CN112014307A - 一种缝隙腐蚀原位监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种缝隙腐蚀原位监测方法。本发明包括以下步骤：1)取槽体；2)取底板，安装工作电极，将底板可拆卸式连接在底板座上，并使底板水平放置于槽体的内部；3)取盖板，安装微型pH电极，将盖板的一侧与竖直移动机构连接，另一侧与水平移动机构连接，使盖板设置于底板的上方并与底板平行；调节盖板的竖直位移，调节盖板的水平位移；4)注入电解液，悬挂参比电极和对电极，连接电化学工作站；5)悬挂恒温加热器，调节实验温度；6)再次调节盖板的竖直位移和/或水平位移和/或恒温加热器的温度和/或更换底板和/或更换底板上工作电极；7)重复步骤6)若干次，得实验结果。本发明方法简单，操作方便，结果准确可靠，指导性强。

Description

一种缝隙腐蚀原位监测方法

技术领域

本发明涉及金属材料腐蚀的技术领域，特别是指一种缝隙腐蚀原位监测方法。

背景技术

金属结构件和金属装备通常是由金属材料制作而成，这些金属材料为不锈钢等；这种金属结构件和金属装备在制造过程中不可避免的会存在一些连接件，这些连接件通常为法兰或铆接等；另外，有的金属结构件和金属装备的表面还带有涂装材料，这就会导致缝隙的出现。当这种结构的金属结构件和金属装备在腐蚀环境中服役时，就有发生缝隙腐蚀的危险，重要的是，这种腐蚀较为隐蔽，而且，腐蚀速率较快，对这种金属结构件和金属装备造成严重的腐蚀，危害巨大。

目前，不锈钢缝隙腐蚀的测试方法通常是参照ASTM G48和GB/T 10127中规定的方法，即利用橡胶圈或者螺栓将惰性材料压块压到试样上形成缝隙，然后，在特定的温度和溶液中进行试验，经过一定时间之后，观察试样表面是否有缝隙腐蚀发生。这种测试方式对于检验不锈钢在规定条件下会否发生缝隙腐蚀是比较方便的。但是，在很多实际工况条件下，缝隙腐蚀发生时，往往还由于机械外力的作用而使缝隙尺寸发生变化，同时，在不同季节下，由于温度不同，缝隙腐蚀的产生和发展也有较大差异，例如：海上平台常年受海风和海浪的影响，螺栓、螺母以及金属构件接缝等部位会发生此类缝隙腐蚀；另外，铁路沿线跨度大，不同地区温度差异很大，钢轨轨脚、螺栓、螺母以及衬垫接触部位受温度和外界载荷的影响，也会发生此类缝隙腐蚀。

因此，现有技术中的缝隙腐蚀的测试方法不能满足很多实际工况条件下的缝隙腐蚀要求，不能真实地原位地监测缝隙腐蚀的发生和发展情况，也无从得知缝隙腐蚀在形成之后的发展趋势，对于深入研究缝隙腐蚀行为和规律还有很多不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种缝隙腐蚀原位监测方法，旨在解决现有技术中缝隙腐蚀监测方法不能真实模拟实际工况下缝隙腐蚀的发生情况而造成实验结果可靠性差致使其对缝隙腐蚀行为和规律的研究指导意义不大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种缝隙腐蚀原位监测方法，包括以下步骤：1)取槽体，所述槽体为透明槽体，所述槽体的顶部具有一开口端；2)取底板，在所述底板上开设若干个通孔，将工作电极通过所述通孔安装于所述底板上；取底板座，将安装有工作电极的底板可拆卸式连接在所述底板座上，将带有底板的底板座放置于步骤1)所得的槽体的内部，使所述底板水平设置于所述槽体的内部；3)取盖板，所述盖板上安装若干个微型pH电极；取竖直移动机构和水平移动机构，将所述盖板的一侧与所述竖直移动机构连接，将所述盖板的另一侧与所述水平移动机构连接，使所述盖板设置于所述底板的上方并与所述底板平行；通过竖直移动机构调节盖板的竖直位移，以调整盖板和工作电极的上表面形成腐蚀缝隙的缝隙宽度；通过水平移动机构调节盖板的水平位移，以调整盖板对工作电极的上表面的覆盖面积；4)向槽体内注入电解液，使电解液覆盖工作电极的上表面；在槽体内悬挂参比电极和对电极，使参比电极和对电极的底端分别浸入电解液中，将使工作电极、参比电极和对电极均通过导线连接电化学工作站；5)取恒温加热器，悬挂在槽体内的电解液中，调节实验温度；启动电化学工作站，观察并记录实验数据；6)再次调节盖板在竖直方向上的位移；和/或，调节盖板在水平方向上的位移；和/或，调节恒温加热器的温度；和/或，更换底板；和/或，更换底板上工作电极；观察并记录实验数据；7)重复步骤6)若干次，得实验结果。

