。
[0031]本实施例中，腐蚀介质更新系统所涉及的水箱、放空管、I号取样口、进水口、更新泵以及循环管道系统所涉及的循环泵、流量计、2号取样口、排水口、杂物过滤器、节流阀等均为现有设备，可根据实际实验需要进行配置，不再赘述。
[0032]电化学测试管件结构见图2、图3。
[0033]所述电化学测试管件为一带三电极测试装置的玻璃直管，包括电化学测试管件进口 5、电化学测试管件出口 6、铂电极引出端3、贴壁大面积铂筒4、工作电极1、参比电极2以及管件托架7，铂电极引出端下部嵌于聚四氟乙烯旋塞8中，并通过内置铜导线与贴壁大面积铂筒连接，工作电极I伸入管件内一端顶部嵌有预制研宄金属材料试片，为尽可能减小液接电阻值，参比电极2为斜插入管件的一支饱和甘汞电极，其顶端与研宄金属材料制成的工作电极I下端相对，电化学测试管件进口 5和电化学测试管件出口 6均通过聚四氟乙烯旋塞8上的螺纹或者丝扣与前后管段连接。图2中仅设一个工作电极，在实际需要中可以依实验需要进行增加。
[0034]失重实验装置结构见图4、图5。
[0035]所述失重实验装置(以矩形金属试片为例)为一内置金属试片挂板的带盖密封方盒，包括失重实验装置进口 13、失重实验装置出口 14、研宄金属材料试片9、试片固定杆10、试片挂板12、失重盒盖11、试片挂板固定槽15，研宄金属材料试片9用塑料螺母固定于试片挂板12的试片固定杆10上，试片挂板12置于失重盒内试片挂板固定槽15中，失重盒盖11与四壁间以环氧树脂粘接并实现与外界的密封。图4、图5仅为一个失重实验装置的实现，实际腐蚀实验研宄中，可根据需要在循环管道系统的失重实验装置接口处串接或并接多个失重实验装置。
[0036]以球墨铸铁材料在流动自来水中72h内腐蚀速率测量为例，首先按照图1连接好各系统(一个失重实验盒)，在腐蚀介质更新系统中配制腐蚀介质，实验伊始应开大排水口的阀门开启度，待腐蚀介质充满整个循环管道并运行稳定后，调整排水口使得循环管道内的腐蚀介质更新周期达到预设值，这个过程应同时调节循环管道上的节流阀使得循环管道循环流量稳定(工作电极表面和腐蚀试片表面流速均约为lm/s)，开始实验计时，打开电化学工作站，输入研宄金属材料特性和实验条件(25°C下)等基本参数，选择测量方法为稳态极化动电位扫描，设置扫描电位:-0.05V?0.05V(相对于开路电位)，扫描速度:0.1mV/s，待开路电位稳定后开始测量，最后腐蚀速率由测得的腐蚀电流密度利用三参数拟合法计算，每12h进行一次电化学测量，取6次计算平均值得到球墨铸铁材料在自来水中瞬时腐蚀速率为0.096mm/a，这与文献中电化学测试实验结果是基本一致的。
[0037]经过一段时间的运行后，及时补充腐蚀介质更新系统中的腐蚀介质，失重实验装置每12停机取I片进行失重分析，之后对失重盒进行重新密封并开机，每个腐蚀试片失重量扣除前片的腐蚀失重量作为球墨铸铁试片该时间段的腐蚀失重量，结合腐蚀时间，计算6个时间段的腐蚀速率后取平均值得到球墨铸铁材料在自来水中失重腐蚀速率为0.242mm/a，这与文献中失重实验结果是基本一致的。
[0038]结果表明，本监测系统腐蚀数据获取快捷准确，并可以同时对流动腐蚀介质中的金属材料的电化学腐蚀测量和失重实验研宄，是一种较为先进简便的金属材料腐蚀行为监测手段，通过将电化学腐蚀测量手段和失重实验方法结合，拓展了金属材料腐蚀的研宄手段。
【主权项】
1.一种流动腐蚀介质中金属腐蚀行为的监测系统，其特征是将电化学测试手段和失重法结合在一起，同时完成流动体系下金属腐蚀的全方位监测；该系统由腐蚀介质更新系统、循环管道系统、电化学测试系统和失重实验装置四部分组成，其中，腐蚀介质更新系统通过一连接管道与循环管道系统相连，电化学测试系统和失重实验装置先后串联在循环管道系统内。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于:所述腐蚀介质更新系统为大容积储备水箱，水箱侧面设有号取样口和进水口，水箱底部设有引出管和放空管，引出管上接一更新泵提供腐蚀介质补给动力，放空管上接一常闭阀门。
