试片和第二管道试片之间的电流，即直流场下的管内干扰电流。[0066] (6)打开计算机，设定电化学工作站的各项测试参数，测试第一管道试片5开路电位、腐蚀电流密度、自腐蚀电位等电化学数据。进一步地，还可通过pH计实时监测的阳极腐蚀区域试验介质的的酸碱度。[0067] (7)试验结束后，断开所有设备电源，可以取出第一管道试片进行形貌表征、失重腐蚀速率、电流密度曲线积分、屈服强度、抗拉伸强度、延伸率等测试。[0068] (8)若需要进行直流场强度梯度实验，或改变防腐层裸露面积，或改变防腐层类型、厚度、面积或更换介质种类等多参数模拟实验，则调整好所需参数后重复上述(5)～(7)步。[0069] 若是模拟接地极放电直流场对埋地管道的阴极反应，仅需进行更换直流电源输出方向、或跟换第一直流场导线与第二直流场导线的连接顺序、或将第二管道试片作为与WE端连接的工作电极即可，过程中可以采用pH计或pH探针实时监测管道试片附近介质的pH值变化。其他实验过程与上述步骤大致相同。[0070] 若采用溶液进行阴极反应模拟实验，注意盖板各插孔及盖板与箱体连接处均需橡胶塞或密封胶圈或其它密封方式密封，实验前用氮气进行排氧，以维持反应过程电解池内真实pH值。例如，在盖板上两侧均设置有排氧预留孔，通过向一侧的排氧预留孔内通入氮气等化学性质不活泼的气体以排出实验介质中的腐蚀介质内的氧气，例如土壤中的氧气和土壤溶液中溶解的氧气。[0071] 综上所述，本发明的有益效果可包括以下内容中至少一项：[0072] (1)能够在室内同时模拟直流地电场环境下电流流入和流出点对管道发生的阴极和阳极反应；[0073] (2)能够模拟阳极区的管道面临的腐蚀风险，合理评估其干扰程度并采取相应的防护措施；[0074] (3)能够模拟阴极区出现的析氢反应、阴极剥离、氢鼓包或氢致开裂现象导致的防腐层剥离、起泡、脱落等管道腐蚀风险；[0075] (4)能精确反映出埋地管道涂层破损点处受直流地电场影响的具体情况、能进行直流地电场强度、防腐层类型及破损面积、腐蚀介质类型等多因素影响实验；能交替模拟直流地电场干扰下管道阳极区和阴极区腐蚀实验；能测试直流地电场下埋地管道的干扰电流；为接地极放电直流地电场对埋地管道的干扰腐蚀评价提供参考。[0076] 尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

专利地区：北京

专利申请日期：2022-01-26

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN114459984B