本发明通过可拆卸的底板以及底板上的若干个通孔可以安装不同规格、不同尺寸和不同数量的工作电极，满足了工作电极的更换需要，从而满足不同数量、不同形状和不同规格工作电极的测试需求；盖板与安装在底板上的工作电极的上表面之间形成实验中的腐蚀缝隙，在此腐蚀缝隙内发生了缝隙腐蚀，盖板沿竖直方向运动以调节缝隙腐蚀的宽度，盖板沿水平方向运动以调节缝隙腐蚀的覆盖面积，从而研究不同宽度和不同覆盖面积下的缝隙腐蚀情况；槽体内部还通过恒温加热器调节缝隙腐蚀的温度，从而研究不同温度对缝隙腐蚀产生和发展的影响；盖板上安装微型pH电极测定缝隙腐蚀的pH值，对缝隙腐蚀过程中的pH值进行实时监测；本发明的缝隙腐蚀原位监测试验方法工艺简单，操作方便，科学严谨，实验结果准确可靠，可以根据实际工况条件，调节缝隙腐蚀的腐蚀宽度、腐蚀面积、腐蚀温度以及工作电极，从而真实地模拟了实际工况条件下的缝隙腐蚀情况，原位地监测缝隙腐蚀的发生和发展过程，系统地研究了不同环境条件下缝隙腐蚀的发展规律，对缝隙腐蚀产生和发展的研究具有重要的学术价值。

作为一种优选的实施方案，所述步骤3)中，所述盖板滑动安装于一盖板座上，所述盖板通过所述盖板座与所述竖直移动机构连接，所述盖板通过一连接件与所述水平移动机构连接；所述水平移动机构包括水平滑轨和与所述水平滑轨相适配的水平滑块，所述水平滑块的顶部设有沿竖直方向设置的滑动柱；所述连接件包括连接部和连接环，所述连接部的一端与所述盖板连接，所述连接部的另一端与所述连接环连接，所述连接环套接在所述滑动柱的外部。本发明中，竖直移动机构携带盖板座及其上的盖板一起沿竖直方向进行往复直线运动，水平移动机构通过连接件带动盖板在盖板座上沿水平方向进行往复直线运动，并且，在竖直移动机构携带盖板座及其上的盖板一起沿竖直方向进行往复直线运动的同时，盖板还携带连接件在连接环与滑动柱的配合作用下沿竖直方向进行往复直线运动，使盖板的竖直方向运动和水平方向运动自如，互不干涉；这种设置的水平移动机构结构简单，移动方便。

作为一种优选的实施方案，所述步骤3)中，所述水平滑轨的上表面上设有燕尾槽，所述水平滑块的底部设有与所述燕尾槽相适配的凸起，所述水平滑轨的侧面上设有水平定位孔，所述水平定位孔内设有用于对所述水平滑块进行定位的水平定位螺栓，所述水平定位螺栓的末端与所述凸起的侧面相适配。本发明中，水平移动机构在燕尾槽与凸起的配合，使水平滑轨与水平滑块配合紧密，滑动自如；盖板的水平位置调节完毕之后，还可以通过水平定位螺栓挤紧水平滑块，使水平滑块完成定位，充分保证了实验过程中盖板位置的稳定性。

作为一种优选的实施方案，所述水平滑轨上设有水平调节器，所述水平调节器包括水平调节杆和与所述水平调节杆相连接的水平调节手柄，所述水平调节手柄套接在所述水平调节杆的第一端并与所述水平调节杆螺纹连接，所述水平调节杆的第二端与所述水平滑轨的右侧连接，所述水平调节杆的中部通过一水平连接座与所述水平滑块固定连接，所述水平调节杆上设有水平刻度线，所述水平调节手柄的周向上设有水平对准线。本发明在水平滑轨上设置了水平调节器，通过水平调节器完成了水平滑块水平位置的移动，也即完成了盖板水平位置的移动；这种水平调节器结构简单，使用方便，通过水平调节手柄的转动，使水平调节杆带动水平滑块在水平方向上移动，从而完成水平滑块水平位置的调整；这种水平调节器的水平调节杆上的水平刻度线与水平调节手柄上的水平对准线相互配合，从而实现了水平滑块位移的精确调整；这种水平调节器的调节精度高，精度为10微米。

