帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律監(jiān)測裝置及方法，包括外接法蘭、外接管段、外套管、內(nèi)套管和測試電極，外接法蘭與測試管路相連，外套管與外接管段通過緊固螺栓連接，內(nèi)套管管壁周向均勻分布電極插孔，測試電極嵌入電極插孔，外套管上設(shè)有出線口，內(nèi)套管設(shè)有壓力平衡孔，所述測試電極包括陰極、陽極和導(dǎo)線，陽極的內(nèi)、外側(cè)面、導(dǎo)線的底面以及陰極的側(cè)面均由絕緣材料密封，陽極與陰極未連接導(dǎo)線的底面涂覆緩蝕劑涂膜，導(dǎo)線外接電流信號測試裝置，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的裝置及方法測試結(jié)果更真實可靠，可以連續(xù)監(jiān)測，無需人工值守，便于推廣。
【專利說明】帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶壓管路內(nèi)腐蝕情況的監(jiān)測方法，尤其涉及一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]管道內(nèi)壁涂覆緩蝕劑是管道防腐的有效措施，工業(yè)管道常用的緩蝕劑與管道材質(zhì)的吸附機理主要是:1、緩蝕劑分子與金屬表面所帶電荷產(chǎn)生靜電引力；2、金屬原子Fe含有未占據(jù)的空d軌道，易與緩蝕劑負電性極性基團產(chǎn)生配位鍵。隨著管道的連續(xù)運行，緩蝕劑涂膜因管道主流介質(zhì)沖刷攜帶而逐漸失效，但是目前尚無一種可靠的緩蝕劑涂膜失效情況的監(jiān)測手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律監(jiān)測方法，它可以連續(xù)監(jiān)測，并且不存在外加電場或磁場、不會對金屬表面緩蝕劑有效成分吸附性能產(chǎn)生影響，測試結(jié)果更真實可靠。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律監(jiān)測裝置，包括:外接法蘭、外接管段、外套管、內(nèi)套管和測試電極，所述外接法蘭與測試管路相連，外套管與外接管段通過緊固螺栓連接并設(shè)有密封圈，內(nèi)套管管壁周向均勻分布電極插孔，測試電極嵌入電極插孔，與內(nèi)套管內(nèi)壁保持共面，外套管上設(shè)有引出聯(lián)接電極導(dǎo)線的出線口，內(nèi)套管上設(shè)有保持內(nèi)套管兩側(cè)壓力一致的壓力平衡孔，防止嵌入的測試電極被管內(nèi)流動介質(zhì)吹離內(nèi)套管管壁，所述測試電極包括由絕緣材料密封的陰極、陽極和導(dǎo)線，陽極的內(nèi)、外側(cè)面、導(dǎo)線的底面以及陰極的側(cè)面均由絕緣材料密封，陽極與陰極未連接導(dǎo)線的底面涂覆緩蝕劑涂膜，導(dǎo)線外接電流信號測試裝置。
[0006]內(nèi)套管與外套管長度相同，保證套管與外接管段之間的密封。
[0007]內(nèi)套管內(nèi)徑與測試管路內(nèi)徑一致。
[0008]陽極與測試管道管壁材質(zhì)一致，形狀為圓環(huán)柱體；陰極為惰性導(dǎo)體材質(zhì)，如銅、石墨等，形狀為圓柱體。
[0009]由絕緣材料密封后的電極為圓柱狀，底面直徑與電極插孔尺寸匹配，可以使電極嵌入電極插孔而不發(fā)生滑脫。
[0010]電極涂覆緩蝕劑涂膜的端面為圓環(huán)形或圓形，以便電極插入插孔后，陰極與陽極在垂直方向上的相對位置一致，從而保證在管道內(nèi)的監(jiān)測過程的初始狀態(tài)一致。
[0011]絕緣材料為環(huán)氧樹脂。
[0012]一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律監(jiān)測方法，首先將測試電極表面打磨平滑，并用乙醇除水、丙酮除油，干燥后將其置入電極插孔內(nèi)，從出線口中引出各電極的導(dǎo)線，導(dǎo)線外接電流信號測試裝置，同時對出線口采取密封措施，當測試電極置入腐蝕溶液環(huán)境中，陽極、陰極、導(dǎo)線與腐蝕溶液環(huán)境組成原電池系統(tǒng)，每個電極的兩根導(dǎo)線單獨聯(lián)接獨立的電流信號測試裝置，并記錄每個電流信號測試裝置對應(yīng)聯(lián)接的電極在管道內(nèi)壁周向的位置；其次將外接法蘭與被測試管路法蘭對接，待管路正常運行后，記錄管道內(nèi)壁周向各電極引出的導(dǎo)線的電流強度作為“基礎(chǔ)電流強度”，管道完成緩蝕劑涂覆作業(yè)后，記錄管道內(nèi)壁周向各電極引出導(dǎo)線的電流強度隨管道運行時間的變化，對比各電極相應(yīng)的“基礎(chǔ)電流強度”，判斷管道內(nèi)壁各方位緩蝕劑涂膜的失效情況。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
