CN103540940B - 一种管道阴极保护长效极化探头 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种管道阴极保护长效极化探头。它是内腔（2）套在外腔（1）里的中下部并伸出外腔（1）外，离子导电聚合物（3）固定在内腔（2）的底部中心；内腔（2）上有内盖（8），外腔（1）上有外盖（7）；自腐蚀试片（5）固定在外盖（7）的外面，外盖（7）与外腔（1）通过螺纹和垫圈吻合密封；极化试片（4）和内盖（8）与内腔（2）吻合密封；铜棒（9）从上插入内腔（2）中并密封在内盖（8）上；电缆（6）从外盖（7）穿入到外腔（1）的上部；内腔（2）内装有饱和硫酸铜溶液（13）。本发明避免了参比电极溶液的渗透漏失、半透膜堵塞和电极的腐蚀，寿命长，极化试片与土壤可以紧密接触。
Description
技术领域
本发明是一种管道阴极保护长效极化探头。涉及管道系统技术领域。
背景技术
目前，大多数油气管道阴极保护极化探头采用微孔陶瓷半透膜用于参比电极内外电解质的导通，由于允许溶剂通过在渗透作用下经过一段时期后必然导致参比电极溶液的漏失甚至半透膜的堵塞、污染和电极的氧化并最终失效，虽然采用大体积的双腔式结构和特殊填料可以缓解这一问题并延长极化探头的使用寿命，但并不能根本解决这一问题。此外，大多数极化探头的极化试片位于探头的下表面，回填之后无法保证极化试片全部面积与土壤的紧密接触。
CN201319014Y公开了一种极化测试探头，《煤气与热力》第30卷第4期公开了一种“极化探头在埋地钢质管道阴极保护的应用”，CN2915885Y公开了一种埋地型铜/硫酸铜参比电极，但它们的寿命均不理想。
发明内容
本发明的目的是发明一种避免参比电极溶液的渗透漏失、半透膜堵塞和电极的腐蚀、寿命长、极化试片与土壤可以紧密接触的管道阴极保护长效极化探头。
本发明由外腔1、内腔2、离子导电聚合物3、极化试片4、自腐蚀试片5、电缆6、外盖7、内盖8、铜棒9、引线I10、引线II11、引线III12、饱和硫酸铜溶液13组成。内腔2套在外腔1里的中下部并伸出外腔1外，离子导电聚合物3固定在内腔2的底部中心；内腔2上有内盖8，外腔1上有外盖7；自腐蚀试片5固定在外盖7的外面，外盖7与外腔1通过螺纹和垫圈吻合密封；极化试片4和内盖8与内腔2均通过螺纹和垫圈吻合密封；铜棒9从上插入内腔2中并密封在内盖8上；电缆6从外盖7穿入到外腔1的上部，电缆6含引线I10、引线II11和引线III12；其中的引线I10接自腐蚀试片5，引线II11接极化试片4，引线III12接铜棒9；内腔2内装有饱和硫酸铜溶液13。离子导电聚合物3保证了饱和硫酸铜溶液13与外界介质的导通并可测量到电位；由于不存在溶液漏失、半透膜堵塞和铜棒腐蚀问题，保证了极化探头的长期寿命。
所述离子导电聚合物3有多种类型和制备方法，在国内外均已有商业化成品，本发明选管道阴极保护用柔性阳极同材质的导电聚合物作为离子导电聚合物制备极化探头;
所述外腔1为上口有外螺纹的筒；外腔1上口外螺纹孔与外盖7的内螺纹吻合密封；
所述内腔2为上口和下口有外螺纹的筒；
所述外腔1和内腔2是一体式结构；
所述外盖7和内盖8为内有螺纹的筒；外盖7上表面有内螺纹孔和引线孔（见图2）；
所述极化试片4是内有螺纹的环片；
所述自腐蚀试片5有外螺纹的圆片。
制备管道阴极保护极化探头的核心在于使用了不渗透水的离子导电材料作为电解质导通部件，该部件不仅限于离子导电聚合物，也可采用金属氧化物为基体烧制的固体电解质陶瓷；该阴极保护极化探头的参比电极类型不仅限于铜/硫酸铜饱和溶液参比电极，同样适用于其他类型的参比电极。
本发明是一种管道阴极保护极化探头，适用于管道阴极保护测量过程中极化探头通断电位和自然电位的检测和长期监测。
本管道阴极保护极化探头，避免了参比电极溶液的渗透漏失、半透膜堵塞和电极的腐蚀，保证了参比电极的长期寿命。同时，极化试片和自腐蚀试片分别位于外壳的侧面和上表面，保证了试片与土壤的充分接触。
本发明的有益效果：提供一种油气管道阴极保护极化探头，使用离子导电聚合物，它可在不渗透水的情况下导通极化探头参比电极内外的电解质并测量极化试片的电位，可以避免以往参比电极溶液的漏失、半透膜堵塞和污染以及电极的氧化，保证了极化探头的长期有效。同时，由于不渗透结构，可以使得极化探头腔体体积大大减小。极化试片和自腐蚀试片分别位于探头的侧面的上表面有利于其与土壤的紧密接触；在极化试片表面涂覆常用的防腐涂料控制极化试片的面积并减小极化的电流需求。