作为一种优选的实施方案，所述步骤3)中，所述盖板座包括前侧板、后侧板和左侧板，所述盖板设置于所述前侧板和所述后侧板之间，所述前侧板上设有与所述盖板的前侧相适配的第一卡接槽，所述后侧板上设有与所述盖板的后侧相适配的第二卡接槽，所述左侧板的顶部设有向着所述盖板座的外侧方向延伸的折板，所述盖板座通过所述折板与所述竖直移动机构连接。本发明中，盖板座呈U型设置，盖板卡接在前侧板和后侧板之间，第一卡接槽与第二卡接槽对应一致，第一卡接槽和第二卡接槽密切配合，从而使盖板滑动安装在盖板座上，以完成盖板在水平方向的往复直线运动，从而可以实时改变工作电极的缝隙腐蚀的覆盖面积；盖板座呈U型设置，盖板座的右侧、上侧和下侧均为开口设置，这种设置的盖板方便了其与竖直移动机构以及水平移动机构的连接，使其运动自如，互不干涉，便于研究同一工作电极在腐蚀缝隙内外工作电极表面的腐蚀情况。

作为一种优选的实施方案，所述步骤3)中，所述竖直移动机构包括竖直滑轨和与所述竖直滑轨相适配的竖直滑块，所述竖直滑轨的底部设有底座，所述底座向着远离所述竖直滑块的一侧延伸，所述底座与所述竖直滑轨之间还设有加强板；所述盖板座通过所述折板与所述竖直滑块固定连接，所述竖直滑轨的侧面上设有竖直定位孔，所述竖直定位孔内设有用于对所述竖直滑块进行定位的竖直定位螺栓。本发明这种设置的竖直移动机构结构稳定，使用性能好，竖直滑块沿着竖直滑轨表面顺畅滑动，竖直位置调整后的竖直滑块通过竖直定位螺栓固定，使其保持在调整后的位置，便于实验研究。

作为一种优选的实施方案，所述竖直滑轨上设有竖直调节器，所述竖直调节器包括竖直调节杆和与所述竖直调节杆相连接的竖直调节手柄，所述竖直调节手柄套接在所述竖直调节杆的第一端并与所述竖直调节杆螺纹连接，所述竖直调节杆的第二端与所述竖直滑轨的顶部连接，所述竖直调节杆的中部通过一竖直连接座与所述竖直滑块固定连接，所述竖直调节杆上设有竖直刻度线，所述竖直调节手柄的周向上设有竖直对准线。本发明在竖直滑轨上设置了竖直调节器，通过竖直调节器完成了竖直滑块竖直位置的移动，也即完成了盖板竖直位置的移动；这种竖直调节器结构简单，使用方便，通过竖直调节手柄的转动，使竖直调节杆带动竖直滑块在竖直平方向上移动，从而完成竖直滑块竖直位置的调整；这种竖直调节器的竖直调节杆上的竖直刻度线与竖直调节手柄上的竖直对准线相互配合，从而实现了竖直滑块位移的精确调整；这种竖直调节器的调节精度高，精度为10微米。

作为一种优选的实施方案，所述步骤4)中，所述槽体的顶部设有呈透明设置的悬挂板，所述悬挂板上设有第一悬挂孔和第二悬挂孔，所述参比电极通过所述第一悬挂孔悬挂于所述盖板座的内部，所述对电极通过第二悬挂孔悬挂于所述盖板座的内部。本发明的参比电极和对电极通过悬挂板悬挂在槽体的内部，悬挂板的设置，使参比电极和对电极安装方便，提高了实验的便利性。

作为一种优选的实施方案，所述步骤2)中，所述底板座包括前面板和后面板，所述底板设置于所述前面板和所述后面板之间，所述前面板上设有与所述底板的前侧相适配的若干条第一凹槽，所述后面板上设有与所述底板的后侧相适配的相同条数的第二凹槽。本发明中，底板在第一凹槽和第二凹槽的配合作用下可拆卸式地安装在底板座上，底板更换方便，可以调整底板的安装位置，以满足不同工作电极的安装需求。

