一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置，包括測試水槽、電化學工作站，測試水槽側壁上密封安裝有工作表面朝向測試水槽內的工作電極，測試水槽內水平設有前部尖端與工作電極工作表面中心相對的銥/氧化銥pH復合微電極，測試水槽蓋板上安裝有調節銥/氧化銥pH復合微電極尖端與工作電極工作表面之間距離的XYZ軸微調儀。本發明專利技術利用電化學工作站輸出不同波形的模擬雜散電流，通過XYZ軸微調儀精確調節工作電極與銥/氧化銥pH復合微電極之間的距離，實現對近金屬表面微區pH的測量，從而獲得工作電極厚度、質量、表面電化學電位、表面pH、腐蝕形貌等腐蝕過程的參數數據，用于雜散電流腐蝕機理與評價研究。

【技術實現步驟摘要】
一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置
本專利技術涉及金屬材料腐蝕與防護
，尤其是一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置。
技術介紹
城市及周邊埋地金屬管道往往受到一種或多種雜散電流的腐蝕危害，如埋地金屬管道因與高壓交流輸電線路并行而受到交流雜散電流的腐蝕危害、因與城市地鐵和有軌電車等軌道交通臨近時而受到動態直流雜散電流的腐蝕危害，從而影響埋地金屬管道的正常運行。這種腐蝕危害程度與雜散電流的類型(如波動等)、特征參數(如幅值、頻率等)、持續時間及金屬/介質界面環境息息相關，雜散電流下的腐蝕電極過程較復雜，從而導致此類腐蝕的檢測評價與防治工作難以開展，以至于嚴重制約了油氣管道的安全管理。為此，對金屬材料的雜散電流機理與評價的研究日趨增多。采取現場實驗法的雜散電流腐蝕研究易受諸多因素干擾而影響實驗效果，而采用室內模擬實驗可以單獨改變實驗參數，成為雜散電流腐蝕研究的首選方法。因此，有必要提供一種結構簡單，操作方便，可以有效開展腐蝕電極過程研究的雜散電流腐蝕模擬實驗裝置。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是：為了克服現有技術中之不足，本專利技術提供一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置，解決現有雜散電流腐蝕現場實驗中干擾因素多、操作難度大的問題，實現雜散電流腐蝕電極過程研究。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置，包括相連通的測試水槽和輔助水槽、電化學工作站以及與電化學工作站電連接的計算機，所述的測試水槽側壁上密封安裝有工作表面朝向測試水槽內的工作電極，測試水槽內盛裝有淹沒工作電極的模擬腐蝕溶液，測試水槽內垂直設有端部與工作電極工作表面軸線平齊的飽和甘汞電極，輔助水槽內設有垂直放置的鉑電極，電化學工作站的WE接口與工作電極連接，電化學工作站的RE接口與飽和甘汞電極連接，電化學工作站的CE接口與鉑電極連接，測試水槽的蓋板上安裝有滑塊，滑塊上固定有水平置于測試水槽內且前部尖端與工作電極工作表面中心相對的銥/氧化銥pH復合微電極，滑塊旁側安裝有調節銥/氧化銥pH復合微電極尖端與工作電極工作表面之間距離的XYZ軸微調儀。為方便實時測試實驗過程中工作電極的厚度變化，所述的測試水槽側壁固連有亞克力板，工作電極通過亞克力板密封壓緊于測試水槽側壁上，亞克力板旁側設有超聲波測厚儀，亞克力板中心開設有用于超聲波測厚儀測試工作電極厚度變化的測試小孔。具體說，所述的測試水槽的蓋板上固定有導軌，XYZ軸微調儀安裝在導軌旁側，滑塊滑動設在導軌上并與XYZ軸微調儀上的鐵質支架固連。進一步地，所述的滑塊上固定有伸進測試水槽內的塑料棒，銥/氧化銥pH復合微電極固定在塑料棒下端，銥/氧化銥pH復合微電極后端連接有讀取銥/氧化銥pH復合微電極電位的數字萬用表。為精確顯示銥/氧化銥pH復合微電極的尖端與工作電極的工作表面之間的距離，所述的銥/氧化銥pH復合微電極下方的測試水槽內設有防水微距攝像機，防水微距攝像機的鏡頭對準銥/氧化銥pH復合微電極前部尖端和工作電極工作表面之間。為維持兩個水槽內模擬溶液高度一致，所述的測試水槽和輔助水槽之間通過U形鹽橋連通。本專利技術的有益效果是：本專利技術利用電化學工作站輸出不同波形的模擬雜散電流，通過XYZ軸微調儀精確調節工作電極與銥/氧化銥pH復合微電極之間的距離，實現對近金屬表面微區pH的測量，從而獲得工作電極厚度、質量、表面電化學電位、表面pH、腐蝕形貌等腐蝕電極過程的參數數據，可用于雜散電流腐蝕機理與評價研究。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的結構示意圖。圖中：1.測試水槽，2.亞克力板，3.輔助水槽，4.防水墊圈，5.超聲波測厚儀，6.工作電極，7.飽和甘汞電極，8.U形鹽橋，9.鉑電極，10.電化學工作站，11.計算機，12.防水微距攝像機，13.銥/氧化銥pH復合微電極，14.數字萬用表，15.導軌，16.滑塊，17.XYZ軸微調儀，18.塑料棒。具體實施方式現在結合附圖對本專利技術作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此其僅顯示與本專利技術有關的構成。如圖1所示的一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置，包括測試水槽1、輔助水槽3、電化學工作站10以及計算機11。所述測試水槽1和輔助水槽3各自的蓋板上，均開有一個直徑1cm的電極孔和直徑2cm鹽橋孔，測試水槽1和輔助水槽3內均盛裝有模擬腐蝕溶液，測試水槽1和輔助水槽3之間通過在鹽橋孔內穿設的U形鹽橋8實現連通。所述的測試水槽1外側壁上固連有亞克力板2，測試水槽1側壁上設有工作電極6，工作電極6為圓臺形，其工作表面直徑2cm，工作表面所在的圓柱體厚度4mm，底座圓柱體直徑3cm，厚度4mm，亞克力板2通過防水墊圈4將工作電極6密封壓緊于測試水槽1側壁上，工作電極6的工作表面朝向測試水槽1內與模擬腐蝕溶液接觸。位于亞克力板2旁側設有超聲波測厚儀5，亞克力板2中心開設有測試小孔，超聲波測厚儀5的探測頭對準亞克力板2中心的測試小孔，以便實驗過程中超聲波測厚儀5可實時測試工作電極6厚度變化，以更好的研究金屬的腐蝕情況。位于測試水槽1內垂直設有端部指向工作電極6工作表面的飽和甘汞電極7，輔助水槽1內設有垂直放置的鉑電極9，飽和甘汞電極7、鉑電極9均通過電極孔伸入對應的水槽內。所述的電化學工作站10與計算機11電連接，電化學工作站10的WE接口與工作電極6連接，電化學工作站10的RE接口與飽和甘汞電極7連接，電化學工作站10的CE接口與鉑電極9連接，所述的測試水槽1的蓋板上固定有導軌15，導軌15旁側安裝有XYZ軸微調儀17，導軌15上滑動設有滑塊16，滑塊16與XYZ軸微調儀17上的鐵質支架固連。位于測試水槽1內水平設置有前部尖端與工作電極6工作表面中心相對的銥/氧化銥pH復合微電極13，所述的滑塊16上固定有伸進測試水槽1內的塑料棒18，銥/氧化銥pH復合微電極13固定在塑料棒18下端，通過XYZ軸微調儀17帶動滑塊16移動，以調節銥/氧化銥pH復合微電極13尖端與工作電極6工作表面之間距離。所述銥/氧化銥pH復合微電極13后端連接有讀取銥/氧化銥pH復合微電極13電位的數字萬用表14；位于銥/氧化銥pH復合微電極13下方的測試水槽1內設有防水微距攝像機12，防水微距攝像機12的鏡頭對準銥/氧化銥pH復合微電極13前部尖端和工作電極6工作表面之間。所述的銥/氧化銥pH復合微電極13的制作方法包括以下步驟：a、銥絲打磨拋光后采用超聲波清洗；b、將銥絲置于CaCl2和稀鹽酸腐蝕液中電解腐蝕；c、電解腐蝕后的銥絲進行濃NaOH活化處理；d、對活化后的銥絲進行800℃高溫氧化去離子水淬火處理和水熱水化處理，重復三次；f、復合電極組裝即可得到銥/氧化銥pH復合微電極13。實驗時，將工作電極6通過亞克力板2、防水墊圈4用螺絲密封固定在測試水槽本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置，包括相連通的測試水槽和輔助水槽、電化學工作站以及與電化學工作站電連接的計算機，其特征是：所述的測試水槽側壁上密封安裝有工作表面朝向測試水槽內的工作電極，測試水槽內盛裝有淹沒工作電極的模擬腐蝕溶液，測試水槽內垂直設有端部與工作電極工作表面軸線平齊的飽和甘汞電極，輔助水槽內設有垂直放置的鉑電極，電化學工作站的WE接口與工作電極連接，電化學工作站的RE接口與飽和甘汞電極連接，電化學工作站的CE接口與鉑電極連接，測試水槽的蓋板上安裝有滑塊，滑塊上固定有水平置于測試水槽內且前部尖端與工作電極工作表面中心相對的銥/氧化銥pH復合微電極，滑塊旁側安裝有調節銥/氧化銥pH復合微電極尖端與工作電極工作表面之間距離的XYZ軸微調儀。/n