[0014]I內(nèi)套管內(nèi)徑與被測試管路內(nèi)徑一致，測試電極表面基本與管道內(nèi)壁同面，保證電極表面與管道內(nèi)壁具有相同的沖刷狀態(tài)；只有一個出線口與管道外部環(huán)境相通，更利于密封；陽極材質(zhì)與管壁材質(zhì)一致，保證具有一致的緩蝕劑表面吸附性能；更換電極時，每次插入都可以保證電極表面陰極與陽極相對位置不變，保證監(jiān)測過程的初始狀態(tài)一致；不存在外加電場或磁場，不會對金屬表面緩蝕劑有效成分吸附性能產(chǎn)生影響，測試結(jié)果更真實可
罪；
[0015]2可以實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測，適用于采取內(nèi)壁涂覆緩蝕劑涂膜防腐的腐蝕介質(zhì)運輸管道，輸送介質(zhì)為具有導(dǎo)電性的液體或者存在導(dǎo)電性液體的氣液兩相管線，國內(nèi)外存在大量的腐蝕性介質(zhì)輸送管線,如油田的油-氣-水集輸管線,氣田的氣液兩相集氣管線等,并且管內(nèi)壁涂覆緩蝕劑涂膜是目前最為常用的內(nèi)防腐手段之一，該裝置及方法可以連續(xù)監(jiān)測，無需人工值守，便于推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為電極剖視圖；
[0018]圖3為電極工作表面視圖。
[0019]其中，1.外接法蘭，2.外接管段，3.內(nèi)接法蘭，4.電極插孔，5.外套管，6.內(nèi)套管，7.出線口，8.壓力平衡孔，9.密封圈，10.緊固螺栓，11.陽極，12.陰極，13.絕緣材料，14.導(dǎo)線。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021]一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律監(jiān)測裝置，包括:外接法蘭1、外接管段2、外套管5、內(nèi)套管6和測試電極，所述外接法蘭I與測試管路相連，外套管5與外接管段2通過緊固螺栓10連接并設(shè)有密封圈9，內(nèi)套管6管壁周向均勻分布電極插孔4，測試電極嵌入電極插孔4,與內(nèi)套管6內(nèi)壁保持共面，夕卜套管5上設(shè)有引出聯(lián)接電極導(dǎo)線14的出線口 7,內(nèi)套管6上設(shè)有保持內(nèi)套管6兩側(cè)壓力一致的壓力平衡孔8，防止嵌入的測試電極被管內(nèi)流動介質(zhì)吹離內(nèi)套管6管壁，所述測試電極包括由絕緣材料密封的陰極12、陽極11和導(dǎo)線14，陽極11的內(nèi)、外側(cè)面、導(dǎo)線14的底面以及陰極12的側(cè)面均由絕緣材料13密封，陽極11與陰極12未連接導(dǎo)線14的底面涂覆緩蝕劑涂膜，導(dǎo)線14外接電流信號測試裝置。
[0022]內(nèi)套管6與外套管5長度相同，保證套管與外接管段之間的密封；內(nèi)套管6內(nèi)徑與測試管路內(nèi)徑一致。[0023]陽極11與測試管道管壁材質(zhì)一致，形狀為圓環(huán)柱體；陰極12為惰性導(dǎo)體材質(zhì)，如銅、石墨等，形狀為圓柱體。
[0024]由絕緣材料13密封后的電極為圓柱狀，底面直徑與電極插孔4尺寸匹配，可以使電極嵌入電極插孔4而不發(fā)生滑脫。
[0025]電極涂覆緩蝕劑涂膜的端面為圓環(huán)形或圓形，以便電極插入插孔4后，陰極12與陽極11在垂直方向上的相對位置一致，從而保證在管道內(nèi)的監(jiān)測過程的初始狀態(tài)一致。
[0026]絕緣材料13為環(huán)氧樹脂。
[0027]—種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律監(jiān)測方法，首先將測試電極表面打磨平滑，并用乙醇除水、丙酮除油，干燥后將其置入電極插孔4內(nèi)，從出線口 7中引出各電極的導(dǎo)線14，導(dǎo)線14外接電流信號測試裝置，同時對出線口 7采取密封措施，當測試電極置入腐蝕溶液環(huán)境中，陽極11、陰極12、導(dǎo)線14與腐蝕溶液環(huán)境組成原電池系統(tǒng)，每個電極的兩根導(dǎo)線14單獨聯(lián)接獨立的電流信號測試裝置，并記錄每個電流信號測試裝置對應(yīng)聯(lián)接的電極在管道內(nèi)壁周向的位置；其次將外接法蘭I與被測試管路法蘭對接，待管路正常運行后，記錄管道內(nèi)壁周向各電極引出的導(dǎo)線14的電流強度作為“基礎(chǔ)電流強度”，管道完成緩蝕劑涂覆作業(yè)后，記錄管道內(nèi)壁周向各電極引出導(dǎo)線14的電流強度隨管道運行時間的變化，對比各電極相應(yīng)的“基礎(chǔ)電流強度”，判斷管道內(nèi)壁各方位緩蝕劑涂膜的失效情況。
