本發(fā)明涉及一種用于浪花飛濺區(qū)腐蝕檢測的電化學傳感器及檢測方法，屬于腐蝕電化學領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

浪花飛濺區(qū)是海洋環(huán)境下一般金屬構(gòu)筑物遭受腐蝕最嚴重的區(qū)域。在浪花飛濺區(qū)，金屬材料表面一方面受到海水的周期性潤濕，總是處于干濕交替的狀態(tài)，另一方面浪花飛濺區(qū)供氧充足，再加上陽光、海風和溫度等因素的共同作用常使金屬表面遭受嚴重的腐蝕破壞。同一種金屬材料，在浪花飛濺區(qū)的腐蝕程度要比海水全浸區(qū)高出3～10倍。為了保證海上作業(yè)的安全，需要對處于浪花飛濺區(qū)的金屬結(jié)構(gòu)進行腐蝕監(jiān)檢測，進而為金屬構(gòu)件的壽命評估提供科學依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于海洋飛濺區(qū)腐蝕檢測的電化學傳感器，并基于此種傳感器，提供一種鋼鐵材料腐蝕檢測方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

一種用于浪花飛濺區(qū)腐蝕檢測的電化學傳感器，包括傳感器支架、用于支持傳感器的支撐柱(4)，參比電極(2)、兩個對電極、與處于浪花飛濺區(qū)環(huán)境下待測鋼鐵構(gòu)件或試片表面直接接觸的工作電極電觸點引線(5)，其特征在于，在支撐柱(4)的下端固定有磁鐵，參比電極(2)和對電極(1)的下端與待測鋼鐵構(gòu)件或試片表面之間通過濾紙隔離。

優(yōu)選地，參比電極(2)為高純鋅電極，兩個對電極，一個為直徑3mm鉑鈮絲電極，作為電化學阻抗譜測試時所用的對電極，另一個對電極為直徑不足1mm的鉑絲電極，且暴露面積不足1mm²，作為電化學噪聲測試時的對電極。

本發(fā)明同時提供一種采用上述的傳感器實現(xiàn)的鋼鐵構(gòu)件或試片浪花飛濺區(qū)的腐蝕檢測方法，包括下列的步驟：

(1)先在處于浪花飛濺區(qū)環(huán)境下待測鋼鐵構(gòu)件或試片表面放置濾紙，然后在其上放置傳感器，調(diào)節(jié)參比電極和對電極與濾紙之間的距離，使電極壓緊濾紙；

(2)將腐蝕電化學傳感器與具有零電阻電路的檢測裝置相連，進行電化學噪聲測試。

(3)將傳感器與電化學測試系統(tǒng)相連，可進行電化學阻抗譜的測試。

本發(fā)明專利設(shè)計了適用于海洋浪花飛濺區(qū)的腐蝕電化學傳感器，利用此傳感器結(jié)合電化學測試系統(tǒng)可以進行浪花飛濺區(qū)的腐蝕監(jiān)檢測，利用電化學噪聲或電化學阻抗譜技術(shù)研究海洋飛濺區(qū)鋼鐵構(gòu)件(或試片)的腐蝕過程，該手段對被測體系無干擾，操作方便，可實現(xiàn)對鋼鐵材料的長期腐蝕監(jiān)檢測。

附圖說明

圖1浪花飛濺區(qū)腐蝕電化學傳感器。

附圖標記說明如下：1鉑鈮絲對電極；2高純鋅參比電極；3鉑絲對電極；4底部帶有磁鐵的支撐柱子；5工作電極電觸點引線

圖2模擬實驗架a部位和b部位的電化學噪聲測試結(jié)果。

具體實施方式

圖1為浪花飛濺區(qū)腐蝕檢測電化學傳感器的示意圖。電化學噪聲檢測傳感器主要包括三個電極－參比電極2和兩個對電極1和3根據(jù)測試技術(shù)不同選用不同的對電極，電極距離測試表面的位置可調(diào)。傳感器有三個支撐柱子，每個柱子內(nèi)含磁鐵，可吸附在待測鋼鐵表面。

工作電極電觸點引線5直接與待測鋼鐵表面電連通。測試時為了構(gòu)建測試回路，傳感器參比電極2和對電極1與待測鋼鐵表面之間放一層濾紙。測試時，調(diào)整參比電極2和對電極1的位置，直至壓緊濾紙。濾紙厚度為500微米，在浪花飛濺區(qū)腐蝕檢測中起著兩方面重要作用：一是避免傳感器與待測鋼鐵表面電連通，另一方面由于濾紙厚度較薄，主要是為了減小測試時溶液電阻的影響，以利于電化學測試。利用該傳感器可進行電化學噪聲技術(shù)或電化學阻抗譜的測試。利用極化電阻率或噪聲電阻值評價鋼鐵材料的耐蝕性。下面通過具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明。

模擬腐蝕試驗架的a部位和b部位的電化學噪聲檢測實施例：在待檢測的金屬表面放置一片厚度約500微米，直徑約5厘米的濾紙。放置傳感器，并將濾紙壓住，傳感器通過磁鐵4吸附在待測鋼鐵樣品上面。調(diào)整參比電極2與對電極3的位置，直至兩個電極壓緊濾紙。同時工作電極電觸點引線5與待測表面直接接觸，外側(cè)磁鐵4吸附在待測鋼鐵構(gòu)件或試片表面。利用具有零電阻電路的檢測裝置進行電化學噪聲測試，分別得到電化學電位噪聲和電流噪聲。電位噪聲標準偏差和電流噪聲標準偏差之比即為噪聲電阻，噪聲電阻值越大，鋼鐵材料的耐蝕性越好。測試結(jié)果表明部位b的噪聲電阻值大于a部位，說明b部位耐蝕性好于a部位。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于浪花飛濺區(qū)腐蝕檢測的電化學傳感器，包括傳感器支架、用于支持傳感器的支撐柱(4)，參比電極(2)、兩個對電極、與處于浪花飛濺區(qū)環(huán)境下待測鋼鐵構(gòu)件或試片表面直接接觸的工作電極電觸點引線(5)，其特征在于，在支撐柱(4)的下端固定有磁鐵，參比電極(2)和對電極(1)的下端與待測鋼鐵構(gòu)件或試片表面之間通過濾紙隔離。本發(fā)明同時提供一種采用上述的傳感器實現(xiàn)的鋼鐵構(gòu)件或試片浪花飛濺區(qū)的腐蝕檢測方法。

技術(shù)研發(fā)人員：常安樂;宋詩哲;夏大海
受保護的技術(shù)使用者：天津大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.05
技術(shù)公布日：2017.09.01