CN217180534U - 破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置。所述装置包括电脑排线、丝束电极、参比电极、辅助电极和电解池，其中，丝束电极由若干个相互绝缘的异种金属电极丝混合组成，丝束电极一端通过电脑排线与外部电源连接，另一端为丝束电极暴露面，丝束电极暴露面均匀涂覆有防腐蚀涂层，且防腐蚀涂层上制有破损点，电解池内置有海水，丝束电极涂覆有防腐蚀涂层的一端、参比电极、辅助电极均浸入电解池内的海水中。本发明的试验装置具有构造简单、易于操作的优点。本发明的试验装置能够有效监测电偶腐蚀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置，属于海洋材料腐蚀领域。
背景技术
在苛刻的海洋腐蚀环境中，由于结构功能的要求，大型海洋工程（如海上石油钻井平台、跨海大桥、船舶等）的机械结构系统中通常会采用不同的材料，而这些材料在海水或潮湿的海洋大气中会发生不同程度的电偶腐蚀，这给海洋工程设备的服役安全性造成了巨大威胁。因此，研究海洋结构物金属材料的电偶腐蚀可为设计选材和腐蚀防护提供基础数据和技术基础，具有重要的理论意义和经济价值。
涂覆有机涂层是防止金属腐蚀的最常见方法之一，有机涂层通过物理屏蔽作用来阻止金属基体与腐蚀介质的接触，从而阻止腐蚀电化学反应的发生。而据我们所知，目前关于有机涂层下异种金属对在模拟海水环境中的腐蚀行为的研究相对较少。并且对于涂层下电偶腐蚀行为的研究大多采用失重测量和极化曲线等一些传统方法，但是这些研究方法无法获得对于涂层下电偶腐蚀行为极其重要的局部电化学信息。而且，现有的片状电极只能获得电极表面平均化信息，而不能获得电极局部电化学信息。
实用新型内容
为解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置。
破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置，包括电脑排线1、丝束电极2、参比电极4、辅助电极5、电解池6和铁架台7，
其中，丝束电极2由若干个相互绝缘的异种金属电极丝混合组成，丝束电极2一端通过电脑排线1与外部电源连接，另一端为丝束电极暴露面3，丝束电极暴露面3均匀涂覆有防腐蚀涂层，且防腐蚀涂层上制有破损点，
电解池6置于铁架台7上，电解池6内置有海水，铁架台7固定的丝束电极2涂覆有防腐蚀涂层的一端、参比电极4、辅助电极5均浸入海水中。
优选，所述丝束电极2的异种金属电极丝按照m×n矩阵排列；进一步的，异种金属电极丝的数量相等。
优选，所述异种金属电极丝为碳钢、铜合金、铜镍合金或铝合金两种的混合物或任意两种以上异种金属电极丝的混合物。
优选，所述异种金属电极丝的直径为1~1.5 mm。
优选，所述异种金属电极丝之间的间隔为0.5~1 mm。
根据实验要求的不同，可对丝束电极2表面防腐蚀涂层不同位置进行破损，例如，在异种电极丝的表面、同种电极丝距交界线距离以及交界处等位置，以研究不同位置破损时的腐蚀规律。
本发明的破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置具有构造简单、易于操作的优点。而且，本发明的试验装置能够获得破损涂层下异种金属电偶腐蚀过程中的局部电化学信息，以及浸泡过程中涂层失效与电偶腐蚀电化学参数的相关性信息，有效监测电偶腐蚀，进而解决了片状电极只能获得电极表面平均化信息，而不能获得电极局部电化学信息的缺点。
附图说明
图1为本发明破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置示意图。
图2为本发明丝束电极2平面示意图。
图3为丝束电极浸泡24 h后的电流密度分布图。
图4为丝束电极浸泡24 h后碳钢与铜镍合金区域涂层的EIS响应图。
