[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

本發明公開金屬焊接接頭部位電偶腐蝕中腐蝕深度的測定方法，使用金屬焊接接頭部位電偶腐蝕的測定裝置進行測定，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，首先計算出腐蝕電流密度的大小，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，通過該值得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，最后計算得到腐蝕深度。

本發明申請是母案申請“金屬焊接接頭部位電偶腐蝕的測定裝置與測定方法”的分案申請，母案申請的申請日為2016年4月29日，申請號為2016102867138。

技術領域

本發明屬于電偶腐蝕的測定裝置領域，尤其是金屬焊接接頭部位電偶腐蝕的測定裝置與測定方法。

背景技術

電偶腐蝕,也稱之為雙金屬腐蝕。當兩種或兩種以上不同金屬或同種金屬的不同組織(如焊縫)在導電介質中接觸后，由于各自電極電位不同而構成腐蝕原電池。在電解質水膜下，形成腐蝕宏電池，會加速其中負電位金屬的腐蝕。影響電偶腐蝕的因素有環境、介質導電性、陰陽極的面積比等。電偶腐蝕一般取決于異種金屬之間的電位差。這里的電位指的是兩種金屬或同種金屬的不同組織(如焊縫)分別在電解質溶液(腐蝕介質)中的實際電位，即該金屬在溶液中的腐蝕電位。其中，通常來講，電位高的作為陰極，電位低的作為陽極，特別是當陽極面積較小時會形成小陽極大陰極的電偶對，使腐蝕加劇。在其他條件不變的情況下，電位差越大，腐蝕速度可能越大。這里說的可能是由于電位是熱力學數據，通過熱力學數據無法確切的表述出腐蝕過程的快慢，甚至有時因為外界環境的差異還會出現相反的結論。因此，對動力學過程的數據，即電偶腐蝕電流的測量就變得尤為重要。通過測量得到的腐蝕電流能夠計算出不同材料或不同組織之間腐蝕速度差異。從而判斷設備在特定環境中的腐蝕行為。

焊接是工程制造中的重要工藝環節，許多零部件都是通過焊接連接在一起。由于焊接過程中不可避免對焊接接頭的組織產生影響，所以即使兩個連接部件和焊材都是同種材料，焊接接頭也會因為組織不均勻在腐蝕環境中發生電偶腐蝕。研究金屬焊接接頭部位腐蝕的方法主要有：鹽霧試驗，浸泡實驗法(全浸、間浸等)和電化學實驗法(電位測量、電偶電流測量、極化測量、電化學阻抗測量等)。前者只能得到失重數據和表面腐蝕形貌，無法得到腐蝕電流數據，耗時長。電化學方法雖然能得到電化學信息，但大多局限于分別研究單一區域，對實驗室制備的工作電極也有加工復雜耗時等缺點，更無法實現在線無損檢測。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了金屬焊接接頭部位電偶腐蝕的測定裝置與測定方法，在線檢測出金屬焊接接頭表面各區域之間的腐蝕電偶電流，從而判斷陽極區和陰極區，得到金屬焊接接頭表面各區域的電偶腐蝕程度，從而判斷出其電偶腐蝕敏感性。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

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；