CN115901602A - 一种有机涂层老化状态原位在线监测装置和监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机涂层老化状态原位在线监测装置及监测方法，包括电极对、多通道阻抗测试单元、与多通道阻抗测试单元连接的远程控制单元，电极对用于嵌入在待测涂层金属件的基底金属中，电极对的材质与基底金属材质相同，电极对的一端与待测涂层金属件的涂层接触，另一端连接所述多通道阻抗测试单元，多通道阻抗测试单元采集待测涂层金属件的涂层阻抗数据并进行分析获得计算结果，远程控制单元根据计算结果评估待测涂层金属件现场服役涂层老化状态。本发明实时获取和掌握涂层体系在实际服役过程中性能变化相关信息，能够为评估具体位置涂层老化状态以及程度提供方向性的指导，减少检测时间，提高检测效率。

Description

一种有机涂层老化状态原位在线监测装置和监测方法

技术领域

本发明属于涂层老化状态监测技术，尤其涉及一种有机涂层老化状态原位在线监测装置和监测方法，可对涂覆有机涂层构件或设备在实际服役过程下老化状态原位实时在线监测。

背景技术

随着我国海洋战略部署以及海洋资源的开发，我国南方沿海、岛屿、南海海域等广大区域的战略意义日益凸显，海岛微网、海上风电、港口桥梁等关键基础设施建设正加快推进，为我国战略布局落地提供支持。这些关键基础设施的防护处理主要采取防腐涂层对金属基体与腐蚀介质进行物理隔离的方式。在使用过程中，因为所处环境各方面的影响致使防腐涂层相关物理、化学和机械性能发生不可逆转的变化，使得涂层的一些保护功能受到了损坏，丧失对构件基体的保护，从而影响设施的整体安全使用。如何快速和科学地对服役构件和设备涂层性能和状态进行评估，以及了解和掌握涂层在湿热、紫外线、盐雾、污染物、疲劳载荷等多种环境应力作用下的腐蚀老化失效情况，都是当前迫切需要解决的实用性工程技术难题。因此，若能及时准确掌握涂层在实际服役环境中的实时变化相关信息，将有利于对涂层进行及时维护和处理，极大地降低成本。

国内外对结构腐蚀监测技术非常重视。电化学阻抗测试法以测量速度快、对结构干扰小等特点普遍被用于对设施构件或设备的腐蚀监测。目前，现有的涂层在线监测手段多是将涂层在线监测探头机械式的投放至在现场服役环境下进行监测数据的采集，而并未考虑设施构件或设备实际结构，因为涂层体系的涂装工艺、涂层与构件或设备基底结合方式都会影响涂层在实际服役环境中的老化演变规律。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种结构简单、稳定性好、测试结果准确的有机涂层老化状态原位在线监测装置，适用于即将投入现场服役的基建构件和设备表面涂层老化状态原位监测以及状态评估。

本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于，它包括电极对、多通道阻抗测试单元、与所述多通道阻抗测试单元连接的远程控制单元，所述电极对用于嵌入在待测涂层金属件的基底金属中，所述电极对的材质与基底金属材质相同，所述电极对的一端与待测涂层金属件的涂层接触，另一端连接所述多通道阻抗测试单元，所述多通道阻抗测试单元采集待测涂层金属件的涂层阻抗数据并进行分析获得计算结果，所述远程控制单元根据计算结果评估待测涂层金属件现场服役涂层老化状态。

本发明主要是采用阻抗测试技术原理，对服役中金属构件或设备上的有机涂层老化状态进行原位在线监测，可将涂层老化监测点散布到金属构件或设备上不同位置，通过连续地、实时地监测确定不同位置上涂层老化程度，实时获取和掌握涂层体系在实际服役过程中性能变化相关信息，能够为评估具体位置涂层老化状态以及程度提供方向性的指导，减少检测时间，提高检测效率，解决了防腐技术的环境适应性设计和应用问题，为海洋基建工程从种类繁多的涂料中筛选适用于实际服役环境的长效防腐涂层体系提供技术参考依据，有效地指导电网相关技术人员对涂层的维护、保养以及更新，保证海洋基础建设的构件或设备安全可靠运行，减少因涂层失效造成的安全隐患和经济损失。

