一种用于浪花飞溅区腐蚀检测的电化学传感器及检测方法与流程

本发明涉及一种用于浪花飞溅区腐蚀检测的电化学传感器及检测方法，属于腐蚀电化学领域。

背景技术：

浪花飞溅区是海洋环境下一般金属构筑物遭受腐蚀最严重的区域。在浪花飞溅区，金属材料表面一方面受到海水的周期性润湿，总是处于干湿交替的状态，另一方面浪花飞溅区供氧充足，再加上阳光、海风和温度等因素的共同作用常使金属表面遭受严重的腐蚀破坏。同一种金属材料，在浪花飞溅区的腐蚀程度要比海水全浸区高出3～10倍。为了保证海上作业的安全，需要对处于浪花飞溅区的金属结构进行腐蚀监检测，进而为金属构件的寿命评估提供科学依据。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于海洋飞溅区腐蚀检测的电化学传感器，并基于此种传感器，提供一种钢铁材料腐蚀检测方法。本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种用于浪花飞溅区腐蚀检测的电化学传感器，包括传感器支架、用于支持传感器的支撑柱(4)，参比电极(2)、两个对电极、与处于浪花飞溅区环境下待测钢铁构件或试片表面直接接触的工作电极电触点引线(5)，其特征在于，在支撑柱(4)的下端固定有磁铁，参比电极(2)和对电极(1)的下端与待测钢铁构件或试片表面之间通过滤纸隔离。

优选地，参比电极(2)为高纯锌电极，两个对电极，一个为直径3mm铂铌丝电极，作为电化学阻抗谱测试时所用的对电极，另一个对电极为直径不足1mm的铂丝电极，且暴露面积不足1mm²，作为电化学噪声测试时的对电极。

本发明同时提供一种采用上述的传感器实现的钢铁构件或试片浪花飞溅区的腐蚀检测方法，包括下列的步骤：

(1)先在处于浪花飞溅区环境下待测钢铁构件或试片表面放置滤纸，然后在其上放置传感器，调节参比电极和对电极与滤纸之间的距离，使电极压紧滤纸；

(2)将腐蚀电化学传感器与具有零电阻电路的检测装置相连，进行电化学噪声测试。

(3)将传感器与电化学测试系统相连，可进行电化学阻抗谱的测试。

本发明专利设计了适用于海洋浪花飞溅区的腐蚀电化学传感器，利用此传感器结合电化学测试系统可以进行浪花飞溅区的腐蚀监检测，利用电化学噪声或电化学阻抗谱技术研究海洋飞溅区钢铁构件(或试片)的腐蚀过程，该手段对被测体系无干扰，操作方便，可实现对钢铁材料的长期腐蚀监检测。

附图说明

图1浪花飞溅区腐蚀电化学传感器。

附图标记说明如下：1铂铌丝对电极；2高纯锌参比电极；3铂丝对电极；4底部带有磁铁的支撑柱子；5工作电极电触点引线

图2模拟实验架a部位和b部位的电化学噪声测试结果。

具体实施方式

图1为浪花飞溅区腐蚀检测电化学传感器的示意图。电化学噪声检测传感器主要包括三个电极－参比电极2和两个对电极1和3根据测试技术不同选用不同的对电极，电极距离测试表面的位置可调。传感器有三个支撑柱子，每个柱子内含磁铁，可吸附在待测钢铁表面。

工作电极电触点引线5直接与待测钢铁表面电连通。测试时为了构建测试回路，传感器参比电极2和对电极1与待测钢铁表面之间放一层滤纸。测试时，调整参比电极2和对电极1的位置，直至压紧滤纸。滤纸厚度为500微米，在浪花飞溅区腐蚀检测中起着两方面重要作用：一是避免传感器与待测钢铁表面电连通，另一方面由于滤纸厚度较薄，主要是为了减小测试时溶液电阻的影响，以利于电化学测试。利用该传感器可进行电化学噪声技术或电化学阻抗谱的测试。利用极化电阻率或噪声电阻值评价钢铁材料的耐蚀性。下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

模拟腐蚀试验架的a部位和b部位的电化学噪声检测实施例：在待检测的金属表面放置一片厚度约500微米，直径约5厘米的滤纸。放置传感器，并将滤纸压住，传感器通过磁铁4吸附在待测钢铁样品上面。调整参比电极2与对电极3的位置，直至两个电极压紧滤纸。同时工作电极电触点引线5与待测表面直接接触，外侧磁铁4吸附在待测钢铁构件或试片表面。利用具有零电阻电路的检测装置进行电化学噪声测试，分别得到电化学电位噪声和电流噪声。电位噪声标准偏差和电流噪声标准偏差之比即为噪声电阻，噪声电阻值越大，钢铁材料的耐蚀性越好。测试结果表明部位b的噪声电阻值大于a部位，说明b部位耐蚀性好于a部位。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于浪花飞溅区腐蚀检测的电化学传感器，包括传感器支架、用于支持传感器的支撑柱(4)，参比电极(2)、两个对电极、与处于浪花飞溅区环境下待测钢铁构件或试片表面直接接触的工作电极电触点引线(5)，其特征在于，在支撑柱(4)的下端固定有磁铁，参比电极(2)和对电极(1)的下端与待测钢铁构件或试片表面之间通过滤纸隔离。本发明同时提供一种采用上述的传感器实现的钢铁构件或试片浪花飞溅区的腐蚀检测方法。

技术研发人员：常安乐;宋诗哲;夏大海
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2017.06.05
技术公布日：2017.09.01