交流干擾的實驗室模擬研究

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行了試驗，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。通過在實驗室建立交流腐蝕模擬實驗裝置，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；實驗室；模擬

1 簡介

埋地管線由于其埋設路徑長，環(huán)境復雜，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理、規(guī)律進行研究。因此，有必要通過實驗室內(nèi)建立模擬實驗裝置，對產(chǎn)生交流干擾的因素進行一定程度的控制，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，更獨立地對干擾因素進行分析。

2 交流雜散電流實驗室內(nèi)模擬實驗研究

2.1 模擬實驗裝置的建立

圖1為在實驗室建立的模擬實驗裝置。交流電壓通過交流調(diào)壓器進行調(diào)節(jié)，實驗樣品上產(chǎn)生的電流通過大功率線圈電阻器與實驗樣品串聯(lián)流過試驗介質(zhì)，并通過石墨電極回到交流調(diào)壓器。通過實驗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。實驗用輔助電極為高純石墨，對模擬溶液不會產(chǎn)生二次反應影響。實驗介質(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，用螺栓與導線相連接。試片用丙酮除油，打磨至1000#砂紙，用導線連接在實驗裝置內(nèi)，導線連接處用石蠟密封。試片暴露面積為41.6cm2。實驗周期為168小時，實驗時，每隔3-4小時測量一次試片電流，發(fā)現(xiàn)電流漂移，及時調(diào)節(jié)到試驗開始時的數(shù)值。實驗結(jié)束后試片經(jīng)去除石蠟，清洗烘干后稱量腐蝕失重。

本實驗采用的交流電源為接觸式交流調(diào)壓器，型號為：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。進行交流電流腐蝕實驗前，用相同介質(zhì)工況對沒有交流輸入時碳鋼試片的腐蝕速度進行了測試，作為交流電流腐蝕測試的空白試驗，得到空白腐蝕速度。交流電流腐蝕試驗測量的腐蝕速度均要扣除這個腐蝕速度。

2.2 空白試驗

在不通電時，取5個平時空白試片，與通電試驗相同的試驗條件，經(jīng)過168小時的腐蝕試驗后，空白試片的腐蝕失重見表1。

2.3 工頻交流電流干擾試驗

通電時間分兩批進行。通過調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓，測量分流電阻上的電壓，計算每個回路上流過的工頻電流，進而計算試片上流過的電流密度。試驗結(jié)束后，去除試片的腐蝕產(chǎn)物，稱重，計算試片的失重，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，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向：電力設備。