[發明專利]一種用于海洋結構物水下防腐涂層原位監測的裝置及方法

有效

• 申請號: 202010093889.8
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111257213B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 劉磊;宋世德;朱東旭;張馨予
• 申請（專利權）人: 大連科邁爾防腐科技有限公司
• 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

1.一種用于海洋結構物水下防腐涂層原位監測的裝置，其特征在于，包括：法蘭盤(1)、通過第一連接件(6)與所述法蘭盤(1)密封連接的下法蘭艙(10)以及通過第二連接件(8)與所述下法蘭艙(10)密封連接的焊接墊板(11)；

所述法蘭盤(1)上表面設置有參比電極(2)、對電極(3)、第一工作電極(4)以及第二工作電極(5)，所述參比電極(2)、對電極(3)、第一工作電極(4)以及第二工作電極(5)均被設置為上表面與所述法蘭盤(1)上表面處于同一平面；

所述參比電極(2)信號線穿過下法蘭艙(10)進入海洋結構物內部走線接入電化學工作站(12)的參比電極端，所述對電極(3)信號線穿過下法蘭艙(10)進入海洋結構物內部走線接入電化學工作站(12)的對電極端，所述第一工作電極(4)、第二工作電極(5)連接于設置在下法蘭艙(10)內的繼電器(9)，所述繼電器(9)通過海洋結構物內部走線接入電化學工作站(12)的工作電極端；

使用時，所述參比電極(2)、對電極(3)、第一工作電極(4)以及第二工作電極(5)的上表面均與海水環境接觸，

將第一工作電極(4)、第二工作電極(5)與繼電器(9)相連，將監測參比電極(2)通過導線接入電化學工作站(12)的參比電極端，將對電極(3)通過導線接入電化學工作站(12)的對電極端，以及將繼電器(9)公共端通過導線接入電化學工作站(12)的工作電極端；

使用電化學工作站(12)的阻抗-頻率掃描功能，測得第一工作電極(4)和第二工作電極(5)涂層阻抗隨頻率變化的曲線；讀取工作電極涂層在0.1Hz處的低頻阻抗模值，包括根據以下計算求取涂層破損率：

其中，k為涂層破損率，|Z|為低頻阻抗模值。

2.根據權利要求1所述的用于海洋結構物水下防腐涂層原位監測的裝置，其特征在于，

所述對電極(3)、第一工作電極(4)以及第二工作電極(5)均被設置為直徑為50mm的圓盤狀電極，且電極通過設置于其背部的直徑為10mm的螺柱絕緣安裝于法蘭盤(1)上；所述參比電極(2)被設置為橫截面直徑為10mm的圓柱體，并通過環氧樹脂固定在法蘭盤(1)上。

3.根據權利要求1或2所述的用于海洋結構物水下防腐涂層原位監測的裝置，其特征在于，所述法蘭盤(1)與所述下法蘭艙(10)均為表面涂覆有與待監測海洋結構物相同涂層的鋼制結構。

4.根據權利要求1或2所述的用于海洋結構物水下防腐涂層原位監測的裝置，其特征在于，

所述第一工作電極(4)以及第二工作電極(5)均與待監測海洋結構物的材質相同，且涂覆有與待監測海洋結構物相同防腐涂層。

5.根據權利要求1所述的用于海洋結構物水下防腐涂層原位監測的裝置，其特征在于，所述參比電極(2)為Ag/AgX電極。

6.根據權利要求1所述的用于海洋結構物水下防腐涂層原位監測的裝置，其特征在于，所述對電極(3)為MMO輔助陽極。

7.一種基于權利要求1所述裝置的用于海洋結構物水下防腐涂層原位監測的方法，其特征在于步驟包括：

電路連接，將該裝置監測第一工作電極(4)、第二工作電極(5)與繼電器(9)相連，將監測參比電極(2)通過導線接入電化學工作站(12)的參比電極端，將對電極(3)通過導線接入電化學工作站(12)的對電極端，以及將繼電器(9)公共端通過導線接入電化學工作站(12)的工作電極端；

讀取涂層阻抗隨頻率變化的曲線，使用電化學工作站(12)的阻抗-頻率掃描功能，測得第一工作電極(4)和第二工作電極(5)涂層阻抗隨頻率變化的曲線；

涂層破損率評估：讀取所述工作電極涂層在0.1Hz處的低頻阻抗模值，包括根據以下計算求取涂層破損率：

其中，k為涂層破損率，|Z|為低頻阻抗模值。