[发明专利]一种埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置及使用方法，涉及埋地金属电化学腐蚀研究技术领域，其中，埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置，包括保温箱体，保温箱体内填充有土壤，土壤中放置工作试样，保温箱体包括内外设置的内胆和外壳，内胆和外壳密封连接；波形发生组件，第一惰性电极位于土壤中，波形发生器的输出端分别通过第一导线连接工作试样和第一惰性电极；阴极保护组件，第二惰性电极位于土壤中，可控电源的正负极分别通过第二导线连接工作试样和第二惰性电极；以及测试组件，辅助电极和参比电极均位于土壤中，电化学测试仪器分别通过第三导线分别连接工作试样、辅助电极以及参比电极。本发明能用于杂散电流腐蚀试验研究。

技术领域

本发明涉及埋地金属电化学腐蚀研究技术领域，特别涉及一种埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置，还涉及一种埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置的使用方法。

背景技术

地铁交通系统是城市运输系统中的重要组成部分，地铁的运行动力依靠通过直流牵引变电系统提供。在直流变电系统中，牵引变电站通过架空接触网，将电流从接触网流入列车，回流电流经由走行轨或第三轨回流到牵引变电站中。当回流轨和大地的绝缘性能降低后，地铁运行过程中会有部分电流从回流轨流入大地再流回牵引变电站，这部分电流被称为杂散电流。

当杂散电流从规定的回路以外流动，流入埋地金属管线的地方带负电，此处成为阴极，当阴极区的电位值过负时，金属管线表面会发生析氢反应，造成此区域防腐涂层的剥落以及金属腐蚀；电流流出的部位带正电成为阳极区，阳极区域则会发生吸氧反应，从而造成埋地金属管线的电化学腐蚀侵害。

进行埋地金属的杂散电流腐蚀模拟试验，研究杂散电流腐蚀的规律可以加深对杂散电流危害的认识，更有效地预防和应对杂散电流地发生和影响，有效延长社会基础建设设施的使用寿命。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置，解决目前试验平台对温度湿度保持稳定性不足的问题，模拟真实土壤环境，并通过电极设置可进行阴极保护下的杂散电流腐蚀试验，同时可进行电化学测试，使得杂散电流腐蚀试验的效果与真实情况更加相符并得到更多数据。

本发明实施例还提供一种埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置的使用方法。

根据本发明第一方面的实施例，提供一种埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置，包括保温箱体，所述保温箱体内填充有土壤，所述土壤中放置工作试样，所述保温箱体包括内外设置的内胆和外壳，所述内胆和所述外壳密封连接；波形发生组件，波形发生组件包括第一惰性电极和波形发生器，所述第一惰性电极位于所述土壤中，所述波形发生器的输出端分别通过第一导线连接所述工作试样和所述第一惰性电极；阴极保护组件，所述阴极保护组件包括第二惰性电极和可控电源，所述第二惰性电极位于所述土壤中，所述可控电源的正负极分别通过第二导线连接所述工作试样和所述第二惰性电极；以及测试组件，所述测试包括电化学测试仪器、辅助电极以及参比电极，所述辅助电极和所述参比电极均位于所述土壤中，所述电化学测试仪器分别通过第三导线分别连接所述工作试样、辅助电极以及参比电极。

上述埋地金属杂散电流腐蚀模拟装置，至少具有以下有益效果：本发明通过波形发生器形成信号源，真实反映出实际情况中杂散电流的产生以及传输路径，经转换器可根据试验需求设置不同的电压、电流、波形、频率、通断电间隔时间输出，能做到多个信号区间杂散电流腐蚀对比研究；阴极保护组件对工作试样提供阴极保护电流，可进行阴极保护下的杂散电流腐蚀试验，同时可进行电化学测试；电化学测试仪器可以测量工作试样的腐蚀电流及电压并进行电化学测试，测量更加准确方便；可控电源可调节工作试样的阴极保护电流的大小，可进行不同阴极保护电位下的杂散电流腐蚀研究。本发明用于杂散电流腐蚀试验研究，构建了一个杂散电流腐蚀环境的系统试验平台，结构简单合理，能科学地研究土壤环境中地铁杂散电流对埋地金属电化学腐蚀行为。