一种用于抑制和监控海水管路系统电化学腐蚀的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于抑制和监控海水管路系统电化学腐蚀的系统，其包括：异种金属电偶绝缘结构、成对设置的电偶电位测片、电偶监测装置、无源电极结构、无源电极检测装置、有源电极结构以及有源电极检测装置。其中，异种金属电偶绝缘结构连接于海水管路系统中，异种金属电偶结构包括：位于海水管路系统中的第一金属元件，位于海水管路系统中的第二金属元件，以及设于第一金属元件和第二金属元件之间的第一绝缘体，第一金属元件和第二金属元件分别由不同的金属制成，而电偶电位测片连接于异种金属电偶绝缘结构的两端，电偶监测装置根据电偶电位测片测得的电位差，判断异种金属电偶绝缘结构的绝缘状态。

A system for inhibiting and monitoring electrochemical corrosion of seawater pipeline system

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制和监控海水管路系统电化学腐蚀的系统
本技术涉及一种用于海水管路的系统，尤其涉及一种用于抑制和监控海水管路电化学腐蚀的系统。
技术介绍
舰船海水管路系统的电化学腐蚀，普遍发生于异种金属连接或结合部位。从海水管系整体系统而言，各个管路设备之间如钢质船体与铜质通海阀、铜镍合金管路与不锈钢滤器、铜镍合金管路和各种阀门、铜镍合金管路和海水泵、HDR双向不锈钢管路与各种阀门之间，通过法兰盘和螺栓固定连接，在海水等电解质作用下构成电偶结构，在直接连接的情况下形成电偶电流，产生电化学腐蚀。而从局部而言，如各种阀门的阀体与内部阀板、阀杆、弹簧构件由不同的合金材料组成，与铜镍合金或不锈钢的海水管路紧固结合在一起，因复杂的异种金属电偶关系而产生电化学腐蚀。进一步从微观而言，铜镍合金海水管路因安装工艺需要与法兰盘焊接，或以逐段焊接形成弯头管段，其焊缝处的异种金属材料形成的工艺缺陷，极易成为电化学腐蚀部位。基于此，为了对海水管路系统进行防护，期望从系统设计入手，获得一种用于抑制和监控海水管路系统电化学腐蚀的系统，其可以阻止电化学腐蚀的发生，并且通过对整个海水管路系统的异种金属材料间电位差的监测和控制，达到监控海水管路系统电化学腐蚀的目的。
技术实现思路
本技术的目的之一是提供一种用于抑制和监控海水管路系统电化学腐蚀的系统，该系统利用连接于海水管路系统中的异种金属电偶绝缘结构，隔绝电偶电流，并在金属材料部件之间设置有源电极结构，以改变海水管路系统中的局部微观结构例如阀件、泵、焊缝的金属电位差，以阻止电化学腐蚀的发生，并且通过无源电极结构对海水管路系统的电偶绝缘结构和各个局部构件的电位差进行持续有效的监测和控制，即通过对整个海水管路系统的异种金属材料间电位差的监测和控制，以达到监控海水管路系统电化学腐蚀。为了达到上述技术的目的，本技术提供了一种用于抑制和监控海水管路系统电化学腐蚀的系统，其包括：异种金属电偶绝缘结构，其连接于海水管路系统中，异种金属电偶结构包括：位于海水管路系统中的第一金属元件，位于海水管路系统中的第二金属元件，以及设于第一金属元件和第二金属元件之间的第一绝缘体，所述第一金属元件和第二金属元件分别由不同的金属制成；成对设置的电偶电位测片，其分别连接于异种金属电偶绝缘结构的两端；电偶监测装置，其与电偶电位测片连接，以根据电偶电位测片测得的电位差，判断异种金属电偶绝缘结构的绝缘状态；无源电极结构，其绝缘地连接于海水管路系统的金属设备之间，以无源的方式提供能够抑制电化学腐蚀的第一保护电流；无源电极结构包括：第一阳极件，其连接于作为阴极的金属设备之间；第二绝缘体，其设于第一阳极件与金属设备之间；无源电极监测装置，其与无源电极结构连接，以监测无源电极结构的状态；有源电极结构，其绝缘地连接于海水管路系统的金属设备之间，有源电极结构包括：第二阳极件，其连接于作为阴极的金属设备之间；第三绝缘体，其设于第二阳极件与所述金属设备之间；有源电极监测装置，其与所述有源电极结构连接，所述有源电极监测装置包括：受控电流源，其使得所述有源电极结构输出能够抑制电化学腐蚀的第二保护电流。