[發明專利]一種用于浪花飛濺區腐蝕檢測的電化學傳感器及檢測方法

在審

• 申請號: 201710414929.2
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107121382A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 常安樂;宋詩哲;夏大海
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N17/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發明涉及一種用于浪花飛濺區腐蝕檢測的電化學傳感器及檢測方法，屬于腐蝕電化學領域。

背景技術

浪花飛濺區是海洋環境下一般金屬構筑物遭受腐蝕最嚴重的區域。在浪花飛濺區，金屬材料表面一方面受到海水的周期性潤濕，總是處于干濕交替的狀態，另一方面浪花飛濺區供氧充足，再加上陽光、海風和溫度等因素的共同作用常使金屬表面遭受嚴重的腐蝕破壞。同一種金屬材料，在浪花飛濺區的腐蝕程度要比海水全浸區高出3～10倍。為了保證海上作業的安全，需要對處于浪花飛濺區的金屬結構進行腐蝕監檢測，進而為金屬構件的壽命評估提供科學依據。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于海洋飛濺區腐蝕檢測的電化學傳感器，并基于此種傳感器，提供一種鋼鐵材料腐蝕檢測方法。本發明的目的通過下述技術方案予以實現。

一種用于浪花飛濺區腐蝕檢測的電化學傳感器，包括傳感器支架、用于支持傳感器的支撐柱(4)，參比電極(2)、兩個對電極、與處于浪花飛濺區環境下待測鋼鐵構件或試片表面直接接觸的工作電極電觸點引線(5)，其特征在于，在支撐柱(4)的下端固定有磁鐵，參比電極(2)和對電極(1)的下端與待測鋼鐵構件或試片表面之間通過濾紙隔離。

優選地，參比電極(2)為高純鋅電極，兩個對電極，一個為直徑3mm鉑鈮絲電極，作為電化學阻抗譜測試時所用的對電極，另一個對電極為直徑不足1mm的鉑絲電極，且暴露面積不足1mm²，作為電化學噪聲測試時的對電極。

本發明同時提供一種采用上述的傳感器實現的鋼鐵構件或試片浪花飛濺區的腐蝕檢測方法，包括下列的步驟：

(1)先在處于浪花飛濺區環境下待測鋼鐵構件或試片表面放置濾紙，然后在其上放置傳感器，調節參比電極和對電極與濾紙之間的距離，使電極壓緊濾紙；

(2)將腐蝕電化學傳感器與具有零電阻電路的檢測裝置相連，進行電化學噪聲測試。

(3)將傳感器與電化學測試系統相連，可進行電化學阻抗譜的測試。

本發明專利設計了適用于海洋浪花飛濺區的腐蝕電化學傳感器，利用此傳感器結合電化學測試系統可以進行浪花飛濺區的腐蝕監檢測，利用電化學噪聲或電化學阻抗譜技術研究海洋飛濺區鋼鐵構件(或試片)的腐蝕過程，該手段對被測體系無干擾，操作方便，可實現對鋼鐵材料的長期腐蝕監檢測。

附圖說明

圖1浪花飛濺區腐蝕電化學傳感器。

附圖標記說明如下：1鉑鈮絲對電極；2高純鋅參比電極；3鉑絲對電極；4底部帶有磁鐵的支撐柱子；5工作電極電觸點引線

圖2模擬實驗架A部位和B部位的電化學噪聲測試結果。

具體實施方式

圖1為浪花飛濺區腐蝕檢測電化學傳感器的示意圖。電化學噪聲檢測傳感器主要包括三個電極－參比電極2和兩個對電極1和3根據測試技術不同選用不同的對電極，電極距離測試表面的位置可調。傳感器有三個支撐柱子，每個柱子內含磁鐵，可吸附在待測鋼鐵表面。

工作電極電觸點引線5直接與待測鋼鐵表面電連通。測試時為了構建測試回路，傳感器參比電極2和對電極1與待測鋼鐵表面之間放一層濾紙。測試時，調整參比電極2和對電極1的位置，直至壓緊濾紙。濾紙厚度為500微米，在浪花飛濺區腐蝕檢測中起著兩方面重要作用：一是避免傳感器與待測鋼鐵表面電連通，另一方面由于濾紙厚度較薄，主要是為了減小測試時溶液電阻的影響，以利于電化學測試。利用該傳感器可進行電化學噪聲技術或電化學阻抗譜的測試。利用極化電阻率或噪聲電阻值評價鋼鐵材料的耐蝕性。下面通過具體的實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。

模擬腐蝕試驗架的A部位和B部位的電化學噪聲檢測實施例：在待檢測的金屬表面放置一片厚度約500微米，直徑約5厘米的濾紙。放置傳感器，并將濾紙壓住，傳感器通過磁鐵4吸附在待測鋼鐵樣品上面。調整參比電極2與對電極3的位置，直至兩個電極壓緊濾紙。同時工作電極電觸點引線5與待測表面直接接觸，外側磁鐵4吸附在待測鋼鐵構件或試片表面。利用具有零電阻電路的檢測裝置進行電化學噪聲測試，分別得到電化學電位噪聲和電流噪聲。電位噪聲標準偏差和電流噪聲標準偏差之比即為噪聲電阻，噪聲電阻值越大，鋼鐵材料的耐蝕性越好。測試結果表明部位B的噪聲電阻值大于A部位，說明B部位耐蝕性好于A部位。