[发明专利]埋地管道防腐层阴极剥离试验的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于埋地管道防腐层的试验方法和装置，具体而言，涉及一种埋地管道防腐层的阴极剥离试验的方法和装置。

背景技术

为了防止埋地钢质管道发生外部腐蚀破坏、确保埋地长输管道的使用寿命和安全运行，常采用防腐层和阴极保护联合保护的技术手段实现埋地管道的外部防腐。

3PE防腐层具有适用范围广、防护性能可靠等优点，自20世纪90年代中期在我国管道工程中应用以来，累计使用量已经超过上万公里。但是，3PE防腐层在运输、施工和运行过程中也难免受到机械损伤而出现破损点，从而导致金属管体暴露于周围土壤介质中。

施加阴极保护能够对破损点暴露出的金属起到良好的保护作用，但阴极过程所产生的产物(OH-和H₂)对3PE防腐层产生一定的影响，造成防腐层剥离，称为阴极剥离。

管道防腐层阴极剥离试验是评判防腐层抗剥离性能的重要检测手段，标准GB/T 23257《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》、SY/T 0094《管道防腐层阴极剥离试验方法(粘接电解槽法)》和SY/T 0413《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》均涉及该方法。在这些标准中，剥离试验或测试均是在实验室条件下进行的，具体的试验参数如下表1所示：

表1 国内标准阴极剥离试验方法比较

注：Vsce为相对饱和甘汞电极电位。

对目标管道试样根据标准要求进行剥离试验，采用3％NaCl溶液作为试验溶液，通电电位为-1.5V_sce，试验温度65℃，试验周期48h。试验结果如下表2所示：

表2 标准方法剥离试验结果

根据标准GB/T 23257和SY/T 0413，计算各试验的剥离距离，按标准GB/T 23257，剥离距离应≤6mm(65℃，48h，-1.5V)。如表2所示，各组试验均满足标准要求。但是，该目标管道在现场服役情况下却出现了阴极剥离情况，且剥离情况严重，现场图片如图9所示。在图9中，可以看到大于几十毫米的剥离。

现场情况是复杂和变化的，采用标准试验方法做出的结果与现场难以吻合，这样在管道建设和维护阶段就会引起误判，危害管道的安全运营。因此需要找到一种管道防腐层阴极剥离试验方法，其能够实现实验室结果与现场结果基本一致。

在现有的专利申请公开中，也未有涉及标准试验方法存在的上述问题，更未提出任何解决方案。例如，专利CN201310300199《一种应力与杂散电流耦合作用下埋地钢质管道涂层剥离与腐蚀试验方法》，提出了一种在复杂耦合条件下进行剥离试验的装置，但是其主要解决的是介质环境耦合问题，以模拟更加复杂环境下的剥离；专利CN201322716Y《一种用于管道涂层阴极剥离试验测定装置》公开了一种用于管道涂层阴极剥离试验的测定装置，但其主要改进了玻璃筒和试验试件的连接密封问题。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，根据本发明的一方面，提供了一种埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，其包括以下步骤：从被测管段上切取试件，在试件防腐层表面钻人为缺陷孔，将试件与试验装置的箱体相粘接，并通过设置于箱体的开口或开槽使得试件包括人为缺陷孔的部分与试验介质相接触；利用参比电极、辅助阳极和恒电位仪对试件施加阴极保护，其中，参比电极和辅助阳极插入试验介质；恒电位仪的负极与试验试件相连，恒电位仪的正极与辅助阳极相连；将所述恒电位仪的断电电位设定为试验的控制电位；测量试件的剥离距离。

根据本发明实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，恒电位仪具有自动通断电功能，其反馈线分别连接试验试件和参比电极，实现对断电电位的反馈控制。

根据本发明实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，可选地，试件的尺寸为150mm×150mm～300mm×300mm。

根据本发明实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，可选地，人为缺陷孔的孔径为3.2mm～6.4mm。

根据本发明实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，可选地，在不同断电电位条件下进行试验，断电电位设定值最正为所述试件的自然腐蚀电位，最负为-1.50V_CES。

根据本发明实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，可选地，试验周期为30天、60天或90天，每组试验采用3个平行试样。

根据本发明实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，可选地，在试件的防腐层表面中心钻人为缺陷孔，钻头的锥尖完全进入钢中，钻头的圆柱部分与钢表面接触。