本发明所述电极对包括柱状的对电极、环形的工作电极、接地导线和电极外接导线，在所述待测涂层金属件上开有深入所述基底金属的环形槽和位于所述环形槽中心的安装槽，所述对电极设置在所述安装槽中且其与槽壁、槽底的间隙中填充有绝缘材料，所述工作电极设置在所述环形槽中且其与槽壁、槽底的间隙中填充有绝缘材料，所述接地导线的一端连接基底金属，另一端接地；所述电极外接导线的一端连接电极对，另一端连接所述多通道阻抗测试单元，所述基底金属处于所述工作电极和对电极之间的环形部分是用于减少电极间耦合的保护环。为了保证工作电极、对电极与基底金属绝缘，在环形槽和安装槽内使用绝缘材料(优选环氧树脂)填充加以密封。

本发明所述多通道阻抗测试单元由壳体、设于壳体上的控制面板、内置于壳体中的数据采集模块、分析模块和通讯模块组成，所述分析模块分别与数据采集模块、通讯模块和控制面板连接，所述待测涂层金属件上设有用于连接电极外接导线的电极接口，所述电极接口上设有屏蔽罩。

本发明所述环形槽和安装槽的深度均与基底金属的厚度相同。

本发明所述工作电极的壁厚为8mm～10mm，其外环直径是35mm～45mm。所述对电极的直径为5mm～10mm。

本发明所述电极对位于槽口的一端与基底金属表面齐平。

根据待测涂层体系面积来确定电极对的嵌入数量，本发明每个电极对所测量的有效涂层区域是工作电极和对电极之间的涂层区域称为测试区域，每个电极对所测量的有效涂层区域面积是测试区域面积。按照待测涂层体系面积，遵循均匀布点的原则，所述测试区域距离该待测涂层金属件边缘的距离不小于1cm；当所述待测涂层金属件单面面积小于或等于1m²时，在该面设置至少5个电极对；当待测涂层金属件单面面积大于1m²且小于5m²时，在该面设置6～10个电极对；当待测涂层金属件单面面积大于或等于5m²时，在该面设置至少10个电极对。

本发明所述多通道阻抗测试单元通过电极外接导线输出测试扰动正弦交流信号，其电压范围为0.165V～3.3V，并自动选择信号质量较高的扰动幅值，扫描频率范围为0.1Hz～100KHz。

本发明的第二个目的在于提供一种上述有机涂层老化状态原位在线监测装置的监测方法。

本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种上述有机涂层老化状态原位在线监测装置的监测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、实验室加速环境试验：

⑴确定待测涂层金属件现场服役环境的环境加速老化因子和环境参数；

⑵使用与待测涂层金属件相同的金属、涂料以及涂装工艺制作金属板体表面涂覆有涂层的试验板件；

⑶根据环境加速老化因子和环境参数，按照现场环境当量的10～100倍设定实验室加速环境试验条件参数；

⑷使用有机涂层老化状态原位在线监测装置对试验板件进行实验室加速环境试验，在试验过程中，采集试验板件的涂层阻抗数据，分析涂层从初始状态至老化失效状态过程中阻抗模值的变化规律，选择对应的阻抗等效电路模型，结合外观变化，建立涂层老化状态分级评估标准，确定涂层失效时的阻抗模值阈值；