在本技术所述的技术方案中，所述的系统通过对海水管路系统提供一种电介入方式对海水管路系统中的电化学腐蚀进行抑制和监控，其通过在海水管路系统中对异种金属电偶结合部位安装异种金属电偶绝缘结构并持续进行电位监测、在海水管路、泵、阀件等由多个异种金属部件组成的结合部位安装电极，以无源或有源的方式提供能够抑制电化学腐蚀的保护电流，以持续监测并调控结合部位的电位差，从而有效的抑制海水管路系统设备的异种金属间的电化学腐蚀。此外，通过所述的系统可以实现持续监测和数据汇总，从而全面掌控海水管路系统异种金属材料之间的绝缘状态和电位差数据，进而全面掌控海水管路系统的电化学腐蚀状态。进一步地，在本技术所述的系统中，无源电极结构以无源的方式提供能够抑制电化学腐蚀的第一保护电流通过选择第一阳极件的材料而实现。进一步地，在本技术所述的系统中，第一阳极件的材料被选择为：相较于海水管路系统的金属设备，第一阳极件在海水介质中处于足够负的电位。更进一步地，在本技术所述的系统中，第一阳极件为铁基合金阳极件。进一步地，在本技术所述的系统中，第二阳极件的材料被选择为：相较于海水管路系统的金属设备，第二阳极件在海水介质中的化学特性更稳定并能承受更大的电流密度。更进一步地，在本技术所述的系统中，第二阳极件为银基合金阳极件。进一步地，在本技术所述的系统中，无源电极监测装置包括：第一处理器模块；第一电流监测模块，其通过常闭的第一继电器与无源电极结构连接，并与第一处理器模块连接，以在第一处理器模块的控制下检测无源电极结构初始状态下提供的第一保护电流Ipe0以及实时检测实测第一保护电流Ipet；所述实测保护电流Ipet与初始状态下的第一保护电流Ipe0比对，用以判断无源电极结构的状态。进一步地，在本技术所述的系统中，还包括：上位工控机，其与第一处理器模块连接；数据库，其与上位工控机连接；其中，上位工控机基于初始状态下的第一保护电流Ipe0获得临界报警电流Ipebj，并将初始状态下的第一保护电流Ipe0和临界报警电流Ipebj储存于所述数据库；所述上位工控机将所述实测第一保护电流Ipet与数据库内存储的电流数据Ipe0、Ipebj比对，以判断无源电极结构的状态正常与否。进一步地，在本技术所述的系统中，无源电极监测装置还包括：第一电压监测模块，其通过常开的第二继电器与无源电极结构连接，并与第一处理器模块连接，以在第一处理器模块的控制下通过断开第一继电器、接通第二继电器，以检测无源电极结构的电压，所述第一电压监测模块与所述上位工控机连接。进一步地，在本技术所述的系统中，无源电极监测装置还包括：辅助电流源，其通过常开的第三继电器与无源电极结构连接，并与第一处理器模块连接，以在第一处理器模块的控制下通过断开第一继电器、接通第三继电器，以使得无源电极提供辅助保护电流Ipefz。进一步地，在本技术所述的系统中，有源电极监测装置包括：第二处理器模块；受控电流源，其与无源电极结构连接，并与第二处理器模块连接，以在第二处理器模块的控制下提供所述第二保护电流；第二电流监测模块，其与有源电极结构连接，并与第二处理器模块连接，以实时检测第二保护电流；第二电压监测模块，其与有源电极结构连接，并与第二处理器模块连接，以实时检测有源电极结构的阳极电压。