一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置及方法与流程

本发明涉及金属腐蚀防护测量评估，尤其涉及一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置及方法。

背景技术：

1、随着能源需求的快速增长和能源结构的调整，管线钢广泛应用于西气东输工程，管线钢长度约35万公里。然而，由于地理空间位置的限制，在运输天然气时，管线钢将设置在高压线或电气化铁路系统附近。高压输电线路和电气化铁路系统附近的埋地管线钢在电阻耦合、电容耦合和电感耦合的作用下，特别是在长距离并联管道时，在防腐层处发生交流析氢腐蚀。对防腐层的破坏程度是评估交流析氢腐蚀严重程度的重要指标，并且准确测量引起防腐层发生剥离现象的氢浓度是衡量材料防腐性能的关键点。

2、目前，关于对防腐层剥离程度的研究存在设备复杂、操作复杂、适用性不高、准确度低下的问题，无法简单、快速且准确地对防腐层剥离程度进行评估测量。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置及方法，以解决现有技术中操作复杂、适用性低以及评估准确度低的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置，包括：双电解池、交流电源设备和电化学测量设备；

3、所述双电解池包括充氢电解池和析氢电解池；所述充氢电解池和所述析氢电解池的底部均设置有连通导管，所述充氢电解池的连通导管与所述析氢电解池的连通导管之间夹有待评估样品，并通过螺母固定连通导管以及所述待评估样品；

4、所述交流电源设备的一极接入至所述充氢电解池内部的铂电极，所述交流电源设备的另一极接入所述待评估样品；

5、所述电化学测量设备的第一端接入至所述待评估样品，所述电化学设备的第二端接入至所述析氢电解池内部的甘汞参比电极，所述电化学设备的第三端接入至所述析氢电解池内部的铂电极；

6、所述析氢电解池顶部连接有通过导管接入的氮气瓶和流量计，所述流量计的出气端连接有气袋。

7、作为优选方案，所述充氢电解池中放置充氢电解液，所述析氢电解池中放置氧化电解液。

8、作为优选方案，所述待评估样品的裸露侧朝向所述充氢电解池，所述待评估样品的防腐侧朝向所述析氢电解池；所述待评估样品包括无防腐层的裸露侧和涂有防腐层的防腐侧。

9、作为优选方案，所述电化学测量设备为三电极多通道电化学工作站；所述电化学测量设备的三电极包括：工作电极、辅助电极和参比电极。

10、作为优选方案，所述工作电极接入至所述析氢电解池内部的铂电极，所述辅助电极接入至所述待评估样品，所述参比电极接入至所述析氢电解池内部的甘汞参比电极。

11、作为优选方案，所述流量计的出气端及其连接的气袋均设置有空气用快速接头。

12、相应地，本发明还提供一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量方法，由上任意一项所述的基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置实现，包括：

