[发明专利]流动体系下金属微生物腐蚀的电化学测试装置

说明书

技术领域

本发明属于金属电化学腐蚀测试领域，可用于流动体系下金属微生物腐蚀过程实时电化学监测。具体地说，是涉及一种流动体系下金属微生物腐蚀的电化学测试装置。

背景技术

我国目前90％以上的在役供水管道是金属管道，金属管道腐蚀是造成管网漏损失效的重要原因之一，其中约有20％是由微生物的作用引起的。电化学测试方法由于其快速连续、可原位监测等优点被广泛应用于金属管道腐蚀实验研究，采用电化学分析技术能够较为全面而准确地获得腐蚀数据与微生物的生长情况。现有电化学监测装置尚不能对流动体系下金属材料的微生物腐蚀进行实时电化学测量，限制了电化学测试方法在金属微生物腐蚀领域的应用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出一种流动体系下金属微生物腐蚀的电化学测试装置。解决现有技术中无法使微生物短时间内在金属表面聚集生长以及无法对流动体系下金属材料进行实时电化学腐蚀测量等问题；另外，该装置的工作电极可以直接采用所研究的金属材料试片，省去了制作专用工作电极的步骤和成本，增强了该装置的实用性。为此，本发明采用的技术方案是，流动体系下金属微生物腐蚀的电化学测试装置，包括圆柱玻璃空腔、上端聚四氟乙烯密封盖、下端聚四氟乙烯密封盖、参比电极、盐桥、辅助电极、铂片、加药孔、取样孔、工作电极、工作电极触孔、工作电极触点、铜圆片、螺丝钉、进水口、出水口，圆柱玻璃空腔为装置主体，空腔上下两端为聚四氟乙烯密封盖，上端安装有参比电极、辅助电极、加药孔和取样孔，下端设有工作电极、工作电极触孔和工作电极触点，进水口与出水口位于圆柱玻璃空腔侧壁。

参比电极插入盐桥内，底端与工作电极相对，工作电极是金属材料试片，辅助电极与工作电极构成回路，参比电极用来测量工作电极的电极电位；另外，通过测定工作电极和辅助电极之间的电流，作出描述工作电极性质的电化学曲线。

圆柱玻璃空腔上端聚四氟乙烯密封盖设有加药孔，加药时旋开加药孔盖，利用针筒打入药剂，减少空气的进入，降低开盖等操作对装置体系的扰动。

圆柱玻璃空腔上端聚四氟乙烯密封盖设有取样孔，方便对腐蚀介质进行取样和水质检测，从而更好地分析流动体系中金属微生物腐蚀的过程和机理。

圆柱玻璃空腔侧壁设有进水口与出水口，进水口距底部工作电极有一定距离，并且装置底部为圆弧斜坡，用于减轻腐蚀介质对工作电极的冲刷作用，有利于微生物在工作电极表面生长繁殖。

直接采用金属材料试片用作工作电极，金属材料试片置于工作电极触孔与工作电极触点之间。工作电极触点由聚四氟乙烯盖和带螺丝钉铜圆片组成，通过拧动螺丝钉将工作电极触点上的铜圆片顶起，使之与工作电极紧密结合，便于进行多种金属材料的腐蚀监测。

通过侧壁进水口和出水口接入流动循环系统，实现流动体系下的腐蚀电化学监测。

本发明的特点及有益效果是：

1、本发明减轻了腐蚀介质对工作电极的冲刷作用，有利于微生物在工作电极表面附着生长，同时可实现流动体系下金属材料腐蚀的实时电化学监测，有利于更好地分析金属材料在流动体系下的微生物腐蚀机理。

2、本发明以研究金属材料试片直接作为工作电极，与铂片辅助电极和参比电极构成三电极测量体系，并通过进出口接入动态循环体系，实现对研究金属材料在流动体系下微生物腐蚀过程的实时电化学测量。

3、本发明将研究金属材料试片置于工作电极触孔与工作电极触点之间，通过拧动螺丝钉将工作电极触点上的铜圆片顶起，使之与工作电极紧密结合，有效防止腐蚀介质泄漏。

4、本发明固定了工作电极(研究金属材料试片)、铂片辅助电极与参比电极之间的相对位置，便于进行重复性腐蚀监测实验。

5、本发明装置上端设有加药孔，加药时通过针筒打入药剂，减轻了开盖等操作对装置体系的扰动，可以实现消毒剂等药剂对腐蚀过程的影响研究。

6、本发明装置上端设有取样孔，便于对腐蚀介质进行取样检测，从而更好地分析流动腐蚀过程和机理。

附图说明：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明顶部结构示意图；

图3为本发明底部结构示意图；

图4为本发明主体圆柱玻璃空腔结构示意图；

图5为本发明上端聚四氟乙烯密封盖结构示意图；

图6为本发明上端聚四氟乙烯密封盖结构示意图；

图7为本发明工作电极及工作电极触孔结构示意图；

图8为本发明工作电极触点结构示意图；