[0028]由于陽極11與陰極12材料存在電勢差，導(dǎo)線14中會產(chǎn)生電流，通過外接的電流信號測試裝置，即可測試電流強度，若電極表面涂覆緩蝕劑層，則原電池系統(tǒng)的電阻會增大；隨著管道內(nèi)流體介質(zhì)的沖刷攜帶，緩蝕劑層逐漸失效，原電池系統(tǒng)的電阻隨管路運行時間不斷變化，導(dǎo)線14中的電流強度也隨時間發(fā)生變化。通過導(dǎo)線14外接的電流信號測試裝置監(jiān)測的電流強度，即可判斷電極表面緩蝕劑涂膜的沖刷失效情況，進而評價管道內(nèi)壁的緩蝕劑涂膜失效程度。
[0029]緩蝕劑膜涂覆在管道內(nèi)壁或金屬電極表面后，由于重力作用發(fā)生流動，管壁周向緩蝕劑膜厚度存在差異。同樣，電極表面分布的緩蝕劑膜厚度也可能不同。若電極表面陽極11與陰極12在垂直方向上的相對位置發(fā)生改變，則陽極11與陰極12表面對應(yīng)覆蓋的緩蝕劑膜厚度也會改變，并可能導(dǎo)致原電池系統(tǒng)的電阻發(fā)生變化，電流強度隨之改變。所以，將電極裸露面設(shè)計為圓環(huán)形或圓形，每次將電極插入插孔4后，陰極12與陽極11的在垂直方向上的相對位置都一致，從而保證在管道內(nèi)的監(jiān)測過程的初始狀態(tài)一致。
【權(quán)利要求】
1.一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置，其特征是，包括外接法蘭、外接管段、外套管、內(nèi)套管和測試電極，所述外接法蘭與測試管路相連，外套管與外接管段通過緊固螺栓連接并設(shè)有密封圈，內(nèi)套管管壁周向均勻分布電極插孔，測試電極嵌入電極插孔，與內(nèi)套管內(nèi)壁保持共面，外套管上設(shè)有引出聯(lián)接電極導(dǎo)線的出線口，內(nèi)套管上設(shè)有保持內(nèi)套管兩側(cè)壓力一致的壓力平衡孔，所述測試電極包括由絕緣材料密封的陰極、陽極和導(dǎo)線，陽極的內(nèi)、外側(cè)面、導(dǎo)線的底面以及陰極的側(cè)面均由絕緣材料密封，陽極與陰極未連接導(dǎo)線的底面涂覆緩蝕劑涂膜，導(dǎo)線外接電流信號測試裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置，其特征是，內(nèi)套管與外套管長度相同。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置，其特征是，內(nèi)套管內(nèi)徑與測試管路內(nèi)徑一致。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置，其特征是，陽極與測試管道管壁材質(zhì)一致，形狀為圓環(huán)柱體；陰極為惰性導(dǎo)體材質(zhì)，形狀為圓柱體。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置，其特征是，由絕緣材料密封后的電極為圓柱狀，底面直徑與電極插孔尺寸匹配。
6.如權(quán)利要求1所述的一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置，其特征是，電極涂覆緩蝕劑涂膜的端面為圓環(huán)形或圓形。
7.如權(quán)利要求1所述的一種帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的實時監(jiān)測裝置，其特征是，絕緣材料為環(huán)氧樹脂。
8.利用權(quán)利要求1-7任一項所述裝置實時監(jiān)測帶壓管路內(nèi)防腐涂膜失效規(guī)律的方法，其特征是，首先將測試電極表面打磨平滑，并用乙醇除水、丙酮除油，干燥后將其置入電極插孔內(nèi)，從出線口中引出各電極的導(dǎo)線，然后密封出線口，導(dǎo)線外接電流信號測試裝置，當測試電極置入腐蝕溶液環(huán)境中，陽極、陰極、導(dǎo)線與腐蝕溶液環(huán)境組成原電池系統(tǒng)，每個電極的兩根導(dǎo)線單獨聯(lián)接獨立的電流信號測試裝置，并記錄每個電流信號測試裝置對應(yīng)聯(lián)接的電極在管道內(nèi)壁周向的位置；其次將外接法蘭與被測試管路法蘭對接，待管路正常運行后，記錄管道內(nèi)壁周向各電極引出的導(dǎo)線的電流強度作為“基礎(chǔ)電流強度”，管道完成緩蝕劑涂覆作業(yè)后，記錄管道內(nèi)壁周向各電極引出導(dǎo)線的電流強度隨管道運行時間的變化，對比各電極相應(yīng)的“基礎(chǔ)電流強度”，判斷管道內(nèi)壁各方位緩蝕劑涂膜的失效情況。
【文檔編號】G01N27/20GK103837584SQ201410094951
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】劉剛, 陳雷, 盧興國, 馬杰, 隋冰, 翟克平 申請人:中國石油大學(華東)