S2、使用有机涂层老化状态原位在线监测装置对待测涂层金属件涂层服役状态进行原位实时监测：

⑴在远程控制单元中设定由步骤S1确定的阻抗等效电路模型和阻抗模值阈值；

⑵多通道阻抗测试单元采集待测涂层金属件的涂层阻抗数据并结合阻抗等效电路模型进行分析得到阻抗模值的计算结果；

⑶远程控制单元将计算结果与设定的阻抗模值阈值比较以评估待测涂层金属件现场服役涂层老化状态，并将评估结果上传至客户端，评估结果临近阻抗模值阈值或低于阻抗模值阈值分别予以预警或者报警处理。

评估结果临近阻抗模值阈值，会触发远程控制单元的预警提示，提示用户服役涂层即将老化失效，需提前做好预防措施；评估结果低于阻抗模值阈值，会触发远程控制单元的报警提示，警告用户服役涂层已处于失效状态，丧失对基材金属的保护功能，需立刻采取防护措施。

本发明所述涂层老化状态分级评估标准是：阻抗模值范围为Z_0.1Hz≥10⁹Ω·cm²以上，涂层状态是性能优异，等级为A；阻抗模值范围为10⁸≤Z_0.1Hz＜10⁹Ω·cm²，涂层状态是性能良好，等级为B；阻抗模值范围为10⁷≤Z_0.1Hz＜10⁸Ω·cm²，涂层状态是性能一般，等级为C；阻抗模值范围为10⁶≤Z_0.1Hz＜10⁷Ω·cm²，涂层状态是性能较差，等级为D；阻抗模值范围为Z_0.1Hz＜10⁶Ω·cm²以下，涂层状态是性能失效，等级为E。

与现有技术相比，本发明具有以下显著的优点：

⑴本发明主要是采用阻抗测试技术原理，对服役中金属构件或设备上的有机涂层老化状态进行原位在线监测，可将涂层老化监测点散布到金属构件或设备上不同位置，通过连续地、实时地监测确定不同位置上涂层老化程度，实时获取和掌握涂层体系在实际服役过程中性能变化相关信息，能够为评估具体位置涂层老化状态以及程度提供方向性的指导，减少检测时间，提高检测效率，解决了防腐技术的环境适应性设计和应用问题，为海洋基建工程从种类繁多的涂料中筛选适用于实际服役环境的长效防腐涂层体系提供技术参考依据，有效地指导电网相关技术人员对涂层的维护、保养以及更新，保证海洋基础建设的构件或设备安全可靠运行，减少因涂层失效造成的安全隐患和经济损失。

⑵本发明采用双电极体系+接地模式，与传统电化学阻抗谱法不同的是，本发明无需参比电极和电解质，由服役环境中逐渐渗入有机涂层的电解溶液作为该测试体系的电解质，且电极均采用与基底金属相同的材质，最大限度地还原涂层老化变化与基材金属腐蚀变化的反应机理，极大地减少了参比电极不稳定带来的测试结果的误差，因此，本发明装置结构简单、稳定性好、数据可靠性高。

⑶本发明的电极对是置于涂层下方，与涂层直接耦合，因此对涂层性能状态发生变化非常敏感，电极对没有暴露在外部环境中，不会受到外部环境改变所影响监测数据的准确性。该设计的优势在于既让电极通过绝缘材料与基底金属材料完全隔离，无电气连接，又不会破坏涂层的完整性。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明在线监测装置的组成结构示意图；

图2是待测涂层金属件上的测试点分布示意图；

图3是测试点电极对安装的结构示意图之一；

图4是测试点电极对安装的结构示意图之二；

图5是本发明监测方法的流程框图。

具体实施方式

如图1～4所示，是本发明一种有机涂层老化状态原位在线监测装置，它包括电极对、多通道阻抗测试单元1、与多通道阻抗测试单元1连接的远程控制单元2，电极对用于嵌入在待测涂层金属件3(待测涂层金属构件或设备，包括金属构件或设备的基底金属和涂层)的基底金属4中，电极对的材质与基底金属4材质相同，电极对的上端与待测涂层金属件3的涂层5接触，下端通过连接多通道阻抗测试单元1，多通道阻抗测试单元1采集待测涂层金属件的涂层阻抗数据并进行分析获得计算结果，远程控制单元2根据计算结果评估待测涂层金属件现场服役涂层老化状态。

