交流干扰的实验室模拟研究

苑婷　陈兴伟　刘朝东

摘 要：文章对交流电流对碳钢材料的腐蚀进行了试验，分析了交流电流密度与碳钢材料的腐蚀速度的关系。建立交流干扰对材料腐蚀之间的模型，为管线交流干扰的现场测试、防治提供重要的理论支持。通过在实验室建立交流腐蚀模拟实验装置，初步研究了碳钢材料在交流电流的作用下的腐蚀速率影响。

关键词：交流干扰；实验室；模拟

1 简介

埋地管线由于其埋设路径长，环境复杂，现场干扰源众多，很难分清干扰电压的成因及具体的干扰规律和干扰因素。因此，通过现场测试数据很难单纯对交流干扰的机理、规律进行研究。因此，有必要通过实验室内建立模拟实验装置，对产生交流干扰的因素进行一定程度的控制，使材料的腐蚀、控制等因素与干扰源之间的关系更加清晰，更独立地对干扰因素进行分析。

2 交流杂散电流实验室内模拟实验研究

2.1 模拟实验装置的建立

图1为在实验室建立的模拟实验装置。交流电压通过交流调压器进行调节，实验样品上产生的电流通过大功率线圈电阻器与实验样品串联流过试验介质，并通过石墨电极回到交流调压器。通过实验样品上的交流电流值可以通过已知阻值的电阻器上的电压获得。实验用辅助电极为高纯石墨，对模拟溶液不会产生二次反应影响。实验介质为0.5g/L的NaCl模拟溶液，模拟土壤环境。试片为20#碳钢。试片尺寸为50×50mm。厚度为3mm。试片中上部钻孔，用螺栓与导线相连接。试片用丙酮除油，打磨至1000#砂纸，用导线连接在实验装置内，导线连接处用石蜡密封。试片暴露面积为41.6cm2。实验周期为168小时，实验时，每隔3-4小时测量一次试片电流，发现电流漂移，及时调节到试验开始时的数值。实验结束后试片经去除石蜡，清洗烘干后称量腐蚀失重。

本实验采用的交流电源为接触式交流调压器，型号为：T1.DGC2-5000。二相输入，额定功率为5KW。额定输入电压为0-250V。额定功率50Hz。进行交流电流腐蚀实验前，用相同介质工况对没有交流输入时碳钢试片的腐蚀速度进行了测试，作为交流电流腐蚀测试的空白试验，得到空白腐蚀速度。交流电流腐蚀试验测量的腐蚀速度均要扣除这个腐蚀速度。

2.2 空白试验

在不通电时，取5个平时空白试片，与通电试验相同的试验条件，经过168小时的腐蚀试验后，空白试片的腐蚀失重见表1。

2.3 工频交流电流干扰试验

通电时间分两批进行。通过调节调压器输出电压，测量分流电阻上的电压，计算每个回路上流过的工频电流，进而计算试片上流过的电流密度。试验结束后，去除试片的腐蚀产物，称重，计算试片的失重，并扣除空白试片的失重，得到由于外加工频电流造成的金屬质量损失。结果见表2。

3 结束语

从测试结果中可以看出，交流电流对碳钢的腐蚀具有较大影响，随着流入碳钢材料的交流电流增加，材料的腐蚀失重增大。

作者简介：苑婷（1981，7-），女，辽宁盘锦，学历：本科，职称：工程师，研究方向：电力设备。