作为一种优选的实施方案，所述步骤5)中，所述恒温加热器的上部设有安装部，所述安装部上设有用于将所述恒温加热器挂置在所述槽体上的固定夹，所述恒温加热器通过所述固定夹悬挂在所述槽体的右侧。本发明中，恒温加热器可以将电解液加热到一定的温度，并使其保持恒温，还可以实时显示电解液的温度；恒温加热器在其上部的安装部的作用下，远离槽体的槽壁；并在安装部上固定夹的作用下卡接在槽体的槽壁上，使恒温加热器悬挂在电解液中且不与槽体的槽壁接触；这种恒温加热器结构简单，连接方便，便于取放，使用性能好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过可拆卸的底板以及底板上的若干个通孔可以安装不同规格、不同尺寸和不同数量的工作电极，满足了工作电极的更换需要，从而满足不同数量、不同形状和不同规格工作电极的测试需求；盖板与安装在底板上的工作电极的上表面之间形成实验中的腐蚀缝隙，在此腐蚀缝隙内发生了缝隙腐蚀，盖板沿竖直方向运动以调节缝隙腐蚀的宽度，盖板沿水平方向运动以调节缝隙腐蚀的覆盖面积，从而研究不同宽度和不同覆盖面积下的缝隙腐蚀情况；槽体内部还通过恒温加热器调节缝隙腐蚀的温度，从而研究不同温度对缝隙腐蚀产生和发展的影响；盖板上安装微型pH电极以测定缝隙腐蚀的pH值，对缝隙腐蚀过程中的pH值进行实时监测；本发明的缝隙腐蚀原位监测试验方法工艺简单，操作方便，科学严谨，实验结果准确可靠，可以根据实际工况条件，调节缝隙腐蚀的腐蚀宽度、腐蚀面积、腐蚀温度以及工作电极，从而真实地模拟了实际工况条件下的缝隙腐蚀情况，原位地监测缝隙腐蚀的发生和发展过程，系统地研究了不同环境条件下缝隙腐蚀的发展规律，对缝隙腐蚀产生和发展的研究具有重要的学术价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一所用槽体的立体结构示意图；

图2为本发明实施例一所用底板的立体结构示意图；

图3为本发明实施例一底板与底板座的连接结构示意图；

图4为本发明实施例一盖板与盖板座的连接结构示意图；

图5为本发明实施例一竖直移动机构的立体结构示意图；

图6为本发明实施例一水平移动机构的立体结构示意图；

图7为本发明实施例一盖板、盖板座、竖直移动机构和水平移动机构的连接结构示意图；

图8为本发明实施例一底板座、底板、盖板座和盖板的连接结构示意图；

图9为本发明实施例一底板座、底板、盖板座、盖板和槽体的连接结构示意图；

图10为本发明实施例一所用恒温加热器的结构放大图；

图11为本发明实施例一所得缝隙腐蚀监测24h的开路电位图；

图12为本发明实施例二所得缝隙腐蚀监测12h的恒电位极化图；

图13为本发明实施例三所得缝隙腐蚀监测24h的开路电位图；

图14为本发明实施例四所得缝隙腐蚀监测12h的恒电位极化图；

图15为本发明实施例五所得缝隙腐蚀监测24h的开路电位图；

图中：10-槽体；11-恒温加热器；12-对电极；13-参比电极；14-工作电极；15-安装部；16-固定夹；20-底板；21-底板座；22-前面板；23-左面板；24-后面板；25-通孔；26-第一凹槽；27-第二凹槽；30-盖板；31-盖板座；32-微型pH电极；33-前侧板；34-左侧板；35-后侧板；36-折板；40-竖直移动机构；41-竖直滑块；42-竖直滑轨；43-加强板；44-底座；50-水平移动机构；51-水平滑轨；52-水平滑块；53-滑动柱；54-连接部；55-连接环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明的一种缝隙腐蚀原位监测方法，包括以下步骤：

1)参阅附图1，取槽体10，槽体10为透明槽体10，槽体10的顶部具有一开口端，槽体10包括前板、后板、左板、右板和平板，平板位于底部，形成槽体10的底壁，前板、右板、后板和左板依次连接，围成槽体10的周壁，整个槽体10是一个内部具有空腔的结构；

2)参阅附图2，取底板20，在底板20上开设三个通孔25，三个通孔25中，有一个通孔25是长方形，其它两个通孔25是圆形；将工作电极14安装于底板20上的中间的通孔25中；