电极对包括柱状的对电极6、环形的工作电极7、接地导线8和电极外接导线9，工作电极7的壁厚为8mm～10mm，其外环直径是35mm～45mm；对电极6的直径为5mm～10mm。在待测涂层金属件3上开有深入基底金属的环形槽和位于环形槽中心的安装槽，环形槽和安装槽的深度均与基底金属的厚度相同，对电极6设置在安装槽中且其与槽壁、槽底的间隙中填充有环氧树脂11，工作电极7设置在环形槽中且其与槽壁、槽底的间隙中填充有环氧树脂11，对电极6位于安装槽槽口的一端与基底金属表面齐平，且工作电极7位于环形槽槽口的一端与基底金属表面齐平。接地导线8的一端连接基底金属4，另一端接地；电极外接导线9的一端连接电极对，另一端连接多通道阻抗测试单元1，待测涂层金属件3上设有用于连接电极外接导线的电极接口，电极接口上设有屏蔽罩。基底金属4处于工作电极7和对电极6之间的环形部分是用于减少电极间耦合的保护环10。

多通道阻抗测试单元1由壳体、设于壳体上的控制面板、内置于壳体中的数据采集模块、分析模块和通讯模块组成，分析模块分别与数据采集模块、通讯模块和控制面板连接，其中，分析模块对数据采集模块采集的涂层阻抗数据进行拟合分析计算。远程控制单元2由服务器、监测管理系统软件和通讯模块组成，对拟合分析计算结果进行趋势分析或者筛选或者分级。多通道阻抗测试单元的阻抗测试通道数量由测试电极对数量决定，多通道阻抗测试单元1通过电极外接导线9输出测试扰动正弦交流信号，其电压范围为0.165V～3.3V，并自动选择信号质量较高的扰动幅值，扫描频率范围为0.1Hz～100KHz。

工作电极和对电极的嵌入数量由待测涂层体系面积决定，电极对测量的有效涂层区域是工作电极和对电极之间的涂层区域称为测试区域，即有效涂层区域面积为测试区域面积，按照待测涂层体系面积，遵循均匀布点的原则，测试区域距离该待测涂层金属件边缘的距离不小于1cm；当待测涂层金属件单面面积小于或等于1m²时，在该面设置至少5个电极对；当待测涂层金属件单面面积大于1m²且小于5m²时，在该面设置6～10个电极对；当待测涂层金属件单面面积大于或等于5m²时，在该面设置至少10个电极对。

本发明的安装过程：

1、待测涂层金属构件或设备在安装使用前，提前加工好嵌入电极对的环形槽和安装槽，环形槽和安装槽的深度与基底金属厚度保持一致。

2、分别将工作电极、对电极嵌入至环形槽和安装槽内。为了保证工作电极、对电极需与基底金属绝缘，槽内用环氧树脂注入加以密封。在待测涂层金属构件或设备的基底金属裸露区域选取一个位置，用接地导线引出接地连接。

3、在工作电极和对电极之间增加用以减少电极间耦合的保护环。该保护环可以是增设的，也可以是基底金属处于工作电极和对电极之间的环形部分。

4、将嵌入好电极的构件或设备表面整体打磨至平整，再对构件或设备进行涂装。

5、将涂装好的构件或设备安装至现场，将电极外接导线连接至多通道阻抗测试单元，接地导线接地连接。

6、在电极接口上设置屏蔽罩进行屏蔽和保护。

7、开始监测前，通过远程控制单元输入相关参数对现场涂层状态进行现场原位监测；远程控制单元和多通道阻抗测试单元的通讯模块，以有线或无线的方式，通过专用或通用的介质，在远程控制单元和多通道阻抗测试单元之间传输数据。多通道阻抗测试单元将测量结果进行本地缓存，并传输至远程控制单元供用户存储和使用。

