本发明专利技术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，将所述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所述试件包括所述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所述试件施加阴极保护，其中，所述参比电极和所述辅助阳极插入所述试验介质；所述恒电位仪的负极与所述试验试件相连，所述恒电位仪的正极与所述辅助阳极相连；将所述恒电位仪的断电电位设定为试验的控制电位；测量所述试件的剥离距离。采用恒电位仪测试阴极保护电位，所设定的试验电位为断电电位而非通电电位，避免了IR降的影响，更能反映试件实际极化水平。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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H 2)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-I. 5Vsee，试验温度65°C，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<6臟(65<€，4811，-1.5\〇。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。
技术实现思路
为了解决上述技术问题之一，根据本专利技术的一方面，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。 根据本专利技术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。 根据本专利技术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 150mmX 150mm ~300mmX 300mm〇 根据本专利技术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〇 根据本专利技术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-I. 50Vces。 根据本专利技术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。 根据本专利技术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。 根据本专利技术实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，可选地，以人为缺陷孔 为中心，用刀在防腐层表面做出米字型的切口，用刀挑起防腐层，测量并记录各个方向上的 剥离距离。 根据本专利技术实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，可选地，比较不同断电 电位下剥离距离的变化，将剥离距离发生明显增大的断电电位确定为断电电位的临界值。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种埋地管道3PE防腐层阴极剥离实验室试验方 法，其包括以下步骤：从被测管段上切取试验试件，在该试验试件的防腐层中心钻人为缺陷 孔；将无底或开槽的透明塑料筒粘结在防腐层表面，该塑料桶与人为缺陷孔同心；将试验 介质倒入透明塑料筒内，将辅助阳极和饱和Cu/CuS0 4参比电极插入试验介质；将辅助阳极 连接恒电位仪的正极，将试验试件连接该恒电位仪的负极，其中，将所述恒电位仪的断电电 位设定为试验的控制电位；测试剥离距离。 根据本专利技术实施例的埋地管道3PE防腐层阴极剥离实验室试验方法，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。 根据本专利技术的又一方面，提供了 一种埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场试验方 法，其包括以下步骤：从被测管段上切取一片试验试件，规格为300_X300mm ;在试件中部 防腐层表面钻人为缺陷孔，孔径为6. 4mm，钻头的锥尖完全进入钢中，钻头的圆柱部分与钢 表面接触；将试件置于试验装置底板的矩形槽处，防腐层一侧朝下，将防腐层与该矩形槽的 接触部分用密封胶密封，其中，试验装置具有恒电位仪或者使用服役管道的阴极保护系统 的恒电位仪，将该恒电位仪的断电电位设定为试验的控制电位；将试验装置埋入在服役管 道附近的试验坑；挖开试验坑，拆除试验装置，对试验试件进行剥离距离的测试。 根据本专利技术实施例的埋地管道3PE防腐层阴极剥离现场试验方法，恒电位仪具有 自动通断电功能。 根据本专利技术的再一方面，提供了一种埋地管道防腐层阴极剥离试验装置，该试验 装置包括：箱体，辅助阳极，恒电位仪，反馈线和参比电极，其中，辅助阳极伸入箱体内部，从 而浸入到箱体内部的试验介质，该辅助阳极用于对试验介质施加控制电压；通过设置在箱 体底部的开口或者开槽，使得试验介质侵没试验试件包括人为缺陷孔的部分；恒电位仪具 有自动通断电功能，以试验试件的断电电位作为控制电位，该恒电位仪的负极与试验试件 相连，该恒电位仪的正极与辅助阳极相连；反馈线分别连接试验试件和参比电极，以实时监 测试验试件的断电电位，并将试验试件的断电电位反馈到恒电位仪，作为恒电位仪的控制 电位，使得恒电位仪的输出电位与反馈得到的断电电位一致。 根据本专利技术实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验装置，可选地，用无底或开槽 的透明塑料桶来实现箱体。 根据本专利技术实施例的埋地管道防腐层阴极剥离试验装置，可选地，试验介质是氯 化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种埋地管道防腐层阴极剥离试验方法，其特征在于，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，将所述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所述试件包括所述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所述试件施加阴极保护，其中，所述参比电极和所述辅助阳极插入所述试验介质，所述恒电位仪的负极与所述试验试件相连，所述恒电位仪的正极与所述辅助阳极相连，将所述恒电位仪的断电电位设定为试验的控制电位；测量所述试件的剥离距离。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董亮，崔伟，王修云，
申请(专利权)人：安科工程技术研究院北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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