【技術特征摘要】
1.一種雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置，包括相連通的測試水槽和輔助水槽、電化學工作站以及與電化學工作站電連接的計算機，其特征是：所述的測試水槽側壁上密封安裝有工作表面朝向測試水槽內的工作電極，測試水槽內盛裝有淹沒工作電極的模擬腐蝕溶液，測試水槽內垂直設有端部與工作電極工作表面軸線平齊的飽和甘汞電極，輔助水槽內設有垂直放置的鉑電極，電化學工作站的WE接口與工作電極連接，電化學工作站的RE接口與飽和甘汞電極連接，電化學工作站的CE接口與鉑電極連接，測試水槽的蓋板上安裝有滑塊，滑塊上固定有水平置于測試水槽內且前部尖端與工作電極工作表面中心相對的銥/氧化銥pH復合微電極，滑塊旁側安裝有調節銥/氧化銥pH復合微電極尖端與工作電極工作表面之間距離的XYZ軸微調儀。


2.如權利要求1所述的雜散電流腐蝕模擬及近表面微區pH測量的實驗裝置，其特征是：所述的測試水槽側壁固連有亞克力板，工作電極通過亞克力板密封壓緊于測試水槽側壁上，亞克力板旁側設有超聲波測厚儀，亞克力板中心開設有用于超聲波測厚...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董亮，姚知林，石超杰，宋沁峰，周昊，趙會軍，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32