8、从安装后开始，多通道阻抗测试单元按照设定的检测周期对电极间涂层阻抗进行检测并记录数据，一直持续整个评估周期。

如图5所示，一种上述有机涂层老化状态原位在线监测装置的监测方法，包括以下步骤：

S1、实验室加速环境试验：

⑴对涂装构件或设施现场服役环境参数进行监测，确定待测涂层金属件现场服役环境的环境加速老化因子和环境参数；

⑵使用与待测涂层金属件相同的金属、涂料以及涂装工艺制作金属板体表面涂覆有涂层的试验板件；

⑶根据环境加速老化因子和环境参数，按照现场环境当量的10～100倍设定实验室加速环境试验参数；

⑷使用有机涂层老化状态原位在线监测装置对试验板件进行实验室加速环境试验，在试验过程中，采集试验板件的涂层阻抗数据，分析涂层从初始状态至老化失效状态过程中阻抗模值的变化规律，选择对应的阻抗等效电路模型，并结合外观变化，建立涂层老化状态分级评估标准，确定涂层失效时的阻抗模值阈值；

阻抗模值的计算公式为：

式中，R_c-涂层电阻；C_c-涂层电容,Rs-溶液电阻；ω-角频率。

涂层老化状态分级评估标准是建立在涂层阻抗模值与外观(失光率、色差值、粉化程度等)一致的前提条件下。

S2、使用有机涂层老化状态原位在线监测装置对待测涂层金属件涂层服役状态进行原位实时监测：

⑴待投入使用服役构件或设备前，需在设计初将本发明监测装置的电极对进行提前嵌入。在实时现场原位监测前，在远程控制单元中设定正弦交流信号电压值、扫频范围、监测间隔时长、阻抗等效电路模型、阻抗模值阈值和预警阈值。

⑵多通道阻抗测试单元采集待测涂层金属件的涂层阻抗数据并结合阻抗等效电路模型进行分析得到关于阻抗模值的计算结果；

⑶远程控制单元将计算结果与设定的阻抗模值阈值比较以评估待测涂层金属件现场服役涂层老化状态，并将评估结果上传至客户端，用户可在远程端及时掌握涂层当下的状态信息，评估结果临近阻抗模值阈值或低于阻抗模值阈值分别予以预警或者报警处理。

对于达到设定的临近特征阻抗值的预警阈值，会触发远程控制单元的预警提示，提示用户服役涂层即将老化失效，需提前做好预防措施；对于低于设定的临近特征阻抗值的报警阈值，会触发远程控制单元的报警提示，警告用户服役涂层已处于失效状态，丧失对基材金属的保护功能，需立刻采取防护措施。

实例说明：

某海上风电机组的钢结构基础承载平台，因服役年限的问题，需对部分构件进行更换，并希望在构件表面涂层状态进行在线原位监测以及状态评估，指导技术人员对平台日常维护与保养。

本实例的监测装置安装及监测方法具体包括：

S1，获取新构件的结构尺寸、基底材质、涂层类型、涂层厚度、涂装工艺、待测涂层区域和位置等相关信息；

S2，根据构件面积，在未进行涂装的构件上提前布局监测位置，并在这些位置处提前加工好嵌入电极对的环形槽和安装槽，环形槽和安装槽的深度与构件基底金属厚度一致。构件单面面积低于1m²，则至少预留5个测试点的嵌入位置。

S2-1，构件的基底金属材质为碳钢，因此工作电极制作是环厚8mm碳钢圆环，外环直径控制在37mm，对电极制作是直径5mm碳钢实心圆棒。为了保证工作电极、对电极与基体金属绝缘，环形槽和安装槽用环氧树脂注入加以密封。每对电极对的一端与基底金属表面相平，另一端通过电极外接导线引出。再分别在构件电极对的环内和环外的位置分别接地。

