快速實現不銹鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及腐蝕中點蝕的試驗領域，特別是一種快速實現不誘鋼點蝕發生和 發展的腐蝕試驗裝置。
【背景技術】
[0002] 點蝕是不誘鋼最常見的一種局部腐蝕，不誘鋼的純化膜在腐蝕環境中（尤其是含 有Cl-的介質）很容易被破壞而產生活性點，在腐蝕介質的作用下點蝕加速生長，進而對不 誘鋼造成嚴重的局部腐蝕。科研工作者經過十幾年研究認識到點蝕的過程可W分為如下幾 步：點蝕的發生、點蝕亞穩態生長、點蝕穩定生長和點蝕發生再純化終止生長階段。用電化 學理論講，當不誘鋼試樣的外加電位超過其點蝕起始電位時，就會產生點蝕，并且隨著電位 的降低，點蝕開始長大;但當電位降到再純化電位W下時，純化膜的形成可終止點蝕生長。
[0003] 在自然環境中（如地層水環境），由于腐蝕介質的腐蝕性較小，并且不誘鋼點蝕的 發生存在一定誘導期，因此在運種條件下不誘鋼發生點蝕需要時間較長，要想評價并比較 不同材質不誘鋼在運種環境下的耐點蝕性能，常用的腐蝕試驗方法是室內浸泡試驗，但是 所需要的試驗周期較長，不能快速地得出試驗結果。本實用新型中提及的電化學極化腐蝕 試驗方法不僅能縮短試驗周期，快速使不誘鋼發生點蝕，而且還能使點蝕快速生長，短時間 內可評價并比較不同材質不誘鋼在指定腐蝕介質中的耐點蝕性能。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種快速實現不誘鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝 置，在室內模擬自然環境條件下快速實現不誘鋼在腐蝕介質中點蝕的發生和發展，并在短 時間內評價并比較不同材質不誘鋼的耐點蝕性能。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：
[0006] -種快速實現不誘鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置，該裝置包括：電化學工作 站、腐蝕電解池、試驗介質溶液、輔助電極、參比電極、工作電極、通氣管，具體結構如下：
[0007] 腐蝕電解池中裝有試驗介質溶液，試驗介質溶液中設置輔助電極、參比電極和工 作電極，試驗介質溶液中插設氮氣的通氣管；電化學工作站設有四個接線夾，通過四個接線 夾，分別與輔助電極、參比電極、工作電極和接地線連接。
[0008] 所述的快速實現不誘鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置，輔助電極為銷電極，參 比電極為飽和甘隸電極，工作電極為不誘鋼電極。
[0009] 所述的快速實現不誘鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置，電化學工作站的工作電 極接線夾WE、輔助電極接線夾CE、參比電極接線夾RE和接地線夾GOUND分別與工作電極、輔 助電極、參比電極、接地線對應連接，工作電極、輔助電極、參比電極置于專用于電化學測試 實驗的腐蝕電解池中，并完全浸入試驗介質溶液的液面W下，形成電化學工作站和電化學 S電極體系測試系統。
[0010] 本實用新型的優點及有益效果是：
[0011] 1、本實用新型先測得不誘鋼工作電極的腐蝕電位，再測得不誘鋼工作電極的點蝕 電位和再純化電位，然后在所測得的點蝕電位和再純化電位之間選取一個電位值作為極化 電位，并將選取的極化電位施加在工作電極上，使不誘鋼工作電極在動電位掃描階段產生 的點蝕繼續生長，在不同時間內得到不同深度的點蝕，其原理簡單，使用的試驗裝置操作方 便，具有廣泛的實用性。
[0012] 2、本實用新型可在室內模擬自然環境下能夠快速實現不誘鋼點蝕的發生和發展， 又能評價并比較不同材質不誘鋼的耐點蝕性能，縮短了采用室內浸泡試驗使不誘鋼點蝕發 生和發展的試驗周期。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型的電化學測試試驗裝置圖。
[0014] 圖中：1-電化學工作站，2-腐蝕電解池，3-試驗介質溶液，4-輔助電極，5-參比電極 (飽和甘隸電極），6-工作電極(不誘鋼電極），7-通氣管。
[0015] 圖2為本實用新型的點蝕深度與時間的幕函數關系曲線。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖對本實用新型的實施作進一步說明：
[0017] 如圖1所示，本實用新型快速實現不誘鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置，主要包 括:電化學工作站1、腐蝕電解池2、試驗介質溶液3、輔助電極4(銷電極）、參比電極5(飽和甘 隸電極）、工作電極6(不誘鋼電極）、通氣管7等，具體結構如下：
[0018] 腐蝕電解池2中裝有試驗介質溶液3,試驗介質溶液3中設置輔助電極4、參比電極5 和工作電極6,試驗介質溶液3中插設氮氣的通氣管7;電化學工作站1設有四個接線夾，通過 四個接線夾，分別與輔助電極4、參比電極5、工作電極6和接地線對應連接，腐蝕電解池2中 盛放的試驗介質溶液種類可根據試驗需要而定。
[0019]試驗前，需將電化學工作站的工作電極接線夾(WE)、輔助電極接線夾(CE)、參比電 極接線夾(RE)和接地線夾(GOUND)運4個接線夾分別與工作電極6、輔助電極4、參比電極5、 接地線對應連接起來，并將工作電極、輔助電極、參比電極置于專用于電化學測試實驗的腐 蝕電解池2中，試驗時要求所有電極應完全浸入液面W下，形成電化學工作站和電化學=電 極體系測試系統。
