一种牺牲阳极的阴极保护模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种牺牲阳极的阴极保护模拟方法，涉及腐蚀与防护技术领域，本方案主要针对不同区域中不同特性的土壤环境，模拟场地选择具有典型区域土壤特性的测试点，模拟设施包括小型模拟地网、检查片、牺牲阳极、以及监测装置，监测装置包括电流输入端口、同步中断器、参比电极和阴极保护电位监测仪，牺牲阳极通过电缆连接到地网，地网关键部位设置地面监测装置，地网周围埋设检查片，并部分与地网相连，以参照对比。本方案施工简单，便于测试，易开挖取样，能够较好地反映变电站的实际腐蚀和保护情况，且可以得到较为全面真实的腐蚀与保护数据，从而可为特定土壤环境中地网的阴极保护提供可靠的技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及腐蚀与防护
，特别涉及。
技术介绍
随着经济的发展，时代的进步，人们对电力系统的要求也越来越高。近几年来电力系统不断地向超高压、大容量和远距离的方向建设发展，保证电网安全运行的接地装置的重要性也越来越突出。接地网长期在土壤环境中工作，由于土壤的化学组成成分十分复杂且不同区域土壤物理性质也不尽相同，接地网不可避免因腐蚀而遭受破坏。目前我国常采用的接地材料是碳钢和镀锌钢，它们在酸性土壤中腐蚀十分严重，部分地区地网在几年内就被严重腐蚀，影响了电力系统的正常运作。由于土壤腐蚀基本上属于电化学腐蚀，作为电化学防腐方法的阴极保护法是目前最为有效的保护措施。牺牲阳极法简单易行，运行时间长，无须维护，并且能够降低接地电阻，有利于杂散电流的流散。现有的阴极保护技术都是通过测量保护电流以及地网保护电位来判断对地网的保护程度。而判断的标准都是根据以往的经验得出。但是地网埋设处的土壤环境不同，土壤电阻率的差别很大，测量出的保护电流及电位由于IR降的影响存在很大的偏差。从而可能导致测量值完全失真，影响阴极保护的有效性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，通过采用比较有效的接地网的防腐措施，以实现针对不同土壤特性确定阴极保护最佳保护参数的目的。为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案:，其特征在于:所述牺牲阳极的阴极保护模拟方法包括地网以及NiP-DLC复合抗腐蚀防护涂层，接入地网的牺牲阳极的个数可以调整，且保护位置可以变换，本方法针对不同区域中不同特性的土壤环境建立模拟设施，模拟场地选择具有典型区域土壤特性的测试点，模拟设施包括小型模拟地网、检查片、牺牲阳极、以及监测装置，监测装置包括电流输入端口、同步中断器、参比电极和阴极保护电位监测仪，牺牲阳极通过电缆连接到地网，地网关键部位设置地面监测装置，地网周围埋设检查片，并部分与地网相连，以参照对比，该牺牲阳极的阴极保护模拟方法的工作过程如下: (1)在牺牲阳极与地网连接处以及地网的关键位置都通过电缆引出地面，并设地面监测装置； (2)监测装置中同步中断器可以同步断开多个牺牲阳极与地网的连接，便于测量地网断电电位； (3)阴极保护监测仪可以测量阳极的输入电流以及地网和检查片相对于硫酸铜参比电极的保护电位； (4)电流输入端口可以模拟导入杂散电流，研宄杂散电流对地网腐蚀以及牺牲阳极法保护度的影响； (5)根据测试结果可以合理调整保护保护电流的大小，以优化保护效果。检查片采用了碳钢和镀锌钢两种材料，并且部分与地网连接。可对比分析该土壤环境对两种材料的腐蚀性，以及牺牲阳极法的保护度，从而为分析选择更加适合该土壤环境的接地材料提供依据。根据经验，土壤中牺牲阳极的阴极最小保护电流密度为10~30mA/m2。通过理论计算初步确定保护地网所需要最小电流，从而确定需要的牺牲阳极的个数，并与接地网连接。同时准备一定数量的备用牺牲阳极，以便于根据需要调整保护电流的大小。将连接到地网的牺牲阳极首先串接同步中断器，以进行同步通断。利用监测装置中的阴极保护电位监测仪监测地网保护电位。在通电时间内电位监测仪读数基本稳定在一个数值即得到通电电位，在断电时间内发生断电瞬间电位监测仪显示第一个数值作为断电电位。