S2-2，在各对工作电极和对电极之间增加用以减少电极间耦合的保护环。

S2-3，将嵌入好电极的构件表面整体打磨至平整，再对构件按照既定的涂装工艺进行涂装待用。

S3，与此同时，开展对构件将投入使用的现场服役环境参数进行监测，确定现场服役环境中影响涂层状态和性能的关键加速老化因子以及具体的环境参数含量。

S4，按照S1获取的信息以及参考S2步骤，设计一个微单元监测装置，包括一个涂装结构件、一个工作电极、一个对电极、二个接地装置，一个阻抗测试模块、一个数据传输单元、一个远端管理模块和屏蔽罩。

S5，根据步骤S3，按照与现场环境当量水平的10倍～100倍设定实验室加速试验的试验参数，在试验进行过程中，对微单元装置的涂层老化状态进行连续性地原位监测，研究该构件表面涂层从初始状态至老化失效状态过程中低频阻抗模值的变化规律，选择对应的阻抗等效电路模型，并结合外观变化，建立涂层老化状态分级评估标准，如下表：

等级	<![CDATA[Z<sub>0.1Hz</sub>阻抗范围/(Ω·cm<sup>2</sup>)]]>	涂层状态
			A	<![CDATA[10<sup>9</sup>以上]]>	性能优异
B	<![CDATA[10<sup>9</sup>～10<sup>8</sup>]]>	性能良好
			C	<![CDATA[10<sup>8</sup>～10<sup>7</sup>]]>	性能一般
D	<![CDATA[10<sup>7</sup>～10<sup>6</sup>]]>	性能较差
			E	<![CDATA[10<sup>6</sup>以下]]>	性能失效

(表1)

S6，将涂装好的构件按规定的要求安装至现场，将外接电极端的导线连接至多通道阻抗测试单元，接地导线接地连接。

S6-1，在涂层板电极接口侧相应位置设置屏蔽罩进行噪声屏蔽和保护。

S7，开始监测前，通过远程控制单元输入相关测试参数：①施加正弦交流信号电压范围0.165V～3.3V；②扫频范围：0.1Hz～100KHz；③监测间隔：1周/次；失效阈值、等效电路模型、预警阈值等。

S7-1，多通道阻抗测试单元将测量结果进行本地缓存，并传输至远程控制单元供用户存储和使用。

S7-2，从安装后开始，多通道阻抗测试单元按照设定的检测周期对电极间涂层阻抗进行检测并记录数据，一直持续整个评估周期，直至预警信号出现，需提前采取必要的维护措施，避免构件涂层失效，造成基底碳钢腐蚀，从而影响平台的安全运行。

Claims (10)

1.一种有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于：它包括电极对、多通道阻抗测试单元、与所述多通道阻抗测试单元连接的远程控制单元，所述电极对用于嵌入在待测涂层金属件的基底金属中，所述电极对的材质与基底金属材质相同，所述电极对的一端与待测涂层金属件的涂层接触，另一端连接所述多通道阻抗测试单元，所述多通道阻抗测试单元采集待测涂层金属件的涂层阻抗数据并进行分析获得计算结果，所述远程控制单元根据计算结果评估待测涂层金属件现场服役涂层老化状态。

2.根据权利要求1所述的有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于：所述电极对包括柱状的对电极、环形的工作电极、接地导线和电极外接导线，在所述待测涂层金属件上开有深入所述基底金属的环形槽和位于所述环形槽中心的安装槽，所述对电极设置在所述安装槽中且其与槽壁、槽底的间隙中填充有绝缘材料，所述工作电极设置在所述环形槽中且其与槽壁、槽底的间隙中填充有绝缘材料，所述接地导线的一端连接基底金属，另一端接地；所述电极外接导线的一端连接电极对，另一端连接所述多通道阻抗测试单元，所述基底金属处于所述工作电极和对电极之间的环形部分是用于减少电极间耦合的保护环。