3)参阅附图3，取底板座21，底板座21包括前面板22和后面板24，底板座21还包括左面板23，底板座21呈U型设置，底板座21的右侧、上侧和下侧均为开口设置；前面板22上设有与底板20的前侧相适配的三条第一凹槽26，后面板24上设有与底板20的后侧相适配的相同条数的第二凹槽27，将底板20通过第一凹槽26和第二凹槽27安装在底板座21的前面板22和后面板24之间，使安装有工作电极14的底板20可拆卸式连接在底板座21上，将带有底板20的底板座21放置于步骤1)所得的槽体10的内部，使底板20水平设置于槽体10的内部，底板座21固定和支撑底板20；

4)参阅附图4，取盖板30，在盖板30上安装三个微型pH电极32；参阅附图5，取盖板座31，盖板座31包括前侧板33、后侧板35和左侧板34，盖板座31也呈U型设置，盖板座31的右侧、上侧和下侧均为开口设置；前侧板33上设有与盖板30的前侧相适配的第一卡接槽，后侧板35上设有与盖板30的后侧相适配的第二卡接槽，盖板30通过第一卡接槽和第二卡接槽的配合安装于前侧板33和后侧板35之间，从而使盖板30滑动安装在盖板座31上；左侧板34的顶部还设有向着盖板座31的外侧方向延伸的折板36，折板36呈L型设置，折板36的右侧与左侧板34连接；

5)参阅附图5和附图7，取竖直移动机构40，竖直移动机构40包括竖直滑轨42和与竖直滑轨42相适配的竖直滑块41，竖直滑轨42的底部还设有底座44，底座44向着远离竖直滑块41的一侧延伸，底座44起到固定和支撑作用，底座44与竖直滑轨42之间还设有加强板43；

将安装有盖板30的盖板座31通过左侧板34上的折板36固定在竖直滑块41上，使折板36的左侧与竖直滑块41固定连接，完成盖板30通过盖板座31与竖直移动机构40的连接，使盖板30的左侧与竖直移动机构40连接；

在竖直移动机构40中，竖直滑轨42的侧面上设有竖直定位孔，竖直定位孔内设有用于对竖直滑块41进行定位的竖直定位螺栓；竖直滑轨42上还设有竖直调节器，竖直调节器包括竖直调节杆和与竖直调节杆相连接的竖直调节手柄，竖直调节手柄套接在竖直调节杆的第一端并与竖直调节杆螺纹连接，竖直调节杆的第二端与竖直滑轨42的顶部连接，竖直调节杆的中部通过一竖直连接座与竖直滑块41固定连接，竖直调节杆上设有竖直刻度线，竖直调节手柄的周向上设有竖直对准线；

6)参阅附图6和附图7，取水平移动机构50，水平移动机构50包括水平滑轨51和与水平滑轨51相适配的水平滑块52，水平滑块52的顶部设有沿竖直方向设置的滑动柱53；水平移动机构50的右侧设有连接件，连接件包括连接部54和连接环55，连接部54与连接环55连接，连接环55套接在滑动柱53的外部；

在水平移动机构50中，水平滑轨51的上表面上设有燕尾槽，水平滑块52的底部设有与燕尾槽相适配的凸起，水平滑轨51的侧面上设有水平定位孔，水平定位孔内设有用于对水平滑块52进行定位的水平定位螺栓，水平定位螺栓的末端与凸起的侧面相适配；

在水平移动机构50中，水平滑轨51上还设有水平调节器，水平调节器包括水平调节杆和与水平调节杆相连接的水平调节手柄，水平调节手柄套接在水平调节杆的第一端并与水平调节杆螺纹连接，水平调节杆的第二端与水平滑轨51的右侧连接，水平调节杆的中部通过一水平连接座与水平滑块52固定连接，水平调节杆上设有水平刻度线，水平调节手柄的周向上设有水平对准线；

将盖板30通过连接件与水平移动机构50连接，使连接件上连接部54的远离连接环55的一端即左端与盖板30连接，连接部54的右端与连接环55连接，使盖板30的右侧与水平移动机构50连接；

7)将组装后的盖板30，参阅附图8，放置在槽体10的内部，使盖板座31套接在底板座21的内部，使竖直移动机构40通过底座44放置在槽体10的内部并位于底板座21的左侧，使水平移动机构50通过水平滑道51放置在槽体10的内部并位于底板座21的右侧，使盖板30设置于底板20的上方并与底板20平行；

