[發明專利]一種頂部腐蝕監測實驗系統及監測方法

有效

• 申請號: 201911086980.0
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110702599B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 黃一;王明昱;朱燁森;徐云澤;王曉娜
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

1.一種頂部腐蝕監測實驗系統，其特征在于，包括多電極頂部腐蝕傳感器和可模擬頂部腐蝕的實驗裝置、溫度控制系統、多通道腐蝕監測儀，所述可模擬頂部腐蝕的實驗裝置用于模擬頂部腐蝕，其包括頂部冷卻水箱、上端蓋、玻璃容器、底座與傳感器夾具，所述頂部冷卻水箱為不銹鋼材質，包括進水口與出水口；頂部冷卻水箱通過臺肩配合的方式坐落于上端蓋上，傳感器夾具置于冷卻水箱與上端蓋中間，玻璃容器通過臺肩配合的方式設置在上端蓋與底座之間，上端蓋與底座四角設有通孔，通過螺母與螺桿配合，緊固玻璃容器達到密封效果，所述溫度控制系統用于控制頂部冷卻水箱和玻璃容器內的水處于預設溫度，所述多電極頂部腐蝕傳感器可拆卸地連接在所述傳感器夾具上，所述多電極頂部腐蝕傳感器包括連在各電極元件工作面的對應面的長導線，所述多電極頂部腐蝕傳感器與多通道腐蝕監測儀相連，所述多通道腐蝕監測儀用于根據多電極頂部腐蝕傳感器的反饋進行電偶電流、偶合電位的測量；

所述多電極頂部腐蝕監測傳感器包括外管、工作電極元件、參比電極元件與絕緣部件，所述工作電極元件和參比電極元件尺寸相同且均固定在外管上，工作電極元件與參比電極元件的工作面與待測腐蝕環境直接接觸，二者除工作面外均用所述絕緣部件包覆，所述工作電極元件為方形管線鋼試片，所述參比電極元件為不銹鋼試片。

2.根據權利要求1所述的頂部腐蝕監測實驗系統，其特征在于，所述工作電極元件與參比電極元件按照3×3陣列排布，8個工作電極元件環繞四周，1個參比電極元件居中設置；

所述工作電極元件和參比電極元件的工作面尺寸、厚度、相鄰元件之間的距離均為適應待檢測環境的預設值，其中，試片邊長小于腐蝕環境形成液滴的直徑。

3.根據權利要求1所述的頂部腐蝕監測實驗系統，其特征在于，所述溫度控制系統包括用于保持頂部冷卻水箱處于預設溫度的循環冷卻水控制系統和用于保持玻璃容器處于預設溫度的水域恒溫裝置，所述頂部冷卻水箱內部液體的預設溫度小于底部玻璃容器內部液體的預設溫度，所述循環冷卻水控制系統連接在所述進水口和出水口。

4.根據權利要求3所述的頂部腐蝕監測實驗系統，其特征在于，所述循環冷卻水控制系統包括蓄水箱、水泵A、水泵B、PVC水管、壓縮機、溫度探頭及溫度控制開關，其中蓄水箱存儲冷卻水；水泵A用于通過PVC軟管與壓縮機構成閉合回路，對蓄水箱中的冷卻水循環制冷；水泵B用于通過PVC軟管與所述頂部冷卻水箱構成閉合回路，將低溫冷卻水循環通過頂部冷卻水箱，提供頂部低溫環境；所述溫度探頭置于冷卻水中，與溫度控制控制開關相連；壓縮機電源接于溫度控制開關處，用于通過溫度變化控制壓縮機通斷，使冷卻水溫度保持恒定。

5.根據權利要求1所述的頂部腐蝕監測實驗系統，其特征在于，所述多通道腐蝕監測儀內置零電阻電流計及電壓表。

6.根據權利要求1所述的頂部腐蝕監測實驗系統，其特征在于，還包括信號采集控制系統，其與所述多通道腐蝕監測儀相連，其用于采集多通道腐蝕監測儀測量的數據，并控制多通道腐蝕監測儀通斷及測量周期。

7.一種使用權利要求1～6任一項所述的頂部腐蝕監測實驗系統的監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S01：將陣列電極傳感器安裝在傳感器夾具中，置于頂部腐蝕實驗裝置內；

S02：將傳感器背部的9根長導線通過傳感器夾具及上端蓋側壁的穿線孔引出，與多通道腐蝕監測傳感器相連，其中8個管線鋼元件與工作電極接口相連，1個不銹鋼元件與參比電極接口相連；

S03：通過循環冷卻水控制系統控制頂部冷卻水箱保持恒定預設溫度，通過水域恒溫裝置控制底部玻璃容器內溶液保持恒定預設溫度，其中頂部冷卻水箱內部液體的預設溫度小于底部玻璃容器內部液體的預設溫度；

S04：通過信號采集控制系統連續測量8個管線鋼試片之間的電偶電流及8個管線鋼試片相對于不銹鋼試片的偶合電位，記錄數據并保存文檔；

S05：對信號采集控制系統所采集的數據進行分析處理，得到腐蝕元件各自的平均腐蝕深度；

S06：通過比較電偶電流和偶合電位的特征，得到液滴的分布位置及液滴滴落周期。