并通过计算机COM串行数据通讯端口将测量结果传入计算机进行分析处理，并验证保护效果，合理优化牺牲阳极的输入电流。在模拟试验稳定进行一段时间后，可以取出检查片，观察检查片腐蚀情况，分析牺牲阳极法对碳钢以及镀锌钢的保护度。进一步通过调整牺牲阳极的个数调节保护电流，以达到最佳保护效果，确定最优保护参数。然后可以开挖模拟地网分析地网腐蚀程度，以便得到更加全面的腐蚀与保护信息，验证牺牲阳极法的保护效果。检查片取样周期一般可定为一年，而地网的取样周期可定为两年。模拟地网上设有电流输入端口，通过该端口可以向模拟地网通入外加电流，模拟杂散的电流对地网腐蚀性以及牺牲阳极保护度的影响。本模拟方案施工量小，取样方便，无需大面积开挖变电站。并且可以根据需要灵活地进行对比试验，监控测试方便。优选的，所述防护涂层包括覆在接地网材料上的NiP合金涂层和覆在NiP合金涂层上的纯碳类金刚石涂层。优选的，所述NiP合金涂层为抗腐蚀涂层，纯碳类金刚石涂层为高硬度抗氧化涂层O优选的，所述NiP合金涂层制备方法为采用化学镀在接地网材料表面沉积NiP合金涂层。优选的，所述纯碳类金刚石涂层制备方法为在真空腔内采用阳极层离子源在NiP合金涂层表面沉积纯碳类金刚石涂层。采用以上技术方案的有益效果是:该牺牲阳极的阴极保护模拟方法的涂层的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性更优，且环境友好，可获得较厚的复合涂层，可大幅度延长涂层使用寿命，并降低成本，模拟方案施工简单，便于测试，易开挖取样，能够较好地反映变电站的实际腐蚀和保护情况，且可以得到较为全面真实的腐蚀与保护数据，从而可为特定土壤环境中地网的阴极保护提供可靠的技术支持。传统的检查片法由于试片尺寸较小，有关宏电池腐蚀状况难以反映。模拟地网可以较好地模拟变电站的实际腐蚀情况，弥补了检查片法的不足，有助于得到特定土壤环境下较为全面的腐蚀信息。【附图说明】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细的描述。图1是本专利技术牺牲阳极的阴极保护模拟方法的侧视图。其中，I一地网、2—牺牲阳极、3—硫酸铜参比电极、4一监测装置、5—电缆、6—检查片。【具体实施方式】下面结合附图详细说明本专利技术牺牲阳极的阴极保护模拟方法的优选实施方式。结合图1出示本专利技术牺牲阳当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牺牲阳极的阴极保护模拟方法，其特征在于：所述方法包括地网以及NiP‑DLC复合抗腐蚀防护涂层，接入地网的牺牲阳极的个数可以调整，且保护位置可以变换，对不同区域中不同特性的土壤环境建立模拟设施，模拟场地选择具有典型区域土壤特性的测试点，模拟设施包括小型模拟地网、检查片、牺牲阳极、以及监测装置，所述监测装置包括电流输入端口、同步中断器、参比电极和阴极保护电位监测仪，牺牲阳极通过电缆连接到地网，地网关键部位设置地面监测装置，地网周围埋设检查片，并部分与地网相连，以参照对比，该牺牲阳极的阴极保护模拟方法的工作过程如下：（1）在牺牲阳极与地网连接处以及地网的关键位置都通过电缆引出地面，并设地面监测装置；（2）监测装置中同步中断器可以同步断开多个牺牲阳极与地网的连接，便于测量地网断电电位；（3）阴极保护监测仪可以测量阳极的输入电流以及地网和检查片相对于硫酸铜参比电极的保护电位；（4）电流输入端口可以模拟导入杂散电流，研究杂散电流对地网腐蚀以及牺牲阳极法保护度的影响；（5）根据测试结果可以合理调整保护保护电流的大小，以优化保护效果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹏，田旭，裴锋，徐天福，廖靖，罗有国，李多生，郜友彬，刘光明，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网江西省电力公司赣州供电分公司，国网江西省电力科学研究院，南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：北京;11