8)转动竖直调节手柄，使竖直滑块41沿着竖直滑轨42表面向下滑动，使竖直滑块41通过盖板座31上的折板36带着盖板座31及其上的盖板30沿着竖直方向向下移动，与此同时，盖板30的右侧连接件上的连接环55沿着水平移动机构50上的滑动柱53向下移动，使盖板30和工作电极14的上表面抵接，此时，竖直调节杆上竖直刻度线的0点和竖直调节手柄上竖直对准线的0点重合，这是形成初始位置，即盖板30和工作电极14的上表面形成腐蚀缝隙的缝隙宽度为0，记为H0；

9)转动水平调节手柄，使水平滑块52沿着水平滑轨51表面向左或向右滑动，使水平滑块52通过连接件带着盖板座31上的盖板30沿着水平方向向左或向右移动，调整盖板30对工作电极14的上表面的覆盖面积，使水平调节杆上水平刻度线的0点和水平调节手柄上水平对准线的0点对齐，此时，覆盖面积为初始位置，盖板30完全覆盖工作电极14的上表面，记为S0；

10)参阅附图9，向槽体10内注入电解液，使电解液覆盖工作电极14的上表面；取透明设置的悬挂板，将悬挂板安装在槽体10的顶部，将参比电极13通过第一悬挂孔悬挂于盖板座31的内部即槽体10的内部，将对电极12通过第二悬挂孔悬挂于盖板座31的内部即槽体10的内部，使参比电极13和对电极12的底端分别浸入电解液中，将工作电极14、参比电极13和对电极12均通过导线连接电化学工作站；

11)取恒温加热器11，参阅附图10，恒温加热器11的上部设有安装部15，安装部15上设有用于将恒温加热器11挂置在槽体10上的固定夹16，将恒温加热器11通过固定夹16悬挂在槽体10内的电解液中，使恒温加热器11悬挂在槽体10的右侧；开启恒温加热器11，此时，电解液的温度为25℃，记为T0；

12)启动电化学工作站，观察并记录实验数据，得实验结果。

由图11可以看出，当盖板30与工作电极14之间没有缝隙时，开路电位在监测初期快速下降，然后，在一段时间内保持稳定，这是工作电极14稳定电位的过程；稳定一段时间之后，电位继续下降，约下降25mV，此时，工作电极14表面发生全面腐蚀，接着，在工作电极14表面产生了一层薄锈层，使电位在短时间内有正移的现象，在5h之后，电位一直稳定在-0.7V左右。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，对步骤8)进行调整，反方向转动竖直调节手柄，使竖直滑块41沿着竖直滑轨42表面向上滑动，使竖直滑块41通过盖板座31上的折板36带着盖板座31及其上的盖板30沿着竖直方向向上移动，与此同时，盖板30的右侧连接件上的连接环55也沿着水平移动机构50上的滑动柱53向上移动，通过竖直调节杆上的竖直刻度线和竖直调节手柄上的竖直对准线读取盖板30向上移动的位移为50μm，即盖板30和工作电极14的上表面形成腐蚀缝隙的缝隙宽度为50μm，记为H1；启动电化学工作站，观察并记录实验数据，得实验结果。

由图12可以看出，当盖板30与工作电极14之间的缝隙宽度为50μm时，在检测过程中，待工作电极14的开路电位稳定之后，在开路电位上施加+0.3V的恒电位，电流在初期缓慢上升；在几百秒之后，开始快速升高；在1000s之后，到达峰值，此时，工作电极14表面发生局部腐蚀；到达峰值之后，电流在后面十几个小时内都缓慢下降，这可能是因为在缝隙内产生了腐蚀产物，造成了闭塞环境。

实施例三

本实施例在实施例二的基础上，对步骤8)继续进行调整，继续反方向转动竖直调节手柄，使竖直滑块41沿着竖直滑轨42表面向上滑动，使竖直滑块41通过盖板座31上的折板36带着盖板座31及其上的盖板30沿着竖直方向向上移动，与此同时，盖板30的右侧连接件上的连接环55也沿着水平移动机构50上的滑动柱53向上移动，通过竖直调节杆上的竖直刻度线和竖直调节手柄上的竖直对准线读取盖板30向上移动的位移为100μm，即盖板30和工作电极14的上表面形成腐蚀缝隙的缝隙宽度为100μm，记为H2；启动电化学工作站，观察并记录实验数据，得实验结果。

由图13可以看出，当盖板30与工作电极14之间的缝隙宽度为100μm时，开路电位在监测初期快速下降；一段时间之后，下降速率变慢；最后，稳定在-0.74V左右；这与实施例一(即无缝状态)相比，在缝隙环境中，工作电极14表面主要发生的是局部腐蚀，并未产生大量腐蚀产物，所以，开路电位变化较平滑，由于在缝隙内发生了缝隙腐蚀，电位最终稳定的数值相对无缝状态也要更负。