[0020] 采用上述的試驗裝置快速實現不誘鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗方法，該試驗方 法是先利用電化學工作站開路電位測量模式測得不誘鋼工作電極的腐蝕電位，再用動電位 掃描模式測得不誘鋼工作電極的點蝕電位和再純化電位，然后在所測得的點蝕電位和再純 化電位之間選取一個電位值作為極化電位，并采用電化學工作站恒電位極化模式將選取的 極化電位施加在不誘鋼工作電極上，使不誘鋼工作電極在動電位掃描階段產生的點蝕繼續 生長，在不同的極化時間內得到不同深度的點蝕坑，根據此結果評價并比較不同材質不誘 鋼的耐點蝕性能。其具體步驟是：
[0021] (1)根據試驗需求配制相應的試驗介質溶液，并將其置入腐蝕電解池中，如有除氧 需求就對其采用氮氣驅氧方式除氧；
[0022] (2)將已連接好導線的不誘鋼工作電極、輔助電極和參比電極置于腐蝕電解池中， 要求所有電極完全浸入液面W下；
[0023] (3)不誘鋼工作電極置入腐蝕電解池中15min之后，利用電化學工作站開路電位測 量模式測得不誘鋼工作電極的開路電位，即腐蝕電位；
[0024] (4)利用電化學工作站動電位掃描模式從腐蝕電位開始，W20mV/min的電位掃描 速度進行陽極極化，當陽極電流達到500yA/cm 2后進行回掃，回到腐蝕電位后停止掃描；
[0025] (5) W陽極極化曲線上對應電流密度為lOiiA/cm2時的電位值作為該不誘鋼電極的 點蝕電位，W回掃曲線與陽極極化曲線交點作為該不誘鋼電極的再純化電位，根據W上兩 點要求讀出點蝕電位和再純化電位；
[0026] (6)在所測得的再純化電位到點蝕電位的范圍內，選取一個電位值作為極化電位， 并采用電化學工作站的恒電位極化模式對不誘鋼工作電極進行恒電位極化，使不誘鋼工作 電極在動電位掃描階段產生的點蝕繼續生長，試驗時間可根據實際情況而定。
[0027] 采用上述試驗方案，在室內模擬自然腐蝕環境快速實現不誘鋼點蝕的發生和發 展，評價并比較不同材質不誘鋼的耐點蝕性能，縮短了采用室內浸泡試驗使不誘鋼點蝕發 生和發展的試驗周期。
[002引實施例；
[0029] 實驗數據:選用超級13&馬氏體不誘鋼作為研究對象，利用上述方法進行試驗，實 驗介質為NaCl溶液，溫度為50°C，恒電位極化實驗周期分別為化、6h、化、1化、24h、4化。試驗 后測得13化試驗試樣的最大點蝕深度數據如下表所示。
[0030] 表1 13化試驗試樣的最大點蝕深度數據統計表
[0031]
[0032] 實驗曲線：對點蝕深度和時間數據進行幕函數擬合，得到最大點蝕深度與時間的 幕函數關系曲線，結果見圖2。
[0033] 實驗效果:將13Cr不誘鋼試樣放入120°C的化Cl溶液中浸泡30天得到的最大點蝕 深度為7.42WH，同樣條件下浸泡90天，得到的最大點蝕深度為17.5曲1，與上述實驗結果對比 可知，運種電化學極化方法快速實現了 13化不誘鋼點蝕的發生和發展。
【主權項】
1. 一種快速實現不銹鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置，其特征在于，該裝置包括：電 化學工作站、腐蝕電解池、試驗介質溶液、輔助電極、參比電極、工作電極、通氣管，具體結構 如下： 腐蝕電解池中裝有試驗介質溶液，試驗介質溶液中設置輔助電極、參比電極和工作電 極，試驗介質溶液中插設氮氣的通氣管；電化學工作站設有四個接線夾，通過四個接線夾， 分別與輔助電極、參比電極、工作電極和接地線連接。2. 按照權利要求1所述的快速實現不銹鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置，其特征在 于，輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極，工作電極為不銹鋼電極。3. 按照權利要求1所述的快速實現不銹鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置，其特征在 于，電化學工作站的工作電極接線夾WE、輔助電極接線夾CE、參比電極接線夾RE和接地線夾 GOUND分別與工作電極、輔助電極、參比電極、接地線對應連接，工作電極、輔助電極、參比電 極置于專用于電化學測試實驗的腐蝕電解池中，并完全浸入試驗介質溶液的液面以下，形 成電化學工作站和電化學三電極體系測試系統。
【專利摘要】本實用新型涉及腐蝕中點蝕的試驗領域，特別是一種快速實現不銹鋼點蝕發生和發展的腐蝕試驗裝置。該裝置包括：電化學工作站、腐蝕電解池、試驗介質溶液、輔助電極、參比電極、工作電極、通氣管，具體結構如下：腐蝕電解池中裝有試驗介質溶液，試驗介質溶液中設置輔助電極、參比電極和工作電極，試驗介質溶液中插設氮氣的通氣管；電化學工作站設有四個接線夾，通過四個接線夾，分別與輔助電極、參比電極、工作電極和接地線連接。該裝置結構簡單，操作方便，在室內模擬自然環境下能夠快速實現不銹鋼點蝕的發生和發展，又能比較不同材質不銹鋼的耐點蝕性能。
【IPC分類】G01N17/00, G01N17/02
【公開號】CN205384211
【申請號】CN201521116107
【發明人】臧晗宇, 金偉, 孫浩原, 陳博, 李亞慧
【申請人】沈陽中科腐蝕控制工程技術有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月28日