13、对待评估样品的一侧进行剥离，以使所述待评估样品进行剥离的一侧为裸露侧，所述待评估样品未进行剥离的一侧为防腐侧，并固定于所述双电解池之间；

14、通过电化学测量设备施加恒定电位，直至钝化电流下降至预设值，并通过交流电源设备施加交流电；

15、测量得到并直至所述电化学测量设备上的电化学渗透曲线到达稳态后，关闭所述交流电源设备；

16、打开流量计阀门，并通过第一气袋收集第一气体总量；

17、将所述流量计计量数据清零后，打开所述氮气瓶吹扫装置内剩余的氢气，并通过第二气袋收集第二气体总量；

18、分别对所述第一气袋和所述第二气袋中的气体进行气相质谱分析，得到分别得到第一氢占比和第二氢占比，并根据所述电化学渗透曲线，计算出被氧化的析氢量；

19、根据所述第一氢占比、所述第二氢占比和所述析氢量，计算出所述待评估样品中扩散至防腐侧的析氢量，进而完成待评估样品的防腐层剥离测量。

20、作为优选方案，在所述通过电化学测量设备施加恒定电位之前，还包括：

21、将所述待评估样品的裸露侧朝向双电解池中的充氢电解池，防腐侧朝向双电解池中的析氢电解池，从而固定于所述双电解池之间；

22、将均使用氮气除氧后的充氢电解液和氧化电解液，分别置于充氢电解池和析氢电解池，并使用氮气瓶吹扫装置内的氧气。

23、作为优选方案，所述测量得到并直至所述电化学测量设备上的电化学渗透曲线到达稳态后，关闭所述交流电源设备，具体为：

24、通过对所述交流电源设备施加预设电压范围内的交流电，并观测不同交流电电压下所测量得到的电化学渗透曲线；

25、待所述电化学渗透曲线到达稳态后，关闭所述交流电源设备。

26、相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

27、本发明的技术方案通过双电解池以及交流电源设备和电化学测量设备，能够直接对固定后的待评估样本进行电解析氢，无需根据不同的待评估样本进行不同的测量分析，从而使得电化学测量设备能够得到相应的渗氢数据，并通过析氢电解池顶部接入的氮气瓶来减少装置内氧气的影响，从而提高装置测量的精确度，同时通过流量计来准确确定析氢过程的发生与结束，进而能够提高析氢评估的准确性，避免了现有需要采用复杂的测量设备对防腐层的剥离程度进行测量与评估，简化了操作步骤，同时提高了适用性。

技术特征：

1.一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置，其特征在于，包括：双电解池、交流电源设备和电化学测量设备；

2.如权利要求1所述的一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置，其特征在于，所述充氢电解池中放置充氢电解液，所述析氢电解池中放置氧化电解液。

3.如权利要求1所述的一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置，其特征在于，所述待评估样品的裸露侧朝向所述充氢电解池，所述待评估样品的防腐侧朝向所述析氢电解池；所述待评估样品包括无防腐层的裸露侧和涂有防腐层的防腐侧。

4.如权利要求1所述的一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置，其特征在于，所述电化学测量设备为三电极多通道电化学工作站；所述电化学测量设备的三电极包括：工作电极、辅助电极和参比电极。

5.如权利要求1所述的一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置，其特征在于，所述工作电极接入至所述析氢电解池内部的铂电极，所述辅助电极接入至所述待评估样品，所述参比电极接入至所述析氢电解池内部的甘汞参比电极。

6.如权利要求1所述的一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置，其特征在于，所述流量计的出气端及其连接的气袋均设置有空气用快速接头。

7.一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量方法，其特征在于，由权利要求1－6任意一项所述的基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置实现，包括：

8.如权利要求7所述的一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量方法，其特征在于，在所述通过电化学测量设备施加恒定电位之前，还包括：

9.如权利要求7所述的一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量方法，其特征在于，所述测量得到并直至所述电化学测量设备上的电化学渗透曲线到达稳态后，关闭所述交流电源设备，具体为：

技术总结
本发明公开了一种基于交流干扰析氢的防腐层剥离测量装置及方法，包括：双电解池、交流电源设备和电化学测量设备；双电解池包括充氢电解池和析氢电解池；充氢电解池和所述析氢电解池的底部均设置有连通导管，充氢电解池的连通导管与析氢电解池的连通导管之间夹有待评估样品，并通过螺母固定连通导管以及待评估样品；交流电源设备的一极接入至充氢电解池内部的铂电极，交流电源设备的另一极接入待评估样品；电化学测量设备的第一端接入至待评估样品，电化学设备的第二端接入至析氢电解池内部的甘汞参比电极，电化学设备的第三端接入至析氢电解池内部的铂电极。本发明解决了现有技术中操作复杂、适用性低以及评估准确度低的技术问题。

技术研发人员：朱文卫,王彦峰,许成昊,郭金根,王兴华,梁爱武,潘柏崇,董晗拓,车伟娴
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12