实施例四

本实施例在实施例三的基础上，对步骤11)进行调整，转动水平调节手柄，使水平滑块52沿着水平滑轨51表面向右滑动，使水平滑块52通过连接件带着盖板座31上的盖板30沿着水平方向向右移动，调整盖板30对工作电极14的上表面的覆盖面积，通过水平调节杆上的水平刻度线和水平调节手柄上的水平对准线读取数据，使覆盖面积为实施例三的一半，盖板30只覆盖工作电极14的上表面的一半，记为S1；启动电化学工作站，观察并记录实验数据，得实验结果。

由图14可以看出，当盖板30覆盖工作电极14的一半时，即工作电极14在半覆盖条件下，工作电极14表面一半暴露在电解质溶液(即电解液)环境中，一半在缝隙内；通过施加电位极化，使缝隙内外形成不同的腐蚀环境，缝隙内外由于存在氧浓度差，会诱导缝隙腐蚀的发生，形成缝内阳极缝外阴极的腐蚀模型；在半覆盖状态下，电流在2000s内，迅速上升，然后，保持稳定，稳定的电流大小为1.85mA。

实施例五

本实施例在实施例四的基础上，对步骤11)进行调整，开启恒温加热器11，使其设定温度为40℃，记为T1；待电解液的温度达到40℃，并保持稳定时，启动电化学工作站，观察并记录实验数据，得实验结果。

由图15可以看出，当缝隙宽度为100μm、环境温度即电解液温度为40℃，并且工作电极14在半覆盖条件下时，电位在一开始迅速下降；稳定几个小时之后，在10h左右，出现了大约30mV的电位波动，最低电位达到-0.76V；最后，稳定在-0.745V左右；因此，可以推测温度的升高可以加速缝隙腐蚀。

因此，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过可拆卸的底板20以及底板20上的若干个通孔25可以安装不同规格、不同尺寸和不同数量的工作电极14，满足了工作电极14的更换需要，从而满足不同数量、不同形状和不同规格工作电极14的测试需求；盖板30与安装在底板20上的工作电极14的上表面之间形成实验中的腐蚀缝隙，在此腐蚀缝隙内发生了缝隙腐蚀，盖板30沿竖直方向运动以调节缝隙腐蚀的宽度，盖板30沿水平方向运动以调节缝隙腐蚀的覆盖面积，从而研究不同宽度和不同覆盖面积下的缝隙腐蚀情况；槽体10内部还通过恒温加热器11调节缝隙腐蚀的温度，从而研究不同温度对缝隙腐蚀产生和发展的影响；盖板30上安装微型pH电极32以测定缝隙腐蚀的pH值，对缝隙腐蚀过程中的pH值进行实时监测；本发明的缝隙腐蚀原位监测试验方法工艺简单，操作方便，科学严谨，实验结果准确可靠，可以根据实际工况条件，调节缝隙腐蚀的腐蚀宽度、腐蚀面积、腐蚀温度以及工作电极14，从而真实地模拟了实际工况条件下的缝隙腐蚀情况，原位地监测缝隙腐蚀的发生和发展过程，系统地研究了不同环境条件下缝隙腐蚀的发展规律，对缝隙腐蚀产生和发展的研究具有重要的学术价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取槽体，所述槽体为透明槽体，所述槽体的顶部具有一开口端；

2)取底板，在所述底板上开设若干个通孔，将工作电极通过所述通孔安装于所述底板上；取底板座，将安装有工作电极的底板可拆卸式连接在所述底板座上，将带有底板的底板座放置于步骤1)所得的槽体的内部，使所述底板水平设置于所述槽体的内部；

3)取盖板，在所述盖板上安装若干个微型pH电极；取竖直移动机构和水平移动机构，将所述盖板的一侧与所述竖直移动机构连接，将所述盖板的另一侧与所述水平移动机构连接，使所述盖板设置于所述底板的上方并与所述底板平行；通过竖直移动机构调节盖板的竖直位移，以调整盖板和工作电极的上表面形成腐蚀缝隙的缝隙宽度；通过水平移动机构调节盖板的水平位移，以调整盖板对工作电极的上表面的覆盖面积；

4)向槽体内注入电解液，使电解液覆盖工作电极的上表面；在槽体内悬挂参比电极和对电极，使参比电极和对电极的底端分别浸入电解液中，将工作电极、参比电极和对电极均通过导线连接电化学工作站；

