申请/专利权人：中山大学

申请日：2021-07-13

公开（公告）日：2023-01-06

公开（公告）号：CN113358553B

主分类号：G01N17/02

分类号：G01N17/02;G01N3/02;G01N3/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.01.06#授权;2021.09.24#实质审查的生效;2021.09.07#公开

摘要：本发明公开了一种海底管道全浸没加速腐蚀压溃装置，包括全浸没加速腐蚀模拟区及深海压力仓加压区；全浸没加速腐蚀模拟区包括电化学工作站、电解试验池、溶液浓度控制机构、管道试件放置机构及电极组，溶液浓度控制机构用于调节电解试验池内腐蚀介质的浓度，电化学工作站用于向电解试验池提供腐蚀电流；深海压力仓加压区包括压力舱、试件装填机构、压力控制机构及水下视频监控机构，试件装填机构用于将管道试件移近或移出压力舱，压力控制机构用于调节压力舱内的压力。本发明还公开了一种基于海底管道全浸没加速腐蚀压溃装置的海底管道全浸没加速腐蚀压溃方法。本发明采用先腐蚀再加压的方式，模拟管道在极端环境下腐蚀压溃的过程，实验精度高。

主权项：1.一种基于海底管道全浸没加速腐蚀压溃装置的海底管道全浸没加速腐蚀压溃方法，其特征在于，海底管道全浸没加速腐蚀压溃装置具体包括：采用先腐蚀再加压的方式，包括全浸没加速腐蚀模拟区及深海压力仓加压区，所述全浸没加速腐蚀模拟区用于将管道试件置于海水全浸没条件下进行加速腐蚀，所述深海压力仓加压区用于将加速腐蚀后的管道试件置于高压中进行加压；所述全浸没加速腐蚀模拟区包括电化学工作站、电解试验池、溶液浓度控制机构、管道试件放置机构及电极组，所述电解试验池用于放置腐蚀介质，所述溶液浓度控制机构与所述电解试验池连接并用于调节所述电解试验池内腐蚀介质的浓度，所述管道试件放置机构设于所述电解试验池内并用于放置管道试件，所述电极组设于所述电解试验池内，所述电极组包括辅助电极、参比电极、特制电极及工作电极，所述特制电极与所述工作电极及管道试件连接，所述辅助电极与管道试件之间设有间距，所述电化学工作站与所述辅助电极、参比电极及特制电极连接并用于向所述电解试验池提供腐蚀电流；所述辅助电极为贴附于所述电解试验池内壁的辅助板，所述辅助电极与贴附的电解试验池内壁之间设有电极接头，所述辅助电极通过所述电极接头与所述电化学工作站连接；所述特制电极包括第一电极棒、电极板及第二电极棒组，所述电极板的一面与第一电极棒连接，另一面与所述第二电极棒组连接；所述第二电极棒组包括呈圆环分布的多个第二电极棒，所述圆环的直径与所述管道试件的直径相匹配，以使所述管道试件的端部嵌于所述圆环内，所述管道试件的端部与所述电极板之间设有间距；所述深海压力仓加压区包括压力舱、试件装填机构、压力控制机构及水下视频监控机构，所述压力舱用于放置所述管道试件，所述试件装填机构用于将所述管道试件移近或移出所述压力舱，所述压力控制机构与所述压力舱连接并用于调节所述压力舱内的压力以为所述管道试件提供深海压力环境，所述水下视频监控机构与所述压力舱连接并用于实时监测所述压力舱内的管道试件的实时状况；所述方法具体包括：将所述管道试件放置于全浸没加速腐蚀模拟区内，进行海底管道全浸没加速腐蚀模拟测试；将经海底管道全浸没加速腐蚀模拟测试后的管道试件放置于深海压力仓加压区内，进行海底管道全浸没深海加压模拟测试；所述将管道试件放置于全浸没加速腐蚀模拟区内，进行海底管道全浸没加速腐蚀模拟测试的步骤包括：采集管道试件的初始重量、初始表面形状及初始壁厚；将所述管道试件放置于管道试件放置机构上并使所述管道试件与辅助电极之间留有间距，密封所述管道试件的两端并将所述管道试件的一端与特制电极连接；将电化学工作站与所述辅助电极、参比电极及特制电极连接，并将所述特制电极与工作电极连接；向电解试验池内添加腐蚀介质，直至所述腐蚀介质完全浸没所述管道试件，并将所述参比电极放入腐蚀介质内；接通所述电化学工作站电源，通过溶液浓度控制机构实时调节所述电解试验池内腐蚀介质的浓度；根据预设时间及预设电流对管道试件进行腐蚀，并实时采集电化学工作站的时间信息及电流信息；腐蚀完成后，切断所述电化学工作站电源，并断开所述电化学工作站与所述辅助电极、参比电极及特制电极的连接，利用所述溶液浓度控制机构将所述电解试验池中的腐蚀介质全部排出，擦干并密封保存所述管道试件；测量时，拆除所述管道试件的密封并去除所述管道试件表面的附着物；采集所述管道试件的最终壁厚、最终表面形状及最终重量；根据所述初始表面形状及最终表面形状，构建所述管道试件的腐蚀3D模型图，根据所述初始重量及最终重量计算管道试件的损失质量，根据所述初始壁厚及最终壁厚计算管道试件的损失壁厚，根据所述时间信息及电流信息计算管道试件的理论损失质量△m’，其中，，A为金属原子量，I为电流信息，S为管道试件外表面 积，n为金属失电子数，ρ为金属密度，t为时间信息。

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