基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电化学测量的设备，特别是一种基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，包括有电解池和固定夹等，其中，电解池包括有向上开口的电解液容器、方形隔板和工件连接部，方形隔板位于电解液容器和工件连接部之间，其周沿突出形成方形环状凸台；工件连接部为一种柱状构件，沿着工件连接部的中轴线开具有圆柱形贯通孔，该圆柱形贯通孔贯通工件连接部和方形隔板并连通到电解液容器的内腔。采用该装置的优点在于：无需破坏输电线路工件，避免了对输电线路造成不良影响，保证了输电线路安全运行，完全实现了输电线路工件的在线电化学测量，实用性好，实施方式简单快捷，能够实现快速测定电网设备金属构件腐蚀速率的目的。
【专利说明】基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电化学测量的设备，特别是一种基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置。
【背景技术】
[0002]输电线路金属构件(工件)处于大气环境中，由于长年经受风吹日晒、雨水侵蚀等环境作用，钢结构输电杆塔以及其它金属部件普遍出现严重的腐蚀现象，对输电线路的安全运行构成重大隐患。由于输电设备腐蚀引起的电网输送电事故时有发生，造成了巨大经济损失，严重制约了电网的发展，影响了电力生产的安全稳定。因此对输电线路金属设备进行监测对于保证输电线路安全运行具有重要意义。
[0003]与盐雾、周浸等加速腐蚀实验和自然暴露实验相比，电化学测试是一种快速测定金属腐蚀速率的方法，适用于输电线路金属构件的在线检测。常见的电化学测试系统是由工作电极、参比电极、辅助电极、盐桥和电解池等部分组成。传统电化学测试过程中，需要将被测试金属制备成工作电极，亦即将金属切割成片状、圆柱或方块等形状的样品，并保证具有确定的、易于计算的表面积。再用导线与试样牢固地加以连接，最后引出导线，被测试金属样品的非工作面必须绝缘。最后将工作电极、参比电极、盐桥和辅助电极放置在一定容积的电解池中进行电化学测试。然而在线检测要求在几乎无损的条件下对金属构件进行现场原位测试，其过程不能对输电线路造成不良影响，更不可能将电网设备构件切割下来制备成工作电极，因此，在现有条件下所述的在线测量难以实现。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种实用性好、无需破坏输电线路工件，保证输电线路安全运行的基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置。
[0005]本实用新型的目的是通过以下途径来实现的:
[0006]基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，其结构要点在于，新型的电解池和固定夹。其中，电解池包括有向上开口的电解液容器、方形隔板和工件连接部。方形隔板位于电解液容器和工件连接部之间，并分别与电解液容器和工件连接部固定连接，方形隔板的周沿突出形成方形环状凸台(其功能是与固定夹匹配，便于固定电解池)；工件连接部为一种柱状构件，沿着工件连接部的中轴线开具有圆柱形贯通孔，该圆柱形贯通孔贯通工件连接部和方形隔板并连通到电解液容器的内腔；
[0007]固定夹包括有上夹面、下夹面、连接上夹面和下夹面的连接部以及螺杆，上夹面呈一种U型叉状构造，开口宽度与电解液容器的横截面宽度相一致，下夹面的中部开具有螺孔，螺杆位于该螺孔中，顶端面位于固定夹中，操作端则位于下夹面外侧，固定夹的上夹面和下夹面平行，其间的距离大于方形环状凸台到工件连接部底端面之间的距离；
[0008]上夹面的两叉正好卡在电解液容器上，并且该上夹面的下端面触压在方形环状凸台上；下夹面则位于工件连接部下方，螺杆的顶端面顶触在工件连接部与下夹面之间的待测工件上，以便将电解池固定在待测工件上。
[0009]本实用新型所述的电解池是一个能够贯通连接工件的电解槽，使用时，将电解池置放在待测工件上，并用固定夹牢牢进行固定，此时，待测工件与工件连接部的圆柱形贯通孔相连的部分在电解池中露出一个圆形金属表面，将该圆形金属表面作为工作电极。在电解池中注入适量电解液，使得整个圆形的金属表面与电解液完全接触，再将参比电极放入盐桥后伸入池底，确保与底部工作电极之间相距2_左右，最后将辅助电极伸入电解池中部，完成上述步骤后即可开展电化学测试工作。
[0010]本实用新型的优点在于:采用了能够直接连接到在线的输电线路金属构件上，并能够与该金属构件表面直接贯通的电解池，所述电解池提供的贯通孔能够在电解池与待测工件进行紧密连接时获得一个固定面积的圆形金属面，并以该圆形金属面作为工作电极。因此无需破坏输电线路工件，便可轻易获得一个固定面积的工作电极，避免了对输电线路造成不良影响，保证了输电线路安全运行，完全实现了输电线路工件的在线电化学测量，实用性好，实施方式简单快捷，能够实现快速测定电网设备金属部件腐蚀速率的目的。
