[发明专利]供水管道耐腐蚀研究用具有多种涂层的可更换工作电极

说明书

技术领域

本发明是关于电化学测量装置的，特别涉及一种供水管道耐腐蚀研究用具有多种涂层的可更换工作电极。

背景技术

城市供水系统是城市的生命线，管道的安全供水对维护城市的正常生产、生活起着至关重要的作用。我国供水管道材质主要为球墨铸铁等金属，金属管道的腐蚀是威胁管道安全运行的重要因素。在管道耐腐蚀性检测的众多方法中，电化学测量方法作为观测材料耐腐蚀性能的一种重要手段，由于其快速、可连续监测等优点而被广泛用于金属供水管道耐腐蚀的实验研究。在电化学测量装置中，工作电极的选择及制备是关系到测试可行性及有效性的关键因素。现有的工作电极通常为单一金属材质的柱状或片状电极，尚不能准确模拟管道运行中的真实情况。在实际供水系统中，管道主体为球墨金属等材质，其上涂覆有水泥砂浆内衬层、环氧树脂涂层或镀锌涂层等多种防腐层，管道内涂层除具有防腐作用外,还降低了管壁粗糙度,从而减少流动阻力，以降低动力消耗、节约管材和工费等。同时，大量城市供水管道已运行多年，管道内外壁面上已形成较厚的局部腐蚀瘤或大面积腐蚀垢层，严重影响了用户端出水水质，并加速了管道的腐蚀。

针对以上情况，应用现有的单一金属材质工作电极进行电化学测量以模拟管道运行情况，明显与实际管道的运行情况不符，无法获得带有防腐涂层或腐蚀产物的金属电极在腐蚀过程中的腐蚀数据；同时，因传统工作电极反应面积不易确定、制备操作难以标准化、体积较大而无法实现后续大型仪器检测等问题，限制了电化学方法在供水管道耐腐蚀研究领域的应用。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种供水管道耐腐蚀研究用具有多种涂层的可更换工作电极，以解决现有技术中传统金属工作电极无法准确地对带有防腐涂层或腐蚀产物的金属电极进行电化学测量的问题，以便更加准确地模拟供水管道的实际运行情况及耐腐蚀性能。该电极反应面积方便计算，涂层表面平整均一，涂层厚度易于控制，制作方法规范可行，增强了该电极的普遍适用性。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种供水管道耐腐蚀研究用具有多种涂层的可更换工作电极，包括金属电极、绝缘层和导体接头，其特征在于，所述金属电极为球墨铸铁电极1，其外表面设置有绝缘层2；球墨铸铁电极1的直径为08～12mm，高10～15mm；绝缘层2的厚度为3mm，高15～25mm； 由于球墨铸铁电极1与绝缘层2的高度差，其上部形成一个高度为2～12mm凹槽3，该凹槽3内设置有防腐层6或者腐蚀垢层7；在球墨铸铁电极1的下表面设置有硬质金属导体接头4，球墨铸铁电极1的下表面及硬质金属导体接头4的外表面均设置有绝缘层。

所述球墨铸铁电极1为圆柱体电极，其外表面设置的绝缘层2为PVC绝缘层；球墨铸铁电极1的下表面及硬质金属导体接头4的外表面设置的绝缘层也为PVC绝缘层。

所述硬质金属导体接头4的长度为5～10cm，末端裸露，与外部电化学测量装置相连接。

所述防腐层6为水泥砂浆层、镀锌层或者环氧树脂层。

所述凹槽3与腐蚀垢层7之间设置有双面导电碳胶5，双面导电碳胶5的厚度为0.05mm。

本专利的优点和有益效果是：

1、本发明是一种供水管道耐腐蚀研究用具有多种涂层的可更换工作电极，可对多种管道防腐涂层进行实时电化学腐蚀监测，便于研究涂层的作用机理和防腐性能，以更加准确地模拟供水管道的实际运行情况及耐腐蚀性能。

2、本发明工作电极可对覆盖有内外管壁腐蚀垢层剥落物的金属电极进行电化学测量，从而推测出现有老旧管道腐蚀垢层的微观结构及性能，以探究供水管道的腐蚀进程和腐蚀机理，对城市供水管道的寿命预测和腐蚀防护意义重大。

3、本发明工作电极制作方法规范可行，反应面积方便计算，涂层表面平整均一，涂层厚度易于控制，可以大大提高腐蚀电化学测量的准确性和规范性。

4、本发明工作电极广泛适用于各种电化学测量装置，如两电极、三电极体系电解池，通过交流阻抗谱、动电位扫描、开路电位等测量手段，可准确获得静态或流动体系下腐蚀过程中的腐蚀数据，从而模拟、研究出多种供水管道防腐层的作用机理及失效机理。

5、本发明工作电极截面积小、厚度薄、主体体积较小，避免了使用其他截面积较大或厚度较大的工作电极需要切割的操作，使得后续利用大型仪器检测涂层微观形貌的实验操作更为方便、快捷，便于综合应用多种检测方法，更好地分析供水管道中多种涂层在腐蚀环境中的作用机理。

附图说明

图1是本发明供水管道耐腐蚀研究用具有多种涂层的可更换工作电极的结构示意图；