[發明專利]一種浪花飛濺區腐蝕條件下氫滲透行為的裝置

有效

• 申請號: 201410275535.X
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104075986B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 曲文娟;黃彥良;余秀明;單亦禮
• 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21002
• 代理人: 周秀梅,李穎

技術領域

本發明是涉及浪花飛濺區腐蝕領域，具體的說是一種浪花飛濺區腐蝕條件下氫滲透行為的裝置。

背景技術

在浪花飛濺區，鋼鐵材料表面由于海水的周期潤濕，處于干濕交替狀態，鹽分高，氧供應充分及波浪沖擊等因素影響，腐蝕特別嚴重。進行實海試驗不僅需要大量的人力、物力而且周期長不便于隨時測試和觀察，因此，有必要開發一種能夠在室內模擬浪花飛濺區腐蝕環境的裝置。

氫滲入是海洋用結構材料失效的主要原因之一，環境中的氫在金屬使用或者加工過程中會以各種途徑進入金屬材料，金屬材料中的氫與材料的殘余應力或外加應力的協同作用下，使一些金屬材料表現出一定的氫脆特性，氫脆會導致材料強度降低導致材料的災害性破壞。但是由于受到實驗條件的限制，對浪濺區的氫滲透行為的研究工作很少。

發明內容

本發明目的在于提供一種浪花飛濺區腐蝕條件下氫滲透行為的裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種浪花飛濺區腐蝕條件下氫滲透行為的裝置，裝置由箱體、噴淋系統、時間控制系統、溫濕測量系統和電解池裝置組成；噴淋系統、電解池裝置和溫濕傳感器設置于箱體內，箱體外部安裝微型水泵與噴淋系統及時間控制系統相連，箱體的底部設有排水孔；其中，噴淋系統和電解池裝置相對的設置于箱體內。

所述噴淋系統由噴淋裝置、儲液箱3和微型水泵4組成；其中噴淋裝置由噴頭6、噴淋水管2和三通閥組成，三通閥的一個接口與噴頭6相連，另一接口通過水管與水泵4的出水端相連，第三接口通過噴淋水管2與儲液箱3相連，儲液箱3內盛有海水，水泵4的進水端通關水管與儲液箱3相連；儲液箱3內插設與箱體的底部排水孔相通的水管。

所述時間控制為帶有定時器插座的無限循環定時器5，無限循環定時器5通過管線與微型水泵4相連。

所述溫濕測量系統為防水傳感器7，防水傳感器7固定在箱體1內部并通關導線與外部數據記錄儀相連。

所述電解池裝置包括上蓋8、圓筒15及底板11，該圓筒15放置在所述底板11上，所述上蓋8蓋在圓筒15的頂部、并通過螺栓14與所述底板11相連；所述圓筒15內容置有試樣16，該試樣16的一端安裝在所述上蓋8上，另一端設有工作電極9；所述圓筒15的筒壁上插設有參比電極10，底部設有放置在所述底板11上的輔助電極12，該輔助電極12的導線由所述圓筒15引出，并與所述參比電極10的引線分別與恒電位儀連接。

所述工作電極9與輔助電極12相對的下表面鍍鎳。

所述電解池裝置整體通過螺栓14安裝在箱體1內，所述上蓋8與底板11平行、且平行于所述參比電極10的軸向中心線，所述工作電極9輔助電極12、圓筒15及試樣16的軸向中心線共線、且垂直于所述上蓋8、底板11及參比電極10的軸向中心線。

所述工作電極為薄圓片狀低合金高強鋼，直徑為40mm，厚度為0.5mm，兩面用砂紙逐級打磨至600#，參比電極為氧化汞電極，輔助電極為環狀鉑絲電極。工作電極鍍鎳中的鍍鎳液為Watt’s bath溶液(其組成為：250g/L硫酸鎳[NiSO₄·6H₂O]，45g/L氯化鎳[NiCl₂·6H₂O]，40g/L硼酸[H₃BO₃])。鍍鎳時，先用3mol/L的鹽酸清洗試樣，再經丙酮去脂，超純水清洗干凈。鍍鎳電流為3mA/cm²，時間為3min，鍍鎳層厚度約為180nm。通過參比電極的插孔向電解池中加入用超純水配置的0.2mol/L的NaOH溶液，然后插入參比電極，保證NaOH溶液沒過參比電極，將工作電極、參比電極、輔助電極引出的導線分別于恒電位儀相連，使工作電極的鍍鎳側在0mV vs下HgO/Hg/0.2mol/L NaOH極化電位下測定電流變化，即鈍化24h以上，使電流密度小于100nA/cm²。

本發明的優點為：采用本發明裝置能夠很好地解決浪濺區實海試驗所帶來的不足，可在室內條件下采用改進后的Devnathan-Stachurski雙電解池裝置對浪濺區腐蝕條件下的氫滲透行為進行研究，實現室內浪濺區腐蝕環境下氫滲透電流的測量；所采用的裝置成本低，操作簡單方便，實現自動化和海水循環利用；能夠對浪花飛濺區潮起潮落進行模擬，并對其腐蝕條件下的氫滲透行為進行研究，即能夠連續記錄溫度、濕度及氫滲透電流的變化，很少的氫滲透電流也可測定出來。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的浪濺區腐蝕條件下氫滲透測量裝置的結構示意圖。