进一步地，在本技术所述的系统中，第二处理器模块基于第二电流检测模块和第二电压检测模块传输的数据，控制受控电流源的输出，以使误差Δ＝│(Vaet-Vaes)/Vaes│≤Δs；其中Vaes为设定的保护电压,Vaet为实时检测的有源电极结构的阳极电压，Δs为设定的误差值。进一步地，在本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于抑制和监控海水管路系统电化学腐蚀的系统，其特征在于，包括：/n异种金属电偶绝缘结构，其连接于海水管路系统中，所述异种金属电偶结构包括：位于海水管路系统中的第一金属元件，位于海水管路系统中的第二金属元件，以及设于第一金属元件和第二金属元件之间的第一绝缘体，所述第一金属元件和第二金属元件分别由不同的金属制成；/n成对设置的电偶电位测片，其分别连接于异种金属电偶绝缘结构的两端；/n电偶监测装置，其与所述电偶电位测片连接，以根据电偶电位测片测得的电位差，判断异种金属电偶绝缘结构的绝缘状态；/n无源电极结构，其绝缘地连接于海水管路系统的金属设备之间，以无源的方式提供能够抑制电化学腐蚀的第一保护电流；所述无源电极结构包括：第一阳极件，其连接于作为阴极的所述金属设备之间；第二绝缘体，其设于所述第一阳极件与所述金属设备之间；/n无源电极监测装置，其与所述无源电极结构连接，以监测无源电极结构的状态；/n有源电极结构，其绝缘地连接于海水管路系统的金属设备之间，所述有源电极结构包括：第二阳极件，其连接于作为阴极的所述金属设备之间；第三绝缘体，其设于所述第二阳极件与所述金属设备之间；/n有源电极监测装置，其与所述有源电极结构连接，所述有源电极监测装置包括：受控电流源，其使得所述有源电极结构输出能够抑制电化学腐蚀的第二保护电流。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制和监控海水管路系统电化学腐蚀的系统，其特征在于，包括：
异种金属电偶绝缘结构，其连接于海水管路系统中，所述异种金属电偶结构包括：位于海水管路系统中的第一金属元件，位于海水管路系统中的第二金属元件，以及设于第一金属元件和第二金属元件之间的第一绝缘体，所述第一金属元件和第二金属元件分别由不同的金属制成；
成对设置的电偶电位测片，其分别连接于异种金属电偶绝缘结构的两端；
电偶监测装置，其与所述电偶电位测片连接，以根据电偶电位测片测得的电位差，判断异种金属电偶绝缘结构的绝缘状态；
无源电极结构，其绝缘地连接于海水管路系统的金属设备之间，以无源的方式提供能够抑制电化学腐蚀的第一保护电流；所述无源电极结构包括：第一阳极件，其连接于作为阴极的所述金属设备之间；第二绝缘体，其设于所述第一阳极件与所述金属设备之间；
无源电极监测装置，其与所述无源电极结构连接，以监测无源电极结构的状态；
有源电极结构，其绝缘地连接于海水管路系统的金属设备之间，所述有源电极结构包括：第二阳极件，其连接于作为阴极的所述金属设备之间；第三绝缘体，其设于所述第二阳极件与所述金属设备之间；
有源电极监测装置，其与所述有源电极结构连接，所述有源电极监测装置包括：受控电流源，其使得所述有源电极结构输出能够抑制电化学腐蚀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，黄国安，楼富强，杨银清，邱斌，吴炜，刘袁康，周欢，高新华，阳斌，黎汉军，张海燕，梅赫赓，杜章林，宋洋，
申请(专利权)人：上海磊华船舶工程有限公司，中国船舶重工集团公司第七零一研究所，上海纳朴测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31