[發明專利]金屬焊接接頭部位電偶腐蝕中腐蝕深度的測定方法

有效

• 申請號: 201810297601.1
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN108680492B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 高志明;苗偉行;胡文彬;劉永長;夏大海
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎;張靜

1.金屬焊接接頭部位電偶腐蝕中腐蝕深度的測定方法，其特征在于，使用金屬焊接接頭部位電偶腐蝕的測定裝置進行測定，所述金屬焊接接頭部位電偶腐蝕的測定裝置包括測試探頭，離子通道，電化學測量裝置和計算機，其中：電化學測量裝置和計算機相連，電化學測量裝置將采集的電化學信號傳遞給計算機，計算機以對采集的電流信號進行分析處理，輸出測試時間內的電偶腐蝕電流的數值；

電化學測量裝置的工作端和接地端分別連接兩塊待測焊接試樣，用以采集信號；測試探頭包括第一測試探頭和第二測試探頭，兩者結構相同且分別固定在兩塊待測焊接試樣上，由探頭上蓋、探頭主體、探頭下管和磁性固定栓組成，探頭上蓋下端與探頭主體相連并在兩者的連接處設置密封圈，探頭主體的下端面中央設置探頭下管，探頭主體的下端面的四角對稱設置磁性固定栓，在磁性固定栓的末端設置磁石，用于吸附在焊接測試區域；在探頭下管的下端面設置試樣接觸圓環；在探頭上蓋上且沿探頭上蓋的軸向設置貫穿探頭上蓋的離子通道連接孔，在探頭主體和探頭下端的內部設置空腔，在探頭上蓋、探頭主體和探頭下端連接成一體后，離子通道連接孔和空腔同軸連接成一體的溶液儲存腔；離子通道的一端設置在第一測試探頭的探頭上蓋的離子通道連接孔中，其另一端設置在第二測試探頭的探頭上蓋的離子通道連接孔中，以連通兩個測試探頭的溶液儲存腔，在溶液儲存腔中設置金屬焊接接頭實際工作環境下的溶液，以模擬待測試部位的工作環境；按照下述步驟進行：

步驟1，利用磁石和磁性固定栓將測試探頭固定在待測樣品的表面并緊密貼合，在結合處使用絕緣材料進行防漏液處理，此時試樣接觸圓環與待測樣品的表面緊密貼合；

步驟2，向溶液儲存腔中加入預先配置的溶液，以模擬待測樣品的不同工作狀態，待測樣品在試樣接觸圓環中的部分即為樣品的測試面積，在這一區域上浸泡預先配置的模擬溶液；再利用離子通道連通兩個測試探頭的溶液儲存腔中的溶液；

步驟3，將待測樣品分別與電化學測量裝置的工作端和接地端相連，開啟電化學測量裝置進行測試，同時以計算機對信號予以記錄；計算機對采集的電流信號進行分析處理，輸出電偶腐蝕電流，根據電偶腐蝕電流時間圖可以確定焊接接頭試樣表面的陰陽極區域并判斷焊接接頭各部位的電偶腐蝕敏感性強弱，其中：

首先計算出腐蝕電流密度的大小，腐蝕電流密度是腐蝕電流對腐蝕面積的乘積，其中，該面積為與電化學測量裝置工作端相連的待測試樣上測試探頭的試樣接觸圓環中與模擬溶液相接觸的待測試樣面積即試樣接觸圓環的面積，其腐蝕電流密度用如下公式計算：

I_D＝I/s

s＝πR²

其中，I_D為電偶腐蝕電流密度，I為電偶腐蝕電流，s為工作面積，R為測試探頭工作圓環半徑即試樣接觸圓環的半徑；當使用多探頭進行測試時，其工作面積為與電化學工作裝置的工作端所連接的測試探頭的總工作面積即每個試樣接觸圓環面積之和；

在計算出電偶腐蝕電流密度之后，知道陰極區與陽極區腐蝕速度的差值，即I_D＝I_陽D-I_陰D，通過該值的大小與正負以判斷出陽極和陰極，以及二者腐蝕速度的差異，當二者的自腐蝕電位差異較大時，認為I_陽D遠大于I_陰D，即I_D≈I_陽D；通過腐蝕電流密度計算出金屬局部腐蝕的速度大小：其單位時間反應電量為Q＝tI_D、單位時間反應總質量為m＝QM/Fn

其中t為時間，n為反應物與生成物的化合價之差，F＝96500為法拉第常數，M為反應原子摩爾質量；

腐蝕速度A＝m/ts

其中A單位為g/m²h，s為電極反應面積即計算腐蝕電流密度時采用的工作面積；

腐蝕深度為B＝(24*365A)/1000d

其中B單位為mm/年，d為材料的密度，單位為g/cm³。