一種犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，人們對電力系統(tǒng)的要求也越來越高。近幾年來電力系統(tǒng)不斷地向超高壓、大容量和遠(yuǎn)距離的方向建設(shè)發(fā)展，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的接地裝置的重要性也越來越突出。接地網(wǎng)長期在土壤環(huán)境中工作，由于土壤的化學(xué)組成成分十分復(fù)雜且不同區(qū)域土壤物理性質(zhì)也不盡相同，接地網(wǎng)不可避免因腐蝕而遭受破壞。目前我國常采用的接地材料是碳鋼和鍍鋅鋼，它們在酸性土壤中腐蝕十分嚴(yán)重，部分地區(qū)地網(wǎng)在幾年內(nèi)就被嚴(yán)重腐蝕，影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作。由于土壤腐蝕基本上屬于電化學(xué)腐蝕，作為電化學(xué)防腐方法的陰極保護(hù)法是目前最為有效的保護(hù)措施。犧牲陽極法簡單易行，運(yùn)行時(shí)間長，無須維護(hù)，并且能夠降低接地電阻，有利于雜散電流的流散。
[0003]現(xiàn)有的陰極保護(hù)技術(shù)都是通過測量保護(hù)電流以及地網(wǎng)保護(hù)電位來判斷對地網(wǎng)的保護(hù)程度。而判斷的標(biāo)準(zhǔn)都是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)得出。但是地網(wǎng)埋設(shè)處的土壤環(huán)境不同，土壤電阻率的差別很大，測量出的保護(hù)電流及電位由于IR降的影響存在很大的偏差。從而可能導(dǎo)致測量值完全失真，影響陰極保護(hù)的有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法，通過采用比較有效的接地網(wǎng)的防腐措施，以實(shí)現(xiàn)針對不同土壤特性確定陰極保護(hù)最佳保護(hù)參數(shù)的目的。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案:一種犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法，其特征在于:所述犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法包括地網(wǎng)以及NiP-DLC復(fù)合抗腐蝕防護(hù)涂層，接入地網(wǎng)的犧牲陽極的個(gè)數(shù)可以調(diào)整，且保護(hù)位置可以變換，本方法針對不同區(qū)域中不同特性的土壤環(huán)境建立模擬設(shè)施，模擬場地選擇具有典型區(qū)域土壤特性的測試點(diǎn)，模擬設(shè)施包括小型模擬地網(wǎng)、檢查片、犧牲陽極、以及監(jiān)測裝置，監(jiān)測裝置包括電流輸入端口、同步中斷器、參比電極和陰極保護(hù)電位監(jiān)測儀，犧牲陽極通過電纜連接到地網(wǎng)，地網(wǎng)關(guān)鍵部位設(shè)置地面監(jiān)測裝置，地網(wǎng)周圍埋設(shè)檢查片，并部分與地網(wǎng)相連，以參照對比，該犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法的工作過程如下:
(1)在犧牲陽極與地網(wǎng)連接處以及地網(wǎng)的關(guān)鍵位置都通過電纜引出地面，并設(shè)地面監(jiān)測裝置；
(2)監(jiān)測裝置中同步中斷器可以同步斷開多個(gè)犧牲陽極與地網(wǎng)的連接，便于測量地網(wǎng)斷電電位；
(3)陰極保護(hù)監(jiān)測儀可以測量陽極的輸入電流以及地網(wǎng)和檢查片相對于硫酸銅參比電極的保護(hù)電位；
(4)電流輸入端口可以模擬導(dǎo)入雜散電流，研宄雜散電流對地網(wǎng)腐蝕以及犧牲陽極法保護(hù)度的影響；
(5)根據(jù)測試結(jié)果可以合理調(diào)整保護(hù)保護(hù)電流的大小，以優(yōu)化保護(hù)效果。
[0006]檢查片采用了碳鋼和鍍鋅鋼兩種材料，并且部分與地網(wǎng)連接?？蓪Ρ确治鲈撏寥拉h(huán)境對兩種材料的腐蝕性，以及犧牲陽極法的保護(hù)度，從而為分析選擇更加適合該土壤環(huán)境的接地材料提供依據(jù)。
