[實用新型]模擬動態海水流速的陰極保護研究裝置

有效

• 申請號: 201420569776.0
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN204116273U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 高志明;劉曉玉;修妍;劉永長;余黎明
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張宏祥

技術領域

本實用新型屬于電化學檢測技術領域，更加具體地說，涉及一種模擬動態海水流速的陰極保護研究裝置及其在電化學檢測金屬海洋腐蝕行為中的應用。

背景技術

近年來，由于海洋腐蝕而造成的損失越來越大，每年用在船舶、海上鉆井平臺的維護費用越來越高，對于海洋腐蝕的防護研究迫在眉睫。然而現在對于海水腐蝕的研究，大部分局限在靜態海水狀態下。金屬在流動海水與靜態海水的腐蝕有很大的差距：流速不同，這不僅會導致溶液中溶解氧和金屬表層離子濃度的變化，而且會帶來泥沙、水流等對金屬的物理沖擊，對試樣表面的保護膜有影響。因此，流速是海洋腐蝕不可忽視的一個影響因素。目前，模擬流動海水的方法有多種：旋轉沖刷方法、管流模擬沖刷方法、噴射式沖刷方法等，相應的裝置分別是旋轉圓盤沖刷腐蝕試驗機、管流模擬試驗裝置、噴射式空蝕試驗裝置。旋轉圓盤沖刷試驗只能模擬較小的流速，而且流速較大時，會產生漩渦，對試驗有影響；管流模擬較為復雜，且成本較大，并且試驗材料需要是管狀，局限性大；一般的噴射式試驗裝置主要用于模擬空泡腐蝕，均不能很好的模擬流動海水下施加陰極保護時金屬的腐蝕情況。目前尚未有水槽式射流模擬流動海水進行陰極保護測試相關的文獻報道。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供模擬不同流速下的金屬陰極保護研究的裝置，克服旋轉式的低流速模擬缺陷以及管流的設計復雜缺陷，實現不同大小的流速模擬，來進行陰極保護試驗，裝置和操作簡單。

本實用新型的技術目的通過下述技術方案予以實現：

模擬動態海水流速的陰極保護研究裝置，由流速模擬裝置、電化學實驗裝置、流速測定裝置組成，其中：

所述流速模擬裝置包括水槽、泵、吸水管、出水管和外套管；在所述水槽的中央設置電化學測量區域；所述吸水管的出水端口與泵相連，吸水管的進水端口設置在水槽中；所述出水管的進水端口與泵相連，出水管的出水端口設置在水槽中，并與外套管的進水端口固定相連；所述外套管的出水端口設置在電化學測量區域的中央位置且靠近樣品固定臺，且外套管的長度可調。這樣一來，泵由吸水管吸水，在出水管口獲得有一定初始流速的水流，該流速的水流經過可調長度的外套管，在外套管的出水端口獲得最終流速，即在樣品附近形成模擬的流速，可通過調整泵的功率(泵的功率越大，初始流速越大)或者外套管的長度(外套管長度越長，初始流速衰減的越嚴重)，以在外套管的出水端口(即樣品附近)形成模擬流速；

所述流速測定裝置由壓力計與畢托管組成，所述畢托管的測量頭部設置在電化學測量區域的中央位置且靠近樣品固定臺，所述畢托管的測量頭部的中央與外套管的中央位于同一水平面上；所述畢托管的尾部十字口與壓力計相連，外套管出水端口的水流流經樣品后經過畢托管的測量頭部，產生一個壓力，反應到壓力計上，通過壓力計計算出畢托管測量頭部的動壓，利用下述公式測定樣品附近的流速；

V=k2P/ρ]]>

式中：V—水流速(m/s)；

K—畢托管系數；

P—通過畢托管測得的動壓(Pa)；

ρ—流體(水)密度(kg/m³)；

所述電化學實驗裝置包括試樣臺、三電極體系和電化學工作站，在所述試樣臺的上表面上固定設置樣品，試樣臺固定設置在電化學測量區域的中央，且樣品與畢托管的測量頭部的中央、外套管的中央位于同一水平面上；所述三電極體系包括工作電極(即樣品)、參比電極和輔助電極，將試樣臺上固定的樣品作為工作電極，所述三電極體系與電化學工作站相連。

在上述技術方案中，所述水槽為長方體，所述吸水管、出水管和外套管的直徑明顯小于水槽的長短高，即所述吸水管、出水管和外套管的直徑與水槽的長短高相比，小一到兩個數量級，例如選擇400x70x50mm的封閉槽，吸水管和出水管的直徑為2.5mm，外套管直徑為2.8mm(略大于吹水管的直徑即可)，這樣一來，與整個水槽相比，吸水管、出水管和外套管的直徑較小，僅僅能夠在進水端口和出水端口附近產生水流，這一水流比較小且不會引起整個水槽內水流的變化。

在上述技術方案中，所述壓力計為U型壓力計，所述畢托管的尾部十字口與壓力計通過軟導管相連。