其中，1-电脑排线，2-丝束电极，3-丝束电极暴露面，4-参比电极，5-辅助电极，6-电解池，7-铁架台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置，如图1所示，包括电脑排线1、丝束电极2、参比电极4、辅助电极5、电解池6和铁架台7，
其中，丝束电极2由若干个相互绝缘的异种金属电极丝混合组成，丝束电极2一端通过电脑排线1与外部电源连接，另一端为丝束电极暴露面3，丝束电极暴露面3均匀涂覆有防腐蚀涂层，且防腐蚀涂层上制有破损点，
电解池6置于铁架台7上，电解池6内置有海水，铁架台7固定的丝束电极2涂覆有防腐蚀涂层的一端、参比电极4、辅助电极5均浸入海水中。
如图2所示，本实施例涉及的丝束电极2的异种金属电极丝材料为Q235碳钢和B10铜镍合金，每根电极丝直径为1.5 mm，用环氧树脂将50根碳钢丝和50根铜镍合金丝密封成10×10矩阵。每根电极丝之间的间隔为1 mm并使其彼此绝缘。根据100根电极丝在丝束电极2中的具体位置，对其依次编号，其中1#-50#电极为碳钢电极，51#-100#电极为铜镍合金电极。丝束电极2样品表面用800# SiC水磨砂纸进行打磨，然后依次用去离子水和无水乙醇清洗。
使用厚度为150 μm的涂布棒一次性地将环氧涂层涂覆在丝束电极2表面，使得丝束电极2表面不同区域的涂层厚度一致。然后环氧涂料在室温下固化7天后，根据ISO15184-2012测试方法测得其硬度达到HB，表明该环氧涂料已完全固化。待涂层完全固化后，测得涂层厚度为100 ± 5 μm，并且将碳钢区域的45#电极表面涂层完全去除，以满足实验在异种电极交界处破损涂层的要求。
实验过程：
将丝束电极2浸泡在3.5 wt.% NaCl溶液中，温度为25 ℃。
分别测量浸泡时间为0.5 h，2 h，6 h, 12 h, 24 h时的电位电流分布，之后每隔12 h测量一次，每次测量完后，丝束电极2中的所有电极丝都连接在一起，以使电子自由流动。丝束电极浸泡24 h后的电流密度分布如图3所示。
分别对浸泡时间为0.5 h，24 h时碳钢、铜镍合金区域涂层进行电化学阻抗谱测量，以对比分析碳钢、铜镍合金区域涂层阻抗模型的变化特征。测试过程如下：电化学阻抗谱测量是在恒电位控制下于开路电势下进行的，正弦波信号幅值为20 mV，测试频率范围为105~10-2 Hz。电解池6采用经典的三电极体系，丝束电极2作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极4，铂铌丝作为辅助电极5。分别将45#电极以外的49根碳钢丝和50根铜镍合金丝偶合在一起，然后进行电化学阻抗谱进行测量，获得碳钢区域和铜镍合金区域的电化学阻抗谱。丝束电极浸泡24 h后碳钢与铜镍合金区域涂层的EIS响应如图4所示。
每次浸泡周期结束后，分别使用数码相机和体式显微镜对丝束电极表面的宏观和微观形貌演变进行跟踪拍摄。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.破损有机涂层下异种金属电偶腐蚀行为试验装置，其特征在于包括电脑排线、丝束电极、参比电极、辅助电极和电解池，
其中，丝束电极由若干个相互绝缘的异种金属电极丝混合组成，丝束电极一端通过电脑排线与外部电源连接，另一端为丝束电极暴露面，丝束电极暴露面均匀涂覆有防腐蚀涂层，且防腐蚀涂层上制有破损点，
电解池内置有海水，丝束电极涂覆有防腐蚀涂层的一端、参比电极、辅助电极均浸入电解池内的海水中。
2.根据权利要求1所述试验装置，其特征在于所述丝束电极的异种金属电极丝按照m×n矩阵排列，且2≤m≤15，2≤n≤15。
3.根据权利要求1所述试验装置，其特征在于所述异种金属电极丝的直径为1~1.5 mm。
4.根据权利要求1所述试验装置，其特征在于所述异种金属电极丝之间的间隔为0.5~1mm。
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