3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于:所述循环管道系统包括循环泵、流量计、取样□、排水□、杂物过滤器、节流阀、电化学测试系统接□、失重实验装置接□部件；按水流方向，其中一支路为流量计、电化学测试系统接口、失重实验装置接口、取样口、节流阀从前往后用管道依次串接；另一支路为循环泵、杂物过滤器先后用管道依次串接，两支路的分岔起始点位于循环管道系统与腐蚀介质更新系统的连接管道末端，排水口位于两支路汇合点后的直线管道末端。
4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于:所述循环管道系统与腐蚀介质更新系统的连接管道为一接有止回阀和节流阀的普通直管道，该管道前接腐蚀介质更新系统末端的引出管，后接循环管道系统两支路的分岔起始点。
5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于所述电化学测试系统，包括电化学测试管件、三电极测试导线、电化学工作站、主机和显示端，电化学测试管件电极引出端通过三电极测试导线与电化学工作站相连，并由主机和显示端控制测试并记录电化学测量数据。
6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于所述电化学测试管件包括电化学测试管件进口、电化学测试管件出口、工作电极、参比电极和辅助电极，其中辅助电极为一贴壁大面积铂筒，通过聚四氟乙烯旋塞置于进口处，参比电极采用饱和甘汞电极，研宄金属材料嵌于有内置铜导线的聚四氟乙烯电极杆顶端作为工作电极。
7.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于所述电化学测试管件连接在循环管道系统内的电化学测试系统接口处，前端接流量计，后端接失重实验装置。
8.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于所述失重实验装置包括失重实验装置进口、失重实验装置出口、试片挂板、方形失重盒，研宄试片用塑料螺母固定于试片挂板上，试片挂板置于方形失重盒中，方形失重盒顶盖与四壁间以环氧树脂粘接并实现与外界的密封。
9.根据权利要求8所述的监测系统，其特征在于:所述失重实验装置连接在循环管道系统内的失重实验装置接口处，失重实验装置进口前接电化学测试管件，失重实验装置出口后接循环管道系统上的取样口。
【专利摘要】本实用新型涉及一种流动腐蚀介质中金属腐蚀行为监测系统，该系统将电化学测试手段和失重法结合在一起，可以同时完成流动体系下金属腐蚀的全方位监测。该系统由腐蚀介质更新系统、循环管道系统、电化学测试系统和失重实验装置四部分组成，其中，腐蚀介质更新系统通过带有止回阀的管道与循环管道系统连接，电化学测试系统和失重实验装置串联在循环管道系统内。本实用新型设计科学合理，腐蚀数据获取快捷准确，可以实现同时对流动腐蚀介质中的金属材料的电化学腐蚀测量和失重实验研究，是一种较为先进快捷的金属材料腐蚀行为监测手段，通过将电化学测量手段和失重法结合，极大地拓展了金属材料腐蚀的研究手段。
【IPC分类】G01N17-02, G01N5-04
【公开号】CN204346881
【申请号】CN201520024709
【发明人】田一梅, 郭浩, 刘星飞, 陈瑛, 孟露
【申请人】天津大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月14日