3.根据权利要求2所述的有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于：所述多通道阻抗测试单元由壳体、设于壳体上的控制面板、内置于壳体中的数据采集模块、分析模块和通讯模块组成，所述分析模块分别与数据采集模块、通讯模块和控制面板连接。

4.根据权利要求3所述的有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于：所述待测涂层金属件上设有用于连接电极外接导线的电极接口，所述电极接口上设有屏蔽罩。

5.根据权利要求4所述的有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于：所述环形槽和安装槽的深度均与基底金属的厚度相同；所述电极对位于槽口的一端与基底金属表面齐平。

6.根据权利要求5所述的有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于：所述工作电极的壁厚为8mm～10mm，其外环直径是35mm～45mm；所述对电极的直径为5mm～10mm。

7.根据权利要求6所述的有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于：所述电极对测量的有效涂层区域是工作电极和对电极之间的涂层区域称为测试区域，所述测试区域距离该待测涂层金属件边缘的距离不小于1cm；当待测涂层金属件单面面积小于或等于1m²时，在该面设置至少5个电极对；当待测涂层金属件单面面积大于1m²且小于5m²时，在该面设置6～10个电极对；当待测涂层金属件单面面积大于或等于5m²时，在该面设置至少10个电极对。

8.根据权利要求7所述的有机涂层老化状态原位在线监测装置，其特征在于：所述多通道阻抗测试单元通过电极外接导线输出测试扰动正弦交流信号，其电压范围为0.165V～3.3V，并自动选择信号质量较高的扰动幅值，扫描频率范围为0.1Hz～100KHz。

9.一种权利要求1所述有机涂层老化状态原位在线监测装置的监测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、实验室加速环境试验：

⑴确定待测涂层金属件现场服役环境的环境加速老化因子和环境参数；

⑵使用与待测涂层金属件相同的金属、涂料以及涂装工艺制作金属板体表面涂覆有涂层的试验板件；

⑶根据环境加速老化因子和环境参数，按照现场环境当量的10～100倍设定实验室加速环境试验参数；

⑷使用有机涂层老化状态原位在线监测装置对试验板件进行实验室加速环境试验，在试验过程中，采集试验板件的涂层阻抗数据，分析涂层从初始状态至老化失效状态过程中阻抗模值的变化规律，选择对应的阻抗等效电路模型，并结合外观变化，建立涂层老化状态分级评估标准，确定涂层失效时的阻抗模值阈值；

S2、使用有机涂层老化状态原位在线监测装置对待测涂层金属件涂层服役状态进行原位实时监测：

⑴在远程控制单元中设定由步骤S1确定的阻抗等效电路模型和阻抗模值阈值；

⑵多通道阻抗测试单元采集待测涂层金属件的涂层阻抗数据并结合阻抗等效电路模型进行分析得到阻抗模值的计算结果；

⑶远程控制单元将计算结果与设定的阻抗模值阈值比较以评估待测涂层金属件现场服役涂层老化状态，并将评估结果上传至客户端，评估结果临近阻抗模值阈值或低于阻抗模值阈值分别予以预警或者报警处理。

10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于：所述涂层老化状态分级评估标准是：阻抗模值范围为Z_0.1Hz≥10⁹Ω·cm²以上，涂层状态是性能优异，等级为A；阻抗模值范围为10⁸≤Z_0.1Hz＜10⁹Ω·cm²，涂层状态是性能良好，等级为B；阻抗模值范围为10⁷≤Z_0.1Hz＜10⁸Ω·cm²，涂层状态是性能一般，等级为C；阻抗模值范围为10⁶≤Z_0.1Hz＜10⁷Ω·cm²，涂层状态是性能较差，等级为D；阻抗模值范围为Z_0.1Hz＜10⁶Ω·cm²以下，涂层状态是性能失效，等级为E。

Images