[發明專利]一種海洋環境異種金屬電偶腐蝕試驗裝置及其方法

在審

• 申請號: 202210115905.8
• 申請日: 2022-02-07
• 公開（公告）號: CN114354478A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 楊軍華;王偉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 康翔;高嬌陽

本發明公開了一種海洋環境異種金屬電偶腐蝕試驗裝置及其方法，用不銹鋼螺栓將鋁和鋼緊固于尼龍，避免夾具與試樣之間的電偶腐蝕及夾具自身的電化學腐蝕，實現了不同電極電勢的異種金屬平面搭接，置于鹽霧介質中，模擬海洋環境，在同一塊樣品上，同步對比不同時長的鋁接觸面和非接觸面、鹽霧氣氛?氣液界面?液體浸泡、純水和鹽霧液體的電偶腐蝕和電化學腐蝕效果，結構合理，操作性強，可靠性強，安裝、拆取便捷，后續微觀表征不必二次切割加工，可以同時進行多組試驗。

技術領域

本發明屬于腐蝕防護技術領域，具體涉及一種腐蝕試驗技術。

背景技術

金屬在高溫、高濕、高鹽的熱帶海洋鹽霧環境中，會發生電偶腐蝕，導致材料強度、塑性、韌性等力學性能下降，縮短設備壽命，甚至造成災難性事故。

電偶腐蝕是普遍存在且代價高昂的工業技術難題，本質原因在于：具有腐蝕電位差的兩種不同金屬，在電解質環境中偶接，構成宏觀腐蝕原電池，產生原電池效應，加速失效過程。探究海洋環境中的異種金屬電偶腐蝕過程，模擬海洋環境中的金屬偶接腐蝕行為，為進一步研究電偶腐蝕提供技術參考和理論依據，具有重要意義。

傳統電偶腐蝕試驗的夾具設計試件尺寸偏大，后期微觀表征時，需要二次切割加工。試件直接打孔，引入應力腐蝕等干擾因素。偶接程序復雜，不方便同時進行多組試驗，無法在同一試件的不同表面同時實現電偶腐蝕與電化學腐蝕。

發明內容

本發明為了解決現有技術存在的問題，提出了一種海洋環境異種金屬電偶腐蝕試驗裝置，為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案。

裝置包括腐蝕介質容器、兩個偶接板和數個偶接塊，兩個偶接板的材質和尺寸相同，相對平行放置，偶接塊成對出現，每一對采用兩種具有不同電極電勢的金屬，分別安裝于兩個偶接板的內側，一面互相接觸，另一面不接觸，置入腐蝕介質容器，接觸面發生電偶腐蝕，非接觸面發生電化學腐蝕，既能對比不同金屬之間的電偶腐蝕差異，又能對比不同金屬之間的電化學腐蝕差異。

進一步的，偶接板包括數個孔洞，兩個偶接板的孔洞位置一一對應，每一對偶接塊分別嵌入對應孔洞，使不同電極電勢的異種金屬對在相同的時間和鹽霧介質中，各自發生電偶腐蝕和電化學腐蝕，對比不同金屬組合在相同腐蝕條件下的電偶腐蝕和電化學腐蝕的差異。

孔洞形狀類沉頭孔，非接觸面一側的直徑8毫米、深2.1毫米，接觸面一側的直徑10.2毫米、深2.9毫米，偶接塊的直徑10毫米、高3毫米，防止偶接塊脫落，接觸面貼緊，確保電偶腐蝕在接觸面充分發生，非接觸面暴露在鹽霧介質中，確保電化學腐蝕在非接觸面充分發生，電偶腐蝕和電化學腐蝕同時發生。

進一步的，偶接板包括數個螺紋孔，螺栓穿過螺紋孔，緊固兩塊偶接板，使上下兩個偶接塊面接觸，確保電偶腐蝕在接觸面充分發生。

偶接板和螺栓采用耐腐蝕材質，與偶接塊不發生電偶反應，偶接板可以采用尼龍66材質，螺栓可以采用不銹鋼材質，既能避免偶接板和螺栓自身發生電化學腐蝕，又能避免偶接板和螺栓與偶接塊發生電偶腐蝕，影響試驗結果。

本發明還提出了一種海洋環境異種金屬電偶腐蝕試驗方法，為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案。

均勻打磨每個偶接塊，去除表面污垢及銹蝕物，依次用石油醚、丙酮、無水乙醇超聲清洗，具有不同電極電勢的偶接塊兩兩組成一對，一塊作為陽極，一塊作為陰極，分別安裝于兩個偶接板的對應孔洞，一面互相接觸，一面暴露于鹽霧介質中，腐蝕完成后取出，擰松螺栓，自然晾干，用流動純水輕洗，用鼓風箱烘干。

進一步的，持續對偶接板噴霧，噴霧由含3-5％的NaCl水溶液制成，模擬海面的空氣環境，對比0h、24h、240h的陽極金屬接觸面和非接觸面的腐蝕效果，體現電偶腐蝕和電化學腐的效果隨時間延長產生的差異。