[0007]根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土壤中犧牲陽極的陰極最小保護(hù)電流密度為10~30mA/m2。通過理論計(jì)算初步確定保護(hù)地網(wǎng)所需要最小電流，從而確定需要的犧牲陽極的個(gè)數(shù)，并與接地網(wǎng)連接。同時(shí)準(zhǔn)備一定數(shù)量的備用犧牲陽極，以便于根據(jù)需要調(diào)整保護(hù)電流的大小。
[0008]將連接到地網(wǎng)的犧牲陽極首先串接同步中斷器，以進(jìn)行同步通斷。利用監(jiān)測裝置中的陰極保護(hù)電位監(jiān)測儀監(jiān)測地網(wǎng)保護(hù)電位。在通電時(shí)間內(nèi)電位監(jiān)測儀讀數(shù)基本穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值即得到通電電位，在斷電時(shí)間內(nèi)發(fā)生斷電瞬間電位監(jiān)測儀顯示第一個(gè)數(shù)值作為斷電電位。并通過計(jì)算機(jī)COM串行數(shù)據(jù)通訊端口將測量結(jié)果傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，并驗(yàn)證保護(hù)效果，合理優(yōu)化犧牲陽極的輸入電流。
[0009]在模擬試驗(yàn)穩(wěn)定進(jìn)行一段時(shí)間后，可以取出檢查片，觀察檢查片腐蝕情況，分析犧牲陽極法對碳鋼以及鍍鋅鋼的保護(hù)度。進(jìn)一步通過調(diào)整犧牲陽極的個(gè)數(shù)調(diào)節(jié)保護(hù)電流，以達(dá)到最佳保護(hù)效果，確定最優(yōu)保護(hù)參數(shù)。然后可以開挖模擬地網(wǎng)分析地網(wǎng)腐蝕程度，以便得到更加全面的腐蝕與保護(hù)信息，驗(yàn)證犧牲陽極法的保護(hù)效果。檢查片取樣周期一般可定為一年，而地網(wǎng)的取樣周期可定為兩年。模擬地網(wǎng)上設(shè)有電流輸入端口，通過該端口可以向模擬地網(wǎng)通入外加電流，模擬雜散的電流對地網(wǎng)腐蝕性以及犧牲陽極保護(hù)度的影響。本模擬方案施工量小，取樣方便，無需大面積開挖變電站。并且可以根據(jù)需要靈活地進(jìn)行對比試驗(yàn)，監(jiān)控測試方便。
[0010]優(yōu)選的，所述防護(hù)涂層包括覆在接地網(wǎng)材料上的NiP合金涂層和覆在NiP合金涂層上的純碳類金剛石涂層。
[0011]優(yōu)選的，所述NiP合金涂層為抗腐蝕涂層，純碳類金剛石涂層為高硬度抗氧化涂層O
[0012]優(yōu)選的，所述NiP合金涂層制備方法為采用化學(xué)鍍在接地網(wǎng)材料表面沉積NiP合金涂層。
[0013]優(yōu)選的，所述純碳類金剛石涂層制備方法為在真空腔內(nèi)采用陽極層離子源在NiP合金涂層表面沉積純碳類金剛石涂層。
[0014]采用以上技術(shù)方案的有益效果是:該犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法的涂層的耐磨性、耐腐蝕性和抗氧化性更優(yōu)，且環(huán)境友好，可獲得較厚的復(fù)合涂層，可大幅度延長涂層使用壽命，并降低成本，模擬方案施工簡單，便于測試，易開挖取樣，能夠較好地反映變電站的實(shí)際腐蝕和保護(hù)情況，且可以得到較為全面真實(shí)的腐蝕與保護(hù)數(shù)據(jù)，從而可為特定土壤環(huán)境中地網(wǎng)的陰極保護(hù)提供可靠的技術(shù)支持。傳統(tǒng)的檢查片法由于試片尺寸較小，有關(guān)宏電池腐蝕狀況難以反映。模擬地網(wǎng)可以較好地模擬變電站的實(shí)際腐蝕情況，彌補(bǔ)了檢查片法的不足，有助于得到特定土壤環(huán)境下較為全面的腐蝕信息。
[0015]【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0017]圖1是本發(fā)明犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法的側(cè)視圖。
[0018]其中，I一地網(wǎng)、2—犧牲陽極、3—硫酸銅參比電極、4一監(jiān)測裝置、5—電纜、6—檢查片。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明犧牲陽極的陰極保護(hù)模擬方法的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0020]結(jié)合圖1出示本發(fā)明犧牲陽