[0011]本实用新型可以进一步具体为:
[0012]所述电解液容器为一种圆环柱状结构，底端面与方形隔板通过黏胶固定连接。
[0013]或者是，电解液容器为一种方形柱状结构，底端面与方形隔板通过黏胶固定连接。
[0014]所述的方形柱状结构可以采用四片具有一定厚度的板合围而成，再以方形隔板为底形成一个方形容器，工件连接部位于方形隔板下方，其轴线与电解液容器的轴线平行或重合，这是一种立式构造，适用于金属构件的受测面为水平面时的电化学测量。
[0015]电解液容器为一种方形柱状结构，采用四片厚板以及方形隔板合围而成，此时方形隔板作为电解液容器的侧面板，工件连接部位于方形隔板的外侧面，其轴线与电解液容器的轴线垂直。
[0016]这是一种侧卧式的电解池构造，工件连接部位于电解液容器的侧边，并呈卧式布置。这样的构造适用于金属构件的受测面为垂直面时的电化学测量，工件连接部横向垂直于工件表面，其圆柱形贯通孔同样贯通方形隔板，连通到电解液容器的内腔中。
[0017]当圆柱形贯通孔位于侧壁时，其具体位于侧壁的下半部分。
[0018]这样可以使电解液能够更快充满贯通孔，使得电解液与工作电极充分接触。
[0019]还包括有聚四氟乙烯垫圈，其位于工件连接部底端面和待测工件之间。
[0020]所述垫圈可以增加密封度，这样可以保证电解液不会漏出，且与待测金属接触时不产生缝隙腐蚀。
[0021]工件连接部、电解液容器和方形隔板为一体化构造。
[0022]这样可以避免第三方连接部件的介入而导致构件复杂，需要安装，同时，也可以有效防止电解液因连接不够紧密而漏出，保证了测量的可靠性。但制作工艺要求高，可能导致成本也较高，因此通常采用各部分用黏胶进行连接。
[0023]所述的电解池采用透明的有机玻璃制成。
[0024]有机玻璃具有良好的化学稳定性和机械加工性，粘接时可以采用有机溶剂代替黏胶效果更好。另外，透明特性能够有助于测量操作和对测量过程的观察。
[0025]综上所述，本实用新型提供了一种基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，采用贯通直达待测工件表面的电解池，无需破坏输电线路金属构件，便可轻易获得一个固定面积的工作电极，避免了对输电线路造成不良影响，保证了输电线路安全运行，完全实现了输电线路金属构件的在线电化学测量，实用性好，实施方式简单快捷，能够实现快速测定电网设备金属构件腐蚀速率的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型实施例1所述的立式在线电化学测量的电解池的结构示意图。
[0027]图2所示为实施例2所述卧式在线电化学测量的电解池的结构示意图。
[0028]图3所示为所述电解槽装置中固定夹的结构示意图；图4为图3的左视图；图5为图3的俯视图。
[0029]下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。
【具体实施方式】
[0030]实施例1:
[0031 ] 参照附图1，基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，包括有电解池和固定夹等，其中，电解池包括有向上开口的电解液容器1、工件连接部2和方形隔板3，电解液容器I为一种方形柱状结构，采用四片具有一定厚度的板合围而成，底端面与方形隔板3通过黏胶固定连接，从而构成以方形隔板为底的一个方形容器，此时的方形隔板3的面积大于电解液容器I的横截面积，其周沿突出形成方形环状凸台5。工件连接部2为一种柱状构件，可以是方形的柱状构件，也可以是圆柱型构件，沿着工件连接部的中轴线开具有圆柱形贯通孔4，该圆柱形贯通孔4贯通工件连接部2和方形隔板3并连通到电解液容器I的内腔中；在工件连接部2的底面加工有放置聚四氟乙烯垫圈的槽，槽的深度小于垫圈的高度。电解液容器1、工件连接部2和方形隔板3均采用透明的有机玻璃制成。
[0032]参照附图3、4、5，固定夹包括有上夹6、下夹面7、连接上夹面6和下夹面7的连接部8以及螺杆9。上夹面6呈一种U型叉状构造，开口宽度与电解液容器I的横截面宽度相一致，下夹面7为梯形构造，其中部开具有螺孔，螺杆9位于该螺孔中，顶端面上设置有圆形垫片10，位于固定夹中，操作端则位于下夹面7外侧。固定夹的上夹面6和下夹面7平行，其间的距离大于电解液容器的方形环状凸台5到工件连接部2底端面之间的距离。上夹面6的两叉正好卡在电解液容器I上，并且该上夹面6的下端面触压在方形环状凸台5上，下夹面7则位于工件连接部2下方，螺杆的顶端面的圆形垫片10顶触在工件连接部2与下夹面7之间的待测工件上，通过调节螺杆9的操作端使固定夹上压方形环状凸台5，下顶待测工件，将电解池牢牢地固定在待测金属构件(工件)上。
[0033]本实施例未述部分与现有技术相同。
[0034]实施例2:
