一種模擬局部腐蝕的電解池的製作方法

2023-06-21 17:26:56 1

專利名稱：一種模擬局部腐蝕的電解池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及局部腐蝕模擬技術，特別是一種模擬局部腐蝕的電解池。
背景技術：
熱浸鍍鋅、鋁、鋅鋁合金、鋅鎳合金等鍍層在海水、人造海水以及氯化鈉溶液中使用，並在鍍層表面形成腐蝕產物時，由於鍍層孔隙內部與本體溶液之間傳質困難，會出現孔隙內部pH值降低、氯離子富集等條件的變化，從而局部腐蝕的情況。目前，還沒有一個用合適的方法來模擬這一現象的報導。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種能夠快速得到材料耐局部腐蝕性能的相關信息的電解池，能夠模擬熱浸鍍層在海水、人造海水以及氯化鈉溶液中使用時所引發的局部腐蝕問題的模擬局部腐蝕的電解池。
為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是電解池具有一個開放室和一個封閉室，在開放室、封閉室內注入導電介質，之間設鹽橋，與鍍層成分相同的金屬或合金(以下均簡稱為鍍層金屬或合金)試樣分別安放在兩個室裡，複合電極、碳鋼試樣、酸式滴定管分別安放在封閉室裡；在封閉室中，鍍層金屬(或合金)試樣和碳鋼試樣組成一個電偶電極，並通過零電阻電流計、換向開關b端與開放室的鍍層金屬(或合金)試樣相連，與鹽橋和導電介質構成電偶電流的測量迴路；開放室中，鍍層金屬(或合金)試樣，通過換向開關a端、高阻抗電壓表、飽和甘汞電極A、魯金毛細管相連，與導電介質構成可以測量鍍層金屬(或合金)試樣的腐蝕電位的迴路；封閉室中鍍層金屬(或合金)試樣和碳鋼試樣組成電偶電極，通過高阻抗電壓表、換向開關a端、飽和甘汞電極B、魯金毛細管相連，與導電介質構成可以測量電偶電位的迴路；設有閥門的通氮氣用導管伸入封閉室、至其底部，封閉室還通過導管與盛有鹼液的錐形瓶A相通，錐形瓶A通過導管與盛有水的錐形瓶B相通；開放室、封閉室底部分別安裝一排水閥；封閉室安裝一注水口；錐形瓶A、錐形瓶B的瓶口及鹽橋、複合電極、酸式滴定管、導管與封閉室之間設有密封裝置；開放室和封閉室尺寸相同；鍍層金屬或合金可以是鋅、鋁、鋅鋁合金或鋅鎳合金；開放室和封閉室中的導電介質可以是海水、人造海水以及氯化鈉溶液。
本實用新型具有如下優點本實用新型可應用於模擬熱浸鍍鋅、鋁、鋅鋁合金、鋅鎳合金等鍍層在海水、人造海水以及氯化鈉溶液中使用並在鍍層表面形成腐蝕產物時，由於鍍層孔隙內部與本體溶液之間傳質困難，出現孔隙內部pH值降低、氯離子富集等條件的變化，從而引發局部腐蝕的情況。能夠在較短的時間內得到與實際相近的結果，從而快速的得到材料耐局部腐蝕性能的相關信息，可以對材料進行遴選工作。


