[發明專利]一種海洋大氣腐蝕環境監測傳感器及監測方法

無效

• 申請號: 200610134445.4
• 申請日: 2006-12-01
• 公開（公告）號: CN101191765A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 黃彥良;于青;鄭傳波
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明涉及海洋腐蝕環境監測裝置，具體地說是一種海洋大氣腐蝕環境監測傳感器及監測方法。

背景技術

對于金屬材料腐蝕和環境腐蝕性的監測，世界各主要發達國家都十分重視。英國北海油田在二十世紀八十年代就積極進行海洋腐蝕環境測量，評價其腐蝕能力并繪制了腐蝕圖譜。腐蝕監測在各國海洋石油平臺上得到了普遍應用。

研制先進的腐蝕環境現場監測設備，實現對腐蝕環境腐蝕性的長期、快速、連續監測，其中關鍵技術是開發新型監測傳感器及監測方法。在大氣腐蝕性監測方面，目前現有的傳感器為薄板重疊式大氣腐蝕傳感器，但其在使用上有局限性，只能在空氣濕度較高時才可以使用。而在低濕度條件下使用時，不能得到合理的結果。

此外，在腐蝕性圖譜繪制方面，北美、澳大利亞和南非均繪制了該國或該地區的腐蝕圖譜，為汽車工業、港灣大橋、花園籬笆，甚至為農民的庭院柵欄提供腐蝕防護的依據。澳大利亞的腐蝕圖譜較為細致，可以估算每一地區的腐蝕發展速率，包括14700個城鎮和郊區。在我國只有部分石油開發區的腐蝕圖譜，圖譜的編制主要根據掛片獲得的腐蝕數據。用這種方法繪制腐蝕性圖譜速度慢、成本高。

發明內容

為了克服上述不足，本發明的目的在于提供一種海洋大氣腐蝕環境監測傳感器及監測方法，能夠實現對金屬材料在海洋大氣腐蝕環境條件下腐蝕發展速度和環境腐蝕性強弱變化進行長期、快速、連續地監測。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括電解池帽、鋼制薄壁圓桶、鎳棒及屏蔽導線，其中鋼制薄壁圓桶的內壁上鍍有鎳層，鎳棒的一端固接在電解池帽上，另一端插入裝有電解液的鋼制薄壁圓桶中；鎳棒及鋼制薄壁圓桶上均連接有屏蔽導線，由電解池帽引出。

其中：所述鎳棒與電解池帽之間及鋼制薄壁圓桶與電解池帽之間為密封連接；所述鎳棒不與鋼制薄壁圓桶接觸地插入其中；所述電解池帽采用尼龍棒或聚四氟乙烯絕緣材料。

本發明應用海洋大氣腐蝕環境監測傳感器的監測方法，在鋼制薄壁圓桶內壁鍍鎳，然后盛入電解液，將固接在電解池帽上的鎳棒插入鋼制薄壁圓桶中；鎳棒與鋼制薄壁圓權上的屏蔽導線由電解池帽引出，再將鋼制薄壁圓桶與電解池帽密封；引出的屏蔽導線通過接插件與恒電位儀相連，傳感器內部為腐蝕信號監測工作電解池，鋼制薄壁圓桶內壁鍍鎳層為信號檢測工作面，鎳棒外壁為腐蝕反應發生面，恒電位儀信號輸出端與數據采信器和計算機相連對傳感器信號進行采集，實現金屬材料在大氣環境中腐蝕速度和環境腐蝕性的監測。

其中：鍍鎳液為250g/L硫酸鎳[NiSO₄.6H₂O]、45g/L氯化鎳[NiCl₂.6H₂O]、40g/L硼酸[H₃BO₃]的混合液；所述電解液及鍍鎳液為優級純試劑與優質蒸餾水配制；應用的傳感器工作溫度在-5℃～60℃。

本發明的優點與積極效果為：

1.本發明可測量大氣環境條件下金屬材料的腐蝕速度，也可評價環境腐蝕性的變化；由于本發明是根據腐蝕反應產生擴散進入傳感器內部的氫來監測腐蝕反應速度，不依賴金屬表面液膜的連續性，因此在環境濕度較低時也可實施監測，彌補了現有疊片式傳感器在環境濕度較小時測不到信號的不足。

2.本發明在鋼制薄壁圓桶的內壁鍍有鎳層，由于鍍鎳層的催化作用，腐蝕過程中產生的原子氫能夠完全被氧化，因此測到的氧化電流即傳感器信號輸出能夠完全反映金屬材料的腐蝕行為。

3.本發明傳感器成本低，操作簡單，精度高，較低的腐蝕速度也可通過測量氫的氧化電流的變化反映出來。

4.本發明采用鍍鎳層，同其他鍍層相比具有鈍化電流小的特點，因而背景電流小。

5.本發明監測的實現即可設計成專用儀器，也可利用現有恒電位儀與數據記錄器和計算機組成監測系統，根據情況有多種實現方式，因而降低了監測成本。

附圖說明

圖1為本發明傳感器的結構示意圖；

圖2為本發明監測系統示意圖；

圖3為海洋大氣環境中氫滲透電流與環境濕度關系圖譜；

圖4為實驗室實驗結果與實際大氣中結果比較圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳述。