[發(fā)明專利]一種金屬材料海洋大氣腐蝕原位監(jiān)測裝置

有效

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• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN113049485B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設計）人: 丁康康;苗依純;劉少通;程文華;邢少華;侯健
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N17/04;G01N17/00;H04W4/38;H04W12/03
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種金屬材料海洋大氣腐蝕原位監(jiān)測裝置，屬于金屬材料大氣自然環(huán)境腐蝕領域，其結構包括大氣腐蝕監(jiān)測探頭、在線測量與傳輸模塊、供電模塊和電腦終端。大氣腐蝕監(jiān)測探頭由憎水性絕緣層、親水性離子導電體、金屬導電層、惰性金屬層、固體參比電極和導電引線組成，親水性離子導電體為憎水性絕緣層所包覆，僅在環(huán)狀大氣腐蝕監(jiān)測探頭內側靠近金屬表面處與薄液膜接觸；環(huán)狀大氣腐蝕監(jiān)測探頭內部金屬表面通過與金屬導電層接觸電連接，并與惰性金屬層和固體參比電極構成三電極測量體系。本發(fā)明結構簡單，無需待測金屬同材質材料制備大氣腐蝕監(jiān)測探頭，探頭安裝方便，適用性廣可重復使用；同時具備全面的腐蝕電化學原位監(jiān)測和數(shù)據遠程傳輸功能。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬材料大氣自然環(huán)境腐蝕領域，特別是涉及一種金屬材料海洋大氣腐蝕原位測量裝置。

背景技術

金屬物體長期處于海洋大氣環(huán)境中，會受到一定的腐蝕，這種腐蝕不僅會影響金屬物體的性能，還會引發(fā)環(huán)境污染以及安全事故，造成不可估量的經濟損失。傳統(tǒng)的金屬腐蝕檢測方法如失重法，其優(yōu)點是能夠提供金屬腐蝕的詳細數(shù)據，如腐蝕率、腐蝕類型及腐蝕產物等較多信息，其缺點為需取回樣品進行檢測，常常需要破壞材料結構或采取掛片的方式來達到實驗目的，這種方法的局限性很大，獲取數(shù)據時間間隔長、成本較高。

金屬大氣腐蝕，尤其是潮濕海洋大氣環(huán)境中，其實質是大氣中水、鹽等在其表面形成薄液膜層電解液后的電化學腐蝕過程，符合電化學的一般規(guī)律。基于此，多種大氣腐蝕監(jiān)測技術應運而生。國內外學者開展了大量的金屬材料服役海洋大氣環(huán)境在線測量技術研究，并發(fā)展了廣泛應用的大氣腐蝕監(jiān)測電池法（ACM）。該方法主要通過測量兩種不同金屬偶接形成原電池的腐蝕電流評價大氣環(huán)境腐蝕性強弱，如專利文獻【CN 205786244 U】基于通過測量異種金屬偶對間電流評價大氣腐蝕性強弱的原理，發(fā)明的一種大氣腐蝕性監(jiān)測設備，但其無法直接測量金屬材料大氣腐蝕速率。專利文獻【CN 109765172 A】則公開了一種金屬及涂層材料海洋大氣腐蝕原位測量裝置及方法，該裝置腐蝕探頭采取三電極體系，實現(xiàn)了在線實時測量在大氣環(huán)境中裸露或者帶涂層金屬材料的阻抗等電化學性能，基于阻抗或極化曲線測試，可以定性/定量評價腐蝕速率大小。然而，這些大氣腐蝕監(jiān)測裝置探頭主要采用與待檢測金屬相同材質的材料制備而成，通過環(huán)氧將工作電極（待檢測金屬材質）與對電極（和參比電極）灌封，制備過程較為繁瑣，且封裝質量控制難度大，一致性較差。專利文獻【CN 111812019 A】公開了一種金屬大氣腐蝕監(jiān)測傳感器，包括金屬基材、憎水性絕緣板、導電材料層和親水性涂層，采用層疊結構，簡化了制備工藝，同時利用親水性涂層提高了薄液膜的附著性和延展性，提高了檢測靈敏度。然而，該傳感器只能進行電偶電流檢測，無法實現(xiàn)阻抗和極化曲線測試。

此外，上述所有裝置探頭不可重復使用，且無法保證工作電極（待檢測金屬）表面狀態(tài)與材料實際應用情況一致，更無法直接使用待測結構物（如金屬桿塔）進行腐蝕監(jiān)測。因此，測量結果不能直接反饋待測金屬（結構物）的腐蝕情況，只能作為參考。

發(fā)明內容

本發(fā)明的技術任務是解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、腐蝕監(jiān)測探頭可重復使用的金屬材料海洋大氣腐蝕原位監(jiān)測裝置，該裝置能直接貼附在待測金屬材料或金屬結構物表面進行腐蝕（電偶）電流、阻抗和極化曲線的在線原位監(jiān)測；同時，具備遠程數(shù)據加密傳輸?shù)裙δ堋?/p>

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種金屬材料海洋大氣腐蝕原位監(jiān)測裝置，包括：大氣腐蝕監(jiān)測探頭、在線測量與傳輸模塊、供電模塊和電腦終端，供電模塊、電腦終端、大氣腐蝕監(jiān)測探頭分別和在線測量與傳輸模塊連接；

其中在線測量與傳輸模塊和大氣腐蝕測量探頭連接，實現(xiàn)大氣腐蝕測量探頭下待測金屬材料的腐蝕（電偶）電流、阻抗、極化曲線等原位電化學測量與數(shù)據存儲、遠程傳輸功能；

其中供電模塊為在線測量與傳輸模塊提供電能；

其中電腦終端具備對在線測量與傳輸模塊編程功能，包括參數(shù)設置、時間校正以及遠程數(shù)據接收功能；