交流干擾的實(shí)驗(yàn)室模擬研究

苑婷　陳興偉　劉朝東

摘 要：文章對交流電流對碳鋼材料的腐蝕進(jìn)行了試驗(yàn)，分析了交流電流密度與碳鋼材料的腐蝕速度的關(guān)系。建立交流干擾對材料腐蝕之間的模型，為管線交流干擾的現(xiàn)場測試、防治提供重要的理論支持。通過在實(shí)驗(yàn)室建立交流腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，初步研究了碳鋼材料在交流電流的作用下的腐蝕速率影響。

關(guān)鍵詞：交流干擾；實(shí)驗(yàn)室；模擬

1 簡介

埋地管線由于其埋設(shè)路徑長，環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)場干擾源眾多，很難分清干擾電壓的成因及具體的干擾規(guī)律和干擾因素。因此，通過現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)很難單純對交流干擾的機(jī)理、規(guī)律進(jìn)行研究。因此，有必要通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)建立模擬實(shí)驗(yàn)裝置，對產(chǎn)生交流干擾的因素進(jìn)行一定程度的控制，使材料的腐蝕、控制等因素與干擾源之間的關(guān)系更加清晰，更獨(dú)立地對干擾因素進(jìn)行分析。

2 交流雜散電流實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)研究

2.1 模擬實(shí)驗(yàn)裝置的建立

圖1為在實(shí)驗(yàn)室建立的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。交流電壓通過交流調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)樣品上產(chǎn)生的電流通過大功率線圈電阻器與實(shí)驗(yàn)樣品串聯(lián)流過試驗(yàn)介質(zhì)，并通過石墨電極回到交流調(diào)壓器。通過實(shí)驗(yàn)樣品上的交流電流值可以通過已知阻值的電阻器上的電壓獲得。實(shí)驗(yàn)用輔助電極為高純石墨，對模擬溶液不會(huì)產(chǎn)生二次反應(yīng)影響。實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為0.5g/L的NaCl模擬溶液，模擬土壤環(huán)境。試片為20#碳鋼。試片尺寸為50×50mm。厚度為3mm。試片中上部鉆孔，用螺栓與導(dǎo)線相連接。試片用丙酮除油，打磨至1000#砂紙，用導(dǎo)線連接在實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)，導(dǎo)線連接處用石蠟密封。試片暴露面積為41.6cm2。實(shí)驗(yàn)周期為168小時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，每隔3-4小時(shí)測量一次試片電流，發(fā)現(xiàn)電流漂移，及時(shí)調(diào)節(jié)到試驗(yàn)開始時(shí)的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后試片經(jīng)去除石蠟，清洗烘干后稱量腐蝕失重。

本實(shí)驗(yàn)采用的交流電源為接觸式交流調(diào)壓器，型號(hào)為：T1.DGC2-5000。二相輸入，額定功率為5KW。額定輸入電壓為0-250V。額定功率50Hz。進(jìn)行交流電流腐蝕實(shí)驗(yàn)前，用相同介質(zhì)工況對沒有交流輸入時(shí)碳鋼試片的腐蝕速度進(jìn)行了測試，作為交流電流腐蝕測試的空白試驗(yàn)，得到空白腐蝕速度。交流電流腐蝕試驗(yàn)測量的腐蝕速度均要扣除這個(gè)腐蝕速度。

2.2 空白試驗(yàn)

在不通電時(shí)，取5個(gè)平時(shí)空白試片，與通電試驗(yàn)相同的試驗(yàn)條件，經(jīng)過168小時(shí)的腐蝕試驗(yàn)后，空白試片的腐蝕失重見表1。

2.3 工頻交流電流干擾試驗(yàn)

通電時(shí)間分兩批進(jìn)行。通過調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓，測量分流電阻上的電壓，計(jì)算每個(gè)回路上流過的工頻電流，進(jìn)而計(jì)算試片上流過的電流密度。試驗(yàn)結(jié)束后，去除試片的腐蝕產(chǎn)物，稱重，計(jì)算試片的失重，并扣除空白試片的失重，得到由于外加工頻電流造成的金屬質(zhì)量損失。結(jié)果見表2。

3 結(jié)束語

從測試結(jié)果中可以看出，交流電流對碳鋼的腐蝕具有較大影響，隨著流入碳鋼材料的交流電流增加，材料的腐蝕失重增大。

作者簡介：苑婷（1981，7-），女，遼寧盤錦，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，研究方向：電力設(shè)備。