附图说明
图1是管道阴极保护长效极化探头结构示意图
图2是外盖7的正视图
图3是外盖7的侧视图
图4是外盖7的俯剖视图
其中1—外腔 2—内腔
3—导电聚合物 4—极化试片
5—自腐蚀试片 6—电缆
7—外盖 8—内盖
9—铜棒 10—引线Ⅰ
11—引线Ⅱ 12—引线Ⅲ
13—饱和硫酸铜溶液
具体实施方式
实施例.以本例来说明本发明的具体实施方式并对本发明作进一步的说明。本例是一实验样机，其构成如图1所示。
本例由外腔1、内腔2、离子导电聚合物3、极化试片4、自腐蚀试片5、电缆6、外盖7、内盖8、铜棒9、引线Ⅰ10、引线Ⅱ11、引线Ⅲ12、饱和硫酸铜溶液13组成。内腔2套在外腔1里的中下部并伸出外腔1外，离子导电聚合物3固定在内腔2的底部中心；内腔2上有内盖8，外腔1上有外盖7；自腐蚀试片5固定在外盖7的外面，外盖7与外腔1通过螺纹和垫圈吻合密封；极化试片4和内盖8与内腔2均通过螺纹和垫圈吻合密封；铜棒9从上插入内腔2中并密封在内盖8上；电缆6从外盖7穿入到外腔1的上部，电缆6含引线Ⅰ10、引线Ⅱ11和引线Ⅲ12；其中的引线Ⅰ10接自腐蚀试片5，引线Ⅱ11接极化试片4，引线Ⅲ12接铜棒9；内腔2内装有饱和硫酸铜溶液13。
其中:
离子导电聚合物采用某进口导电聚合物材料，1厘米长、8毫米直径柱状导电聚合物作为离子导电聚合物制备外壳1；
外腔1采用聚氯乙稀制成Ф50mm，高100mm的圆桶，桶壁厚2mm，上口有M50mm外螺纹；
内腔2采用聚氯乙稀制成Ф40mm，高80mm的圆桶，桶壁厚2mm，上口和下口都有外螺纹，上口M40mm，下口M40mm；
极化试片4为中心有Ф40mm孔、内有M40mm螺纹壁厚3mm的环片；极化试片外表面涂覆普通环氧漆控制极化面积；
自腐蚀试片5为有外螺纹M10mm的圆片；
外盖7为上口内有M50mm螺纹，上表面一侧有Ф10mm孔、内有M10mm螺纹、螺纹中心有Ф5mm通孔的盖；
内盖8为上口外有M40mm螺纹的盖；
铜棒9为Ф3×50mm紫铜棒。
本例经试验，本管道阴极保护极化探头避免了参比电极溶液的渗透漏失、半透膜堵塞和电极的腐蚀，参比电极的寿命长。试片与土壤接触良好，满足电位测量和长期监测的需要。
Claims (8)
1.一种管道阴极保护长效极化探头，其特征是它由外腔（1）、内腔（2）、离子导电聚合物（3）、极化试片（4）、自腐蚀试片（5）、电缆（6）、外盖（7）、内盖（8）、铜棒（9）、引线Ⅰ（10）、引线Ⅱ（11）、引线Ⅲ（12）、饱和硫酸铜溶液（13）组成；内腔（2）套在外腔（1）里的中下部并伸出外腔（1）外，离子导电聚合物（3）固定在内腔（2）的底部中心；内腔（2）上有内盖（8），外腔（1）上有外盖（7）；自腐蚀试片（5）固定在外盖（7）的外面，外盖（7）与外腔（1）通过螺纹和垫圈吻合密封；极化试片（4）和内盖（8）与内腔（2）均通过螺纹和垫圈吻合密封；铜棒（9）从上插入内腔（2）中并密封在内盖（8）上；电缆（6）从外盖（7）穿入到外腔（1）的上部，电缆（6）含引线Ⅰ（10）、引线Ⅱ（11）和引线Ⅲ（12）；其中的引线Ⅰ（10）接自腐蚀试片（5），引线Ⅱ（11）接极化试片（4），引线Ⅲ（12）接铜棒（9）；内腔（2）内装有饱和硫酸铜溶液（13）。
2.根据权利要求1所述的一种管道阴极保护长效极化探头，其特征是所述离子导电聚合物（3）选管道阴极保护用柔性阳极同材质的导电聚合物作为离子导电聚合物制备极化探头。
3.根据权利要求1所述的一种管道阴极保护长效极化探头，其特征是所述外腔（1）为上口有外螺纹的筒，外腔（1）上口外螺纹孔与外盖（7）的内螺纹吻合密封。
4.根据权利要求1所述的一种管道阴极保护长效极化探头，其特征是所述内腔（2）为上口和下口有外螺纹孔的筒。
5.根据权利要求1所述的一种管道阴极保护长效极化探头，其特征是所述外腔（1）和内腔（2）是一体式结构。
6.根据权利要求1所述的一种管道阴极保护长效极化探头，其特征是所述外盖（7）和内盖（8）为内有螺纹的筒;外盖（7）上表面有内螺纹孔和引线孔。
7.根据权利要求1所述的一种管道阴极保护长效极化探头，其特征是所述极化试片（4）是内有螺纹的环片。
8.根据权利要求1所述的一种管道阴极保护长效极化探头，其特征是所述自腐蚀试片（5）为有外螺纹的圆片。
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