5)取恒温加热器，悬挂在槽体内的电解液中，调节实验温度；启动电化学工作站，观察并记录实验数据；

6)再次调节盖板在竖直方向上的位移；和/或，调节盖板在水平方向上的位移；和/或，调节恒温加热器的温度；和/或，更换底板；和/或，更换底板上工作电极；观察并记录实验数据；

7)重复步骤6)若干次，得实验结果。

2.根据权利要求1所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述步骤3)中，所述盖板滑动安装于一盖板座上，所述盖板通过所述盖板座与所述竖直移动机构连接，所述盖板通过一连接件与所述水平移动机构连接；

所述水平移动机构包括水平滑轨和与所述水平滑轨相适配的水平滑块，所述水平滑块的顶部设有沿竖直方向设置的滑动柱；

所述连接件包括连接部和连接环，所述连接部的一端与所述盖板连接，所述连接部的另一端与所述连接环连接，所述连接环套接在所述滑动柱的外部。

3.根据权利要求2所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述步骤3)中，所述水平滑轨的上表面上设有燕尾槽，所述水平滑块的底部设有与所述燕尾槽相适配的凸起，所述水平滑轨的侧面上设有水平定位孔，所述水平定位孔内设有用于对所述水平滑块进行定位的水平定位螺栓，所述水平定位螺栓的末端与所述凸起的侧面相适配。

4.根据权利要求2所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述水平滑轨上设有水平调节器，所述水平调节器包括水平调节杆和与所述水平调节杆相连接的水平调节手柄，所述水平调节手柄套接在所述水平调节杆的第一端并与所述水平调节杆螺纹连接，所述水平调节杆的第二端与所述水平滑轨的右侧连接，所述水平调节杆的中部通过一水平连接座与所述水平滑块固定连接，所述水平调节杆上设有水平刻度线，所述水平调节手柄的周向上设有水平对准线。

5.根据权利要求2所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述步骤3)中，所述盖板座包括前侧板、后侧板和左侧板，所述盖板设置于所述前侧板和所述后侧板之间，所述前侧板上设有与所述盖板的前侧相适配的第一卡接槽，所述后侧板上设有与所述盖板的后侧相适配的第二卡接槽，所述左侧板的顶部设有向着所述盖板座的外侧方向延伸的折板，所述盖板座通过所述折板与所述竖直移动机构连接。

6.根据权利要求5所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述步骤3)中，所述竖直移动机构包括竖直滑轨和与所述竖直滑轨相适配的竖直滑块，所述竖直滑轨的底部设有底座，所述底座向着远离所述竖直滑块的一侧延伸，所述底座与所述竖直滑轨之间还设有加强板；

所述盖板座通过所述折板与所述竖直滑块固定连接，所述竖直滑轨的侧面上设有竖直定位孔，所述竖直定位孔内设有用于对所述竖直滑块进行定位的竖直定位螺栓。

7.根据权利要求6所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述竖直滑轨上设有竖直调节器，所述竖直调节器包括竖直调节杆和与所述竖直调节杆相连接的竖直调节手柄，所述竖直调节手柄套接在所述竖直调节杆的第一端并与所述竖直调节杆螺纹连接，所述竖直调节杆的第二端与所述竖直滑轨的顶部连接，所述竖直调节杆的中部通过一竖直连接座与所述竖直滑块固定连接，所述竖直调节杆上设有竖直刻度线，所述竖直调节手柄的周向上设有竖直对准线。

8.根据权利要求5所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述步骤4)中，所述槽体的顶部设有呈透明设置的悬挂板，所述悬挂板上设有第一悬挂孔和第二悬挂孔，所述参比电极通过所述第一悬挂孔悬挂于所述盖板座的内部，所述对电极通过第二悬挂孔悬挂于所述盖板座的内部。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述步骤2)中，所述底板座包括前面板和后面板，所述底板设置于所述前面板和所述后面板之间，所述前面板上设有与所述底板的前侧相适配的若干条第一凹槽，所述后面板上设有与所述底板的后侧相适配的相同条数的第二凹槽。

10.根据权利要求1所述的缝隙腐蚀原位监测方法，其特征在于：

所述步骤5)中，所述恒温加热器的上部设有安装部，所述安装部上设有用于将所述恒温加热器挂置在所述槽体上的固定夹，所述恒温加热器通过所述固定夹悬挂在所述槽体的右侧。

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