[0035]参照附图2，电解液容器I为一种方形柱状结构，采用四片厚板以及方形隔板合围而成，此时方形隔板3作为电解液容器I的侧面板，其余四片厚板分别为其他三个侧面板和一个底板，工件连接部2位于方形隔板3的外侧面，其轴线与电解液容器I的轴线垂直，这样的构造适用于金属构件的受测面为垂直面时的电化学测量，工件连接部横向垂直于工件表面，其圆柱形贯通孔同样贯通方形隔板，连通到电解液容器的内腔中。本实施例未述部分与实施例1相同。[0036]本实用新型根据电化学原理，重点对传统电化学测试系统中的电解池结构进行研究、改进，使其能够满足电网金属构件在线电化学检测的要求。在实际应用中，该电解池采用具有良好的化学稳定性和机械加工性的有机玻璃制成，容积为150mL。以图1所示电解池为例，测试时将电解槽压在待测金属表面，并用图3中钢制的固定夹通过调节固定夹上的螺丝将电解池与待测工件夹紧。电解池底部露出直径为2.4cm的圆形金属表面作为工作电极与电解池中的电解液直接接触，这样就省去将待测金属切割、制备成工作电极等工序。为保证电解液不会漏出，且与待测金属接触时不产生缝隙腐蚀，在电解池与工件之间嵌入聚四氟乙烯垫圈。将参比电极放入盐桥后伸入池底，确保与底部工作电极之间相距2mm左右，再将辅助电极伸入电解池中部，完成上述步骤后即可开展电化学测试工作。图2所示电解池使用时与图1基本相似，不同的是图2装置用于受测表面与地面垂直的金属构件的电化学测试。
[0037]本实用新型电解池与传统电解池进行极化曲线测试时的结果比较参照表1。
[0038]该试验采用电极材料为热镀锌钢，扫描速率为10mV/min，扫描范围为±70mV，本新型装置的工作电极面积为4.5cm2，取样制备的工作电极面积为1cm2。表1可看出两种不同电解池在相同测试条件下测得的结果基本一致，拟合结果也基本一致，说明本实用新型电解池对测试结果的准确性没有影响，同时也满足电化学在线测试的条件。
[0039]表1两种极化曲线拟合结果
[0040]
【权利要求】
1.基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，其特征在于，包括有电解池和固定夹，其中，电解池包括有向上开口的电解液容器、方形隔板和工件连接部，方形隔板位于电解液容器和工件连接部之间，并分别与电解液容器和工件连接部固定连接，方形隔板的周沿突出形成方形环状凸台；工件连接部为一种柱状构件，沿着工件连接部的中轴线开具有圆柱形贯通孔，该圆柱形贯通孔贯通工件连接部和方形隔板并连通到电解液容器的内腔； 固定夹包括有上夹面、下夹面、连接上夹面和下夹面的连接部以及螺杆，上夹面呈一种U型叉状构造，开口宽度与电解液容器的横截面宽度相一致；下夹面的中部开具有螺孔，螺杆位于该螺孔中，顶端面位于固定夹中，操作端则位于下夹面外侧； 固定夹的上夹面和下夹面平行，其间的距离大于方形环状凸台到工件连接部底端面之间的距离，上夹面的两叉卡在电解液容器上，并且该上夹面的下端面触压在方形环状凸台上，下夹面则位于工件连接部下方，螺杆的顶端面顶触在工件连接部与下夹面之间的待测工件上，以便将电解池固定在待测工件上。
2.根据权利要求1所述的基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，其特征在于，所述电解液容器为一种圆环柱状结构，底端面与方形隔板通过黏胶固定连接。
3.根据权利要求1所述的基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，其特征在于，电解液容器为一种方形柱状结构，米用四片具有一定厚度的板合围而成，底端面与方形隔板通过黏胶固定连接，工件连接部位于方形隔板下方，其轴线与电解液容器的轴线平行或重合。
4.根据权利要求1所述的基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，其特征在于，电解液容器为一种方形柱状结构，采用四片厚板以及方形隔板合围而成，此时方形隔板作为电解液容器的侧面板，工件连接部位于方形隔板的外侧面，其轴线与电解液容器的轴线垂直。
5.根据权利要求1所述的基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，其特征在于，还包括有聚四氟乙烯垫圈，其位于工件连接部底端面和待测工件之间。
6.根据权利要求1所述的基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，其特征在于，工件连接部、电解液容器和方形隔板为一体化构造。
7.根据权利要求1所述的基于输电线路在线电化学测量的电解槽装置，其特征在于，所述的电解池采用透明的有机玻璃制成。
【文档编号】G01N17/02GK203672761SQ201320716803
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】陈彤, 林德源, 黄伟林, 张俊喜, 谈天 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院, 上海电力学院