圖1為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例詳述本發明。
實施例1本實用新型具有一對電解室，即開放室1、封閉室2，在開放室1、封閉室2(尺寸相同)內注入導電介質15(天然海水、人工海水或NaCl溶液)，1和2之間通過鹽橋7連接，兩塊鍍層金屬(或合金)試樣4分別安放在兩個室裡，複合電極9(測pH值用)、碳鋼試樣5、酸式滴定管10分別安放在封閉室2裡。在封閉室2中，鍍層金屬(合金)試樣4和碳鋼試樣5組成一個電偶電極，這個電偶電極通過零電阻電流計3、換向開關16b端與開放室1的鍍層金屬(或合金)試樣4相連，通過導電介質15和鹽橋7構成測量電偶電流的迴路；開放室1中，鍍層金屬(或合金)試樣4，通過換向開關16a端、高阻抗電壓表6、飽和甘汞電極A12、魯金毛細管11相連，與導電介質15構成迴路，可以測量鍍層金屬(或合金)試樣4的腐蝕電位；封閉室2中，鍍層金屬(或合金)試樣4和碳鋼試樣5組成電偶電極，通過高阻抗電壓表6、換向開關16a端、飽和甘汞電極B13、魯金毛細管11相連，與導電介質15構成迴路，可以測量電偶電位；酸式滴定管10上有旋塞，用於調節滴加速度，外部的N2通過一閥門17，用於控制通氣速度，通氮氣用導管18伸入封閉室2、至其底部，封閉室2還通過導管18與盛有鹼液的錐形瓶A 20(吸收隨空氣而出的HCl氣體)相通，錐形瓶A 20通過導管18與盛有水的錐形瓶B 21(吸收隨空氣而出的HCl氣體)相通；開放室1、封閉室2底部分別安裝一排水閥19；封閉室2安裝一注水口14，用於注入導電介質15(如海水)；錐形瓶A 20、錐形瓶B 21的瓶口設塞子8密封；鹽橋7、複合電極9、酸式滴定管10、導管17與封閉室2之間設有橡皮塞8密封。
本實施例導電介質15可以為天然海水，兩室使用時均需注入適量導電介質15，鍍層金屬(或合金)試樣4可為鋅鎳合金。
測試開始前，先向封閉室2內導電介質15(海水)中通入氮氣以驅趕其中的氧氣，以近似地模擬缺氧環境；實驗中，保持通N2；通過酸式滴定管10滴加HCl溶液，來模擬孔隙內pH值的降低和氯離子濃度的增加。測量開放室1中作為電極的鍍層金屬(或合金)試樣4的腐蝕電位，封閉室2內電偶[由鍍層金屬(或合金)試樣4和碳鋼試樣5組成]的電偶電位，外電路電偶電流的大小及其隨時間的變化，當電偶極性逆轉時，記錄臨界pH值、氯離子濃度和測試時間。
本實用新型原理是設計兩個室，開放室1、封閉室2尺寸相同，以模擬金屬鍍層發生局部腐蝕時的情況，即開放室1模擬外部鍍層處於開放的有氧環境，封閉室2模擬空隙內部的鍍層和基底金屬處於相對封閉的缺氧環境。本模擬電解池的意義主要在於，通過對比不同的熱浸鍍層與碳鋼構成的電偶發生電偶極性逆轉時的臨界pH值、氯離子濃度和測試時間，以及碳鋼表面的腐蝕情況，可以為研究熱浸鍍層對局部腐蝕的敏感性提供依據。
權利要求1.一種模擬局部腐蝕的電解池，其特徵在於具有一個開放室(1)和一個封閉室(2)，在開放室(1)、封閉室(2)內注導電介質(15)，之間設鹽橋(7)，鍍層金屬或合金試樣(4)分別安放在兩個室裡，複合電極(9)、碳鋼試樣(5)、酸式滴定管(10)分別安放在封閉室(2)裡；在封閉室(2)中，鍍層金屬或合金試樣(4)和碳鋼試樣(5)組成一個電偶電極，並通過零電阻電流計(3)、換向開關(16)b端與開放室(1)的鍍層金屬或合金試樣(4)相連，與鹽橋(7)和導電介質(15)構成測量電偶電流的迴路；開放室(1)中，鍍層金屬或合金試樣(4)，通過換向開關(16)a端、高阻抗電壓表(6)、飽和甘汞電極A(12)、魯金毛細管(11)相連，與導電介質(15)構成可以測量鍍層金屬或合金試樣(4)的腐蝕電位的迴路；封閉室(2)中鍍層金屬或合金(4)和碳鋼試樣(5)組成電偶電極，通過高阻抗電壓表(6)、換向開關(16)a端、飽和甘汞電極B(13)、魯金毛細管(11)相連，與導電介質(15)構成可以測量電偶電位的迴路；設有閥門(17)的通氮氣用導管(18)伸入封閉室(2)、至其底部，封閉室(2)還通過導管(18)與盛有鹼液的錐形瓶A(20)相通，錐形瓶A(20)通過導管(18)與盛有水的錐形瓶B(21)相通；開放室(1)、封閉室(2)底部分別安裝一排水閥(19)；封閉室(2)安裝一注水口(14)。
2.按照權利要求1所述模擬局部腐蝕的電解池，其特徵在於錐形瓶A(20)、錐形瓶B(21)的瓶口及鹽橋(7)、複合電極(9)、酸式滴定管(10)、導管(18)與封閉室(2)之間設有密封裝置。
3.按照權利要求1所述模擬局部腐蝕的電解池，其特徵在於開放室(1)和封閉室(2)尺寸相同。
4.按照權利要求1所述模擬局部腐蝕的電解池，其特徵在於鍍層金屬或合金4可以是鋅、鋁、鋅鋁合金或鋅鎳合金。
5.按照權利要求1所述模擬局部腐蝕的電解池，其特徵在於開放室(1)和封閉室(2)中的導電介質可以是海水、人造海水以及氯化鈉溶液。
專利摘要本實用新型公開一種模擬局部腐蝕的電解池。它設注有導電介質的開放室和封閉室，之間設鹽橋，試樣分別安放在兩個室裡，複合電極、酸式滴定管分別安放在封閉室裡；在封閉室中，鍍層金屬(或合金)試樣和碳鋼試樣組成一個電偶電極，並通過零電阻電流計、換向開關與開放室的鍍層金屬(或合金)試樣相連，與導電介質構成測量電偶電流的迴路；開放室中，試樣通過換向開關、高阻抗電壓表、飽和甘汞電極、魯金毛細管，與鹽橋和導電介質構成迴路；封閉室中試樣組成電偶電極，通過電壓表、換向開關、飽和甘汞電極、魯金毛細管，與導電介質構成迴路；通氮氣用導管伸入封閉室底部，封閉室通過導管與盛有鹼液的錐形瓶A和B相通。它能夠快速得到材料耐局部腐蝕性能的相關信息。
文檔編號C25F3/02GK2638063SQ0328487
公開日2004年9月1日 申請日期2003年8月27日 優先權日2003年8月27日
發明者李焰, 張 傑, 馬瑛, 段繼周, 侯保榮 申請人:中國科學院海洋研究所