[發明專利]流動腐蝕介質中金屬腐蝕行為監測系統

有效

• 申請號: 201510024664.6
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104568734B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 田一梅;郭浩;劉星飛;陳瑛;孟露
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N5/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明屬于金屬材料保護領域，涉及金屬腐蝕行為的監測，尤其是一種流動腐蝕介質中金屬腐蝕行為的監測系統。

背景技術

金屬材料是國防工業發展必不可少的基礎材料，因其良好的塑性、強度和加工性能在國民經濟生產中得到了廣泛應用，而金屬的腐蝕失效作為金屬材料失效的主要形式之一，一直是金屬材料保護的研究重點。電化學測量方法作為觀測材料耐蝕性能的一種手段，因其快速、可連續監測等優點而被用于金屬材料及其鍍層的腐蝕性能研究。但現有腐蝕試驗監測系統尚不能對流動腐蝕介質中的金屬材料進行實時電化學腐蝕測量，無法獲得動態腐蝕過程中的腐蝕數據，限制了電化學方法在金屬腐蝕領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有腐蝕監測系統的不足，提供一種流動腐蝕介質中金屬腐蝕行為監測系統，是利用循環管道系統在研究金屬材料表面形成流動條件，并通過外聯腐蝕介質更新系統對循環管道內腐蝕介質進行周期性漸變更新，最大可能接近實際工況的條件下對金屬材料進行電化學腐蝕測量。

本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：

一種流動腐蝕介質中金屬腐蝕行為監測系統，該系統將電化學測試手段和失重法結合在一起，可以同時完成流動體系下金屬腐蝕的全方位監測。該系統由腐蝕介質更新系統、循環管道系統、電化學測試系統和失重實驗裝置四部分組成，其中，腐蝕介質更新系統通過一連接管道與循環管道系統相連，電化學測試系統和失重實驗裝置先后串聯在循環管道系統內。

而且，所述腐蝕介質更新系統一種實現為大容積儲備水箱，水箱側面設有1號取樣口和進水口，水箱底部設有引出管和放空管，引出管上接一更新泵以提供腐蝕介質補給動力，放空管上接一常閉閥門。

而且，所述循環管道系統主要包括循環泵、流量計、2號取樣口、排水口、雜物過濾器、節流閥、電化學測試系統接口、失重實驗裝置接口等部件，按水流方向，其中一支路為流量計、電化學測試系統接口、失重實驗裝置接口、2號取樣口、節流閥從前往后用管道依次串接，另一支路為循環泵、雜物過濾器先后用管道依次串接，兩支路的分岔起始點位于循環管道系統與腐蝕介質更新系統的連接管道末端，排水口位于兩支路匯合點后的直線管道末端，調節其閥門開啟度來改變循環管道系統內腐蝕介質更新速率。

而且，所述循環管道系統與腐蝕介質更新系統的連接管道為一接有止回閥和節流閥的普通直管道，該管道前接腐蝕介質更新系統末端的引出管，后接循環管道系統兩支路的分岔起始點。

而且，所述電化學測試系統，包括電化學測試管件、三電極測試導線、電化學工作站、主機和顯示端，電化學測試管件電極引出端通過三電極測試導線與電化學工作站相連，并由主機和顯示端控制測試并記錄電化學測量數據。

而且，所述電化學測試管件包括電化學測試管件進口、電化學測試管件出口、工作電極、參比電極和輔助電極，其中輔助電極為一貼壁大面積鉑筒，通過聚四氟乙烯旋塞置于進口處，參比電極采用飽和甘汞電極，研究金屬材料嵌于有內置銅導線的聚四氟乙烯電極桿頂端作為工作電極。

而且，所述電化學測試管件連接在循環管道系統內的電化學測試系統接口處，前端接流量計，后端接失重實驗裝置。

而且，所述失重實驗裝置包括失重實驗裝置進口、失重實驗裝置出口、試片掛板、方形失重盒，研究試片用塑料螺母固定于試片掛板上，試片掛板置于方形失重盒中，方形失重盒頂蓋與四壁間以環氧樹脂粘接并實現與外界的密封。

而且，所述失重實驗裝置連接在循環管道系統內的失重實驗裝置接口處，失重實驗裝置進口前接電化學測試管件，失重實驗裝置出口后接循環管道系統上的2號取樣口。

本發明的優點和有益效果為：

1、本系統的循環管道系統內腐蝕介質可以通過調節排水口來改變循環腐蝕介質的更新速度，且腐蝕介質的更新屬于漸變過程，對腐蝕測量尤其是電化學測試系統的沖擊性小。

2、本系統的循環管道系統中的水泵安裝于循環管道上，可以滿足研究金屬材料表面的腐蝕介質的流動要求，而且通過節流閥便于實現多種流速條件的模擬。

3、本系統的循環管道系統上串接電化學測試系統和失重實驗裝置，便于同時采用電化學方法和失重法對流動腐蝕介質下的研究金屬材料進行腐蝕監測。

4、本發明設計科學合理，數據采集和腐蝕監測方便準確，解決了現有腐蝕試驗監測系統無法對流動腐蝕介質中的金屬材料進行實時電化學腐蝕測量的問題，是一種結合了電化學法和失重法的較為先進的動態腐蝕監測手段，將有利于電化學方法在金屬腐蝕研究領域進一步的推廣應用。

附圖說明