CN105424590B - 用于钢铁构件或试片大气腐蚀检测的传感器及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于钢铁构件或试片大气腐蚀检测的传感器，包括用于支持传感器的支撑柱，参比电极(2)、对电极(1)、与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)、塑料网(3)和磁铁(4)，其特征在于，在支撑柱的下端固定有磁铁(4)，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塑料网(3)隔离。本发明同时提供一种采用此种传感器进行钢铁构件或试片大气腐蚀检测的方法。本发明可实现对大型钢铁构件或试片的现场实时腐蚀监检测，采用电化学噪声技术对被测体系无干扰，属于无损检测。

Description

用于钢铁构件或试片大气腐蚀检测的传感器及检测方法
技术领域
本发明涉及一种适用于钢铁构件(或试片)的大气腐蚀电化学噪声检测传感器，属于腐蚀电化学领域。
背景技术
如何评价钢铁材料的大气腐蚀性能对合理选择钢铁材料及其评价构件的使用寿命有着重要的指导意义。传统的失重实验法虽然能评价钢铁材料的耐大气腐蚀性能，却不能实现大气腐蚀的实时测量，而且比较费时。由于大气腐蚀的本质为薄液膜下的电化学腐蚀，因此电化学技术是评价钢铁材料耐蚀性能和研究腐蚀机理最有效的手段。近年来，电化学噪声技术开始用于研究钢铁材料的大气腐蚀过程。电化学噪声(electrochemicalnoise)技术具有原位无损的特点，在测量过程中无需对被测电极施加有可能改变腐蚀电极过程的外界扰动，无需预先建立被测体系的电极过程模型，并可实现钢铁材料腐蚀类型和腐蚀程度的远距离监测。但设计腐蚀电化学传感器，采用电化学噪声技术对钢铁构件(或试片)进行腐蚀现场监检测尚未见报道。本发明专利通过设计一种腐蚀电化学传感器，利用电化学噪声技术研究钢铁构件(或试片)的大气腐蚀过程，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。
发明内容
本发明的目的在于克服现有大气腐蚀检测技术的不足，提供一种在线检测钢铁材料大气腐蚀的电化学传感器，并基于此种传感器，提供一种钢铁材料腐蚀检测方法。通过电化学噪声技术研究腐蚀过程，从而判断钢铁材料的耐蚀性。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种用于钢铁构件或试片大气腐蚀检测的传感器，包括用于支持传感器的支撑柱，参比电极(2)、对电极(1)、与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)、塑料网(3)和磁铁(4)，其特征在于，在支撑柱的下端固定有磁铁(4)，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塑料网(3)隔离。
对海洋大气环境下钢铁构件或试片的腐蚀检测，采用的参比电极(2)为高纯锌电极，对电极(1)为镀铂钛电极。对城市大气环境下钢铁构件的腐蚀检测，采用的参比电极(2)为高纯锑电极，对电极(1)为镀铂钛电极。
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大气腐蚀检测方法，包括下列的步骤：
(1)先在被测钢铁构件或试片表面放置塑料网(3)，然后在其上放置传感器，调节参比电极(2)和对电极(1)与塑料网(3)之间的距离，使所述的两个电极压紧塑料网(3)；
(2)将工作电极电触点引线(5)置于传感器附近，引线(5)内的导线与待测钢铁表面连通，外侧通过磁铁(4)吸附在待测钢铁构件或试片表面；
(3)将参比电极(2)和对电极(1)及工作电极电触点引线(5)与具有零电阻电路的检测装置相连，进行电化学噪声测试。
与现有技术相比，本发明专利的有益效果是：可实现对大型钢铁构件(或试片)的现场实时腐蚀监检测，采用电化学噪声技术对被测体系无干扰，属于无损检测。
附图说明
图1为大气腐蚀电化学噪声检测传感器工作时的示意图。
附图标记说明如下：1对电极；2参比电极；3塑料网；4磁铁；5工作电极电触点引线
具体实施方式
一种适用于钢铁构件(或试片)的大气腐蚀电化学噪声检测传感器，按照下述步骤进行：
图1为大气腐蚀电化学噪声检测传感器工作示意图。大气腐蚀电化学噪声检测传感器主要包括两个电极－参比电极2和对电极1(根据测试环境选用不同的参比电极2)，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4，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，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塑料网3。测试时，调整参比电极2和对电极1的位置，直至压紧塑料网3。塑料网厚度为500微米，在大气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联通，另一方面由于塑料网具有网状结构并且厚度很薄，主要是为了减小测试时溶液电阻的影响，以利于电化学噪声测试。利用该传感器可采集钢铁材料腐蚀过程的电化学电位噪声信号和电流噪声信号。利用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。
例1.海洋大气环境下钢铁构件的腐蚀监检测：参比电极2为高纯锌电极，对电极1为镀铂钛电极。在待检测的钢铁构件(或试片)表面放置一片厚度约500微米，直径约2厘米的塑料网3。放置传感器，并将塑料网3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1的位置，直至两个电极压紧塑料网3。将工作电极电触点引线5置于传感器附近，引线5内的铜线与待测钢铁表面连通，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。
例2.城市大气环境下钢铁构件的腐蚀监检测：与实施例2不同的是，参比电极2为高纯锑电极，对电极1为镀铂钛电极。

Claims (3)

1.一种钢铁构件或试片大气腐蚀检测方法，所采用的传感器包括用于支持传感器的支撑柱，参比电极
(2)、对电极(1)、与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)、塑料网(3)和磁铁(4)，其特征在于，在支撑柱的下端固定有磁铁(4)，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塑料网(3)隔离，步骤如下：
(1)先在被测钢铁构件或试片表面放置塑料网(3)，然后在其上放置传感器，调节参比电极(2)和对电极(1)与塑料网(3)之间的距离，使所述的两个电极压紧塑料网(3)；
(2)将工作电极电触点引线(5)置于传感器附近，引线(5)内的导线与待测钢铁表面连通，外侧通过磁铁(4)吸附在待测钢铁构件或试片表面；
(3)将参比电极(2)和对电极(1)及工作电极电触点引线(5)与具有零电阻电路的检测装置相连，进行电化学噪声测试。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，对海洋大气环境下钢铁构件或试片的腐蚀检测，采用的参比电极(2)为高纯锌电极，对电极(1)为镀铂钛电极。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，对城市大气环境下钢铁构件的腐蚀检测，采用的参比电极(2)为高纯锑电极，对电极(1)为镀铂钛电极。
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