一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法

文档序号:8921135
一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法
【专利说明】一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法
[0001] 【技术领域】 本发明涉及一种无损测试方法,具体涉及一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试 方法。
[0002] 【【背景技术】】 已知的,防腐涂层在牺牲阳极或外加电流阴极保护下,其阴极区由于电化学作用,腐蚀 产物不断增多且局部碱性增大,导致涂层鼓胀并从金属底材剥离,从而失去保护作用,这就 是阴极剥离。耐阴极剥离性能是船体防锈漆、海洋工程重防腐蚀涂料、输油管道防腐涂层等 一项重要指标,直接关系到涂层的使用寿命。现有的阴极剥离检测技术是通过破坏性检测, 即用尖锐的工具对涂层进行人工剥离。这使得试验结果只能定性,无法精确定量,而且会对 试验样板造成不可逆的破坏。另外,由于阴极剥离试验往往长达半年,试验过程中很难发现 涂层的变化情况,现有技术很难预测涂层在什么阶段发生变化以及变化情况。
[0003] 申请人经过检索,发现中国专利、公开号为CN204086101U、公开日为2015年01月 07日的海水中涂层耐阴极剥离性能测试仪,主要运用于暴露在海水中的涂层耐阴极剥离性 能的测试,其包括试验槽、挂板等,挂板沿长度方向设置有电极槽、电极槽的中部设置阳极、 阳极两侧等距设置工作电极。但该测试仪的试验槽尺寸为800mmX800mmX400mm,尺寸较 大,使用过程中存在不便;另外,因试验槽的尺寸固定,这对可测试涂层样板的尺寸也有一 定的局限性,若涂层样板尺寸较大,则无法放入试验槽中进行测试;加之此装置只能获得涂 层整体的电化学信息,无法获得涂层局部的电化学信息等。
[0004] 【
【发明内容】
】 为了克服【背景技术】中存在的不足,本发明提供了一种用于监测涂层阴极剥离试验的无 损测试方法,本发明利用电化学交流阻抗谱法对涂层阴极剥离试验进行无损测试,本发明 所施加的扰动信号很小,不会对样品体系的性质造成不可逆影响,可原位测量涂层电容、涂 层电阻,涂层/金属界面双电层电容、反应电阻等与涂层体系性能及涂层失效过程有关的 电化学参数。
[0005] 为实现如上所述的发明目的,本发明采用如下所述的技术方案: 一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法,首先将阵列测试池安装在测试样板 上,使阵列测试池上的溶液池距离测试样板上漏涂孔的距离为〇~14mm,在溶液池中加入 溶液,然后将溶液池上的参比电极和铂丝对电极连接电化学工作站,涂层钢板作为工作电 极,采用电化学交流阻抗谱法测试阵列测试池下测试样板涂层的交流阻抗谱,并采用等效 电路进行模拟,从而得出测试样板上的涂层信息。
[0006] 所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法,所述电化学交流阻抗谱法的 测试频率范围为〇? 01~lOOKHz,正弦波信号振幅为5mV-20mv,在开路电位下进行测量。
[0007] 所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法,所述阵列测试池包括溶液池 和磁铁圈,所述磁铁圈设置在测试样板的涂层面上,在磁铁圈内设有至少三个溶液池,所述 三个溶液池距离设置在测试样板上的漏涂孔距离不等,溶液池内通过橡胶圈分别设有参比 电极和铂丝对电极,所述参比电极和铂丝对电极分别通过导线连接电化学工作站,溶液池 的底部设有通孔。
[0008] 所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法,所述阵列测试池中的溶液池 设置为三个,三个溶液池呈三角形设置。
[0009] 所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法,所述磁铁圈的外围设有护 圈。
[0010] 所述的用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法,所述溶液为人工海水或天然 海水。
[0011] 采用如上所述的技术方案,本发明具有如下有益效果: 本发明所述的一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法,本发明利用电化学交 流阻抗谱法对涂层阴极剥离试验进行无损测试,本发明所施加的扰动信号很小,不会对样 品体系的性质造成不可逆影响,可原位测量涂层电容、涂层电阻,涂层/金属界面双电层电 容、反应电阻等与涂层体系性能及涂层失效过程有关的电化学参数,本发明可用于监测实 船、海洋工程、输油管道等阴极区涂层性能或在实验室监测阴极剥离试验,用于腐蚀过程研 宄,缩短涂料研发周期、提高研发效率。
[0012] 【【附图说明】】 图1为本发明中阵列测试池的结构示意图; 图2为图1的俯视结构不意图; 图3为本发明中溶液池的结构示意图; 图4为本发明不同试验阶段、同一个溶液池下的涂层实部虚部图; 图5为本发明中数据分析采用的等效电路模型A; 图6为本发明同一试验阶段、不同测试位置涂层实部虚部图; 图7为本发明中数据分析采用的等效电路模型B; 在图中:1、溶液池;2、磁铁圈;3、测试样板;4、漏涂孔;5、橡胶圈;6、参比电极;7、铂丝 对电极;8、护圈。
[0013] 【【具体实施方式】】 通过下面的实施例可以更详细的解释本发明,本发明并不局限于下面的实施例; 结合附图1~3所述的一种用于监测涂层阴极剥离试验的无损测试方法,首先将阵列 测试池安装在测试样板3上,使阵列测试池上的溶液池1距离测试样板3上漏涂孔4的距 离为0~14mm,在溶液池1中加入溶液,所述溶液为人工海水或天然海水;然后将溶液池1 上的参比电极6和铂丝对电极7连接电化学工作站,涂层钢板作为工作电极,采用电化学交 流阻抗谱法测试阵列测试池下测试样板3涂层的交流阻抗谱,并采用等效电路进行模拟, 从而得出测试样板3上的涂层信息。
[0014] 其中所述电化学交流阻抗谱法的测试频率范围为0. 01~100KHZ,正弦波信号振 幅为5mV-20mv,在开路电位下进行测量。三电极体系,涂层钢板作为工作电极,对电极为铂 丝,参比电极为Ag/AgCl电极,测试介质为人工海水;所述阵列测试池包括溶液池1和磁铁 圈2,所述磁铁圈2设置在测试样板3的涂层面上,在磁铁圈2内设有至少三个溶液池1,所 述三个溶液池1距离设置在测试样板3上的漏涂孔4距离不等,溶液池1内通过橡胶圈5 分别设有参比电极6和铂丝对电极7,所述参比电极6和铂丝对电极7分别通过导线连接电 化学工作站,溶液池1的底部设有通孔;其中所述阵列测试池中的溶液池1设置为三个,三 个溶液池1呈三角形设置;所述磁铁圈2的外围设有护圈8。
[0015] 本发明的技术要点如下: (1) 不同试验阶段涂层监测:通过测试在不同试验阶段、同一位置的涂层电化学交流阻 抗谱,选用合适的等效电路拟合模型并选取合适的电化
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