[發明專利]測試角鋼在大氣-混凝土界面腐蝕速率的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810326562.3
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108267491B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 胡家元;周海飛;夏晉;趙崢;李天;周宇通;李延偉;馮禮奎;錢洲亥;金偉良
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司;浙江大學;杭州意能電力技術有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種測試角鋼在大氣?混凝土界面腐蝕速率的裝置及方法。目前，并沒有系統成熟的方案對大氣?混凝土界面處角鋼的腐蝕程度進行檢測、評估。本發明的裝置包括海綿基座，所述的海綿基座上設有一用于穿角鋼的L形定位槽孔，所述的海綿基座上裝有不與角鋼直接接觸的輔助電極及不與角鋼接觸的參比電極；所述的輔助電極及參比電極各通過一導線與相應極化曲線測量儀器的接口連接。本發明的三電極裝置，便于用電化學檢測技術檢測待測鋼筋的電化學參數，并通過數值模擬提出了陽極面積的確定方式，通過極化曲線法原理以及理論分析得到銹蝕電流密度，定量分析鋼筋銹蝕狀況，實現電化學檢測技術在大氣?混凝土界面處角鋼銹蝕檢測中的應用。

技術領域

本發明屬于鋼筋混凝土結構電化學腐蝕測試技術領域，具體地說是一種對處于大氣-混凝土界面的角鋼腐蝕速率進行電化學測試的裝置及方法。

背景技術

輸電鐵塔作為高壓輸電線路的承重結構，是輸電線路最重要的基礎設施之一，其可靠運行對電力系統安全至關重要。工程實踐發現，許多鐵塔結構在投入使用后，都較早的出現了耐久性不足的問題，特別是環境侵蝕作用較為嚴重地區的鐵塔塔腳，其耐久性失效問題更為顯著，這不僅造成了經濟損失和資源浪費，亦有可能引起塔腳的適用性和安全性上的問題。

而塔腳的耐久性問題主要由塔腳中鋼筋銹蝕引起的，其鋼筋銹蝕主要包括兩類：一是混凝土內部角鋼的吸氧腐蝕(或析氫腐蝕)；二是位于大氣-混凝土界面處的角鋼腐蝕，這類腐蝕是輸電鐵塔所有腐蝕的重點和難點，其具有如下特殊性：1)腐蝕環境復雜惡劣。腐蝕部位易發生氧濃差腐蝕、縫隙腐蝕，并且如若保護帽品質不良，還會因保護帽透水或表面積水而加劇腐蝕。2)腐蝕具有隱蔽性。塔腳包裹于保護帽中，其內部腐蝕形態及腐蝕程度無法直觀觀察，易被忽略而導致腐蝕隱蔽發展惡化。3)防腐工作難度較大。與鐵塔其他部位防腐不同，關于保護帽內塔腳防腐目前未有系統性成熟方案，常采用的方式也僅僅是發現塔腳嚴重銹蝕時進行被動性的更換，缺乏提前預防處理方案。

因此，對輸電鐵塔中鋼筋銹蝕檢測方法和技術提出了新的要求。目前，在工程實踐中，對鐵塔塔腳腐蝕檢測評估的方法是鑿開混凝土保護帽直接觀察，這種方法費時費力，人力物力成本較高，且檢測后不利于結構的持續使用。另外，在對混凝土鋼筋銹蝕檢測的方法和裝置中，應用最多的是一種基于線性極化法測量混凝土結構鋼筋銹蝕的三電極裝置。該裝置是通過在混凝土外表面放置參比電極a和輔助電極b，與混凝土內部鋼筋(工作電極c)形成三電極裝置，再通過屏蔽環d作用將輔助電極正對的角鋼面積確定為陽極面積A，進而測得極化曲線，定量分析鋼筋的腐蝕速率，如圖1，參比電極放置在海綿e上，沒有直接與混凝土表面接觸。但該裝置只適用于埋入混凝土中的鋼筋，并不是適用于位于大氣-混凝土界面的鋼筋銹蝕，不能應用于實際工程來解決塔腳角鋼的腐蝕檢測問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種對位于大氣-混凝土界面處的角鋼進行腐蝕速率檢測的裝置，以便于用電化學檢測技術檢測待測角鋼的電化學參數。

為此，本發明采用如下的技術方案：測試角鋼在大氣-混凝土界面腐蝕速率的裝置，包括海綿基座，

所述的海綿基座上設有一用于穿角鋼的L形定位槽孔，所述的海綿基座上裝有不與角鋼直接接觸的輔助電極及不與角鋼接觸的參比電極；

使用時，位于輔助電極下方的海綿基座底面與大氣-混凝土界面接觸，當海綿基座吸水后用于輔助電極與角鋼之間的離子傳輸，角鋼作為工作電極使用，輔助電極與角鋼及海綿基座形成一回路；參比電極的測量探頭直接與大氣-混凝土界面接觸，通過混凝土與工作電極形成另一回路；

所述的輔助電極及參比電極各通過一導線與相應極化曲線測量儀器的接口連接；

還包括一用于連接角鋼與相應極化曲線測量儀器接口的工作電極導線。

作為上述技術方案的補充，所述L形定位槽孔的一端開口，另一端的一側設所述的參比電極。利用定位槽孔的開口端及海綿基座本身的材料特性可以方便開合海綿基座，將海綿基座套在角鋼上。