[发明专利]大范围电位及电流条件下金属真实极化曲线的测试方法

说明书

本发明提供一种大范围电位及电流条件下金属真实极化曲线的测试方法，属于电化学技术领域。该方法首先确定现场待测地点，然后装备待测金属试片，并按照参比电极和辅助电极，再安装与连接监测设备，进而进行极化曲线测试最后进行数据处理及大范围电位及电流条件下金属真实极化曲线的获取。通过可调大量程直流电源为金属电极施加极化电流，通过电流表记录回路电流，然后使用高速开关周期性断开极化回路，使用电压表记录金属试片的通、断电电位，最后通过数据处理获得在现场环境中大范围电位及电流条件下金属试片的真实极化曲线。该方法便于在现场环境下实施，测试得到的极化电位准确，可靠性强；同时操作方便，技术可行且经济。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，特别是指一种大范围电位及电流条件下金属真实极化曲线的测试方法。

背景技术

由于我国经济快速发展，油气管道系统、输电系统、交通运输系统不断兴建投运，各系统之间不可避免的存在共用“公共走廊”的情况，因此油气管道受到杂散电流干扰的案例与日俱增，极大威胁到管道系统的运营安全。近年来，随着高压直流输电系统的不断建设，长输管道受高压直流干扰日益严重，在一些干扰案例中，受干扰管段管地电位可正向或负向偏移数百伏，所采用监测试片上泄漏电流密度可达几十mA/cm²。这种直流干扰的干扰幅度、距离等远远超过一般案例，管道金属有很高的腐蚀风险或氢脆风险，但目前尚没有针对此干扰的腐蚀评判标准和缓解控制标准。

为了研究大幅直流干扰下金属管道的极化特性、评估危害风险，需要获得管道金属在大范围电位及电流条件下真实极化曲线。并且，在大幅值电位及电流条件下，金属表观电位往往包含很高的IR降误差，并不能反映金属真实的极化特性。因此，在大幅极化过程中如何有效消除IR降、获得真实极化电位及极化曲线成为高压直流干扰下极化特性研究的重点和难点。现有的极化曲线测试方法大多基于实验室内电化学工作站，其工作量程较小，消除高量级IR降的能力较弱，且不便于在实际干扰现场使用，无法满足现场实际环境下的测试需求。目前亟需提出适合干扰现场使用的大范围电位及电流条件下金属试片真实极化曲线测试方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大范围电位及电流条件下金属真实极化曲线的测试方法，以解决传统极化测试中测试范围小、电位测试误差大，无法满足现场测试需要等问题，提高极化曲线测试的应用范围、地点和准确性。

该方法包括步骤如下：

(1)现场待测地点确定：根据现场实际情况，选取代表性的土壤环境地点作为待测地点；

(2)待测金属试片准备：待测金属试片保留特定面积的工作表面，一般为1或6.5cm²，其余表面进行绝缘密封，同时测试电缆从待测金属试片绝缘部分引出，将待测金属试片埋设到待测地点，待测金属试片工作面与土壤紧密接触，将待测金属试片上方的土壤压实；

(3)参比电极安装：将参比电极埋设到待测金属试片工作面附近，参比电极应尽量靠近待测试片，二者间接保持2～3mm，参比电极与待测金属试片同深且与土壤紧密接触，参比电极上有电缆引出；

(4)辅助电极安装：将辅助电极埋设到远离待测金属试片的位置，二者间距应大于工作电极等效直径的10倍，埋设地点与待测金属试片同深，辅助电极正对待测金属试片工作面，辅助电极面积大于待测金属试片工作面，辅助电极与土壤紧密接触，辅助电极上有电缆引出；

(5)监测设备安装与连接：将待测金属试片、辅助电极视情况与可调直流电源的正、负极连接，待测金属试片支路中串联一部开关和一部电流表；将待测金属试片与参比电极通过一部电压表连接；

(6)极化曲线测试：待测金属试片开路电位稳定后，手动调节直流电源的输出使待测金属试片电位稳定变化，同时周期性的断开开关，通过监测电流表与电压表的变化获得待测金属试片在不同电位和电流密度下的通、断电电位数据及电流密度；