[發(fā)明專利]一種用于監(jiān)測工業(yè)設(shè)備腐蝕的多功能腐蝕監(jiān)測探頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310044401.2
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103149146A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林昌健;伍運昌;董士剛
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué);廈門樂鋼材料科技有限公司
• 主分類號: G01N17/04
• 分類號: G01N17/04
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腐蝕電化學(xué)監(jiān)測設(shè)備，尤其是涉及一種用于監(jiān)測工業(yè)設(shè)備腐蝕的多功能腐蝕監(jiān)測探頭。

背景技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)工況復(fù)雜，環(huán)境多變，工業(yè)設(shè)備易發(fā)生腐蝕。而工業(yè)設(shè)備的腐蝕往往會降低生產(chǎn)效率、造成重大經(jīng)濟(jì)損失，甚至引發(fā)嚴(yán)重的突發(fā)事故。如能采用有效的在線實時腐蝕監(jiān)測技術(shù)，對工業(yè)設(shè)備的一些關(guān)鍵部位進(jìn)行全程跟蹤監(jiān)測，及時了解其腐蝕狀態(tài)，對工業(yè)設(shè)備的科學(xué)維護(hù)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率以及安全生產(chǎn)有重大的實際意義。

國內(nèi)外傳統(tǒng)監(jiān)測工業(yè)設(shè)備腐蝕有掛片失重、定點測厚、聲波探傷、化學(xué)分析等方法，但這些方法都難以在線實時地監(jiān)測工業(yè)設(shè)備的腐蝕狀態(tài)。目前，國內(nèi)外采用電阻探針、極化曲線技術(shù)交流阻抗對工業(yè)設(shè)備的腐蝕進(jìn)行在線實時地監(jiān)測。例如楊景林等人（中國專利CN201697859U）發(fā)明的管道土壤傳感器；曹潔玉等人（中國專利CN1590981）用與熱交換管相同的材質(zhì)制作探針監(jiān)測熱交換管的腐蝕狀態(tài)；苗健等人（中國專利CN201060160）制作的在線腐蝕監(jiān)測探針能夠?qū)炱ê碗娮璺☉?yīng)用在一起；郭興蓬等人（中國專利CN102128784A）等發(fā)明了電偶電化學(xué)噪聲腐蝕監(jiān)測探針能夠靈敏地得到金屬局部腐蝕的信息；但是均無法同時監(jiān)測工業(yè)設(shè)備的腐蝕電位、腐蝕電流、極化電阻、交流阻抗等腐蝕電化學(xué)參數(shù)的更全面的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于監(jiān)測工業(yè)設(shè)備腐蝕的多功能腐蝕監(jiān)測探頭。

本發(fā)明設(shè)有中心電極和n支環(huán)繞電極，所述n支環(huán)繞電極設(shè)于中心電極周圍，所述中心電極與n支環(huán)繞電極由絕緣材料包封，所述中心電極和n支環(huán)繞電極的下端分別設(shè)連接導(dǎo)線，絕緣材料外側(cè)設(shè)有外殼，n為≥2的整數(shù)。

所述中心電極的材質(zhì)可采用碳鋼、不銹鋼、銅、鋁等金屬或合金，所述中心電極的直徑可為1～20mm，長度為3～30mm；所述中心電極可采用碳鋼圓柱形電極，碳鋼圓柱形電極的直徑可為3～8mm，長度可為5～15mm。

所述環(huán)繞電極可采用各種惰性貴金屬材料或石墨制作；所述各種惰性貴金屬可選自鉑、銥、鈀、金、鈦等或其合金，環(huán)繞電極的直徑可為0.2～5mm，長度可為3～30mm；所述環(huán)繞電極可優(yōu)選鉑絲電極，鉑絲電極的直徑可為0.5～2mm，長度可為3～12mm。

n可為偶數(shù)，所述環(huán)繞電極最好對稱設(shè)于中心電極周圍。

所述中心電極與連接導(dǎo)線可通過焊接相連接；所述環(huán)繞電極與連接導(dǎo)線可通過焊接相連接，用絕緣材料密封其焊接部位。

所述絕緣材料可選自環(huán)氧樹脂、硅橡膠、二氧化硅、陶瓷、塑料、聚四乙烯等中的一種。

所述外殼可采用不銹鋼外殼、塑料外殼或聚四氟乙烯外殼等。

本發(fā)明集成了中心電極和周圍環(huán)繞電極；可應(yīng)用極化電阻、交流阻抗、循環(huán)伏安等多種電化學(xué)測量技術(shù)在線實時監(jiān)測工業(yè)設(shè)備的腐蝕狀態(tài)。本發(fā)明可用于在線實時監(jiān)測服役中的水溶液環(huán)境下工業(yè)設(shè)備的腐蝕速度、腐蝕電位、極化電阻、交流阻抗和金屬溶解濃度等腐蝕電化學(xué)參數(shù)，實時全面地評估生產(chǎn)中的工業(yè)設(shè)備的腐蝕狀態(tài)。特別適用于對冷凝塔、換熱器、精餾塔、各種反應(yīng)器、輸液管道等大型工業(yè)設(shè)備服役安全進(jìn)行長期跟蹤監(jiān)測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖2為不同濃度的FeSO₄溶液的循環(huán)伏安曲線。在圖2中，a為0.0005M，b為0.001M，c為0.0025M，d為0.005M，e為0.0075M，f為0.01M，g為0.05M。

圖3為圖2的局部放大圖。在圖3中，a為0.0005M，b為0.001M，c為0.0025M，d為0.005M，e為0.0075M，f為0.01M，g為0.05M。

圖4為各種濃度FeSO₄溶液循環(huán)伏安曲線的氧化峰電流和Fe²⁺濃度的關(guān)系。

圖5為各種濃度FeSO₄溶液循環(huán)伏安曲線的還原峰電流和Fe²⁺濃度的關(guān)系。

圖6為以20#為材質(zhì)的中心電極在不同濃度Na₂S溶液中的交流阻抗譜圖。在圖5中，a為0.01mol·L^-1，b為0.001mol·L^-1，c為0.0001mol·L^-1，d為0.00001mol·L^-1。