[发明专利]土壤-钢材电化学腐蚀体系的测试装置

说明书

本发明公开了一种土壤‑钢材电化学腐蚀体系的测试装置，包括上壳体（5）和下壳体（7），所述上壳体（5）和下壳体（7）通过铰链（3）连接；其特征在于：所述上壳体（5）内表面通过弹簧（13）吊装有一陶瓷片（14），所述陶瓷片（14）底面设有金属片Ⅰ（15），所述陶瓷片（14）沿其两侧的陶瓷片导槽（4）上下运动，所述陶瓷片导槽（4）上端连接于上壳体（5）内表面；所述陶瓷片（14）开有导孔，所述金属片Ⅰ（15）通过导线（16）穿过导孔及上壳体（5）后引出。该装置可实现不同土壤条件下土壤或钢材的电化学响应的测试，并省去了电化学试验过程中“插”、“拔”电极的过程，使对不同条件下的土壤‑钢材腐蚀体系的电化学行为研究变得方便、快捷。

技术领域

本发明属于腐蚀模拟试验以及电化学测试技术领域，特别是提供了一种土壤-钢材电化学腐蚀体系的测试装置，适用于测试不同土壤环境下钢材以及土壤本身电化学腐蚀行为的测试。

背景技术

埋地管线不可避免地会因土壤环境等外界因素的影响受到腐蚀，因此也带来了相当大的经济损失。研究钢材在不同土壤影响因素下的腐蚀行为对管线防腐有重要意义。目前，评价污染土腐蚀性的方法主要有传统评价法和电阻率评价法。传统评价方法需测试污染土的参数较多（pH值，SO₄^2-、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺等易溶盐含量，氧化还原电位，电阻率，极化电流密度和质量损失等），其测试时间较长，误差较大，而电化学阻抗谱理论为岩土工程领域的应用研究提供了新的思路；基于电化学阻抗谱理论，采用物理、化学、电化学等多种测试方法，测试不同类型污染土中的矿物成分、宏观性能与电化学特性之间的关系来评价污染土的腐蚀性，与其他物理化学的分析测试方法相比有无损、快速的优点，而且测试过程中的灵敏度也相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试土壤-钢材电化学腐蚀体系的测试装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种土壤-钢材电化学腐蚀体系的测试装置，包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过铰链连接；所述上壳体内表面通过弹簧吊装有一陶瓷片，所述陶瓷片底面设有金属片Ⅰ，所述陶瓷片沿其两侧的陶瓷片导槽上下运动，所述陶瓷片导槽上端连接于上壳体内表面；所述陶瓷片开有导孔，所述金属片Ⅰ通过导线穿过导孔及上壳体后引出。

所述下壳体内安装试样台，所述试样台上表面设有金属片Ⅱ，所述金属片Ⅱ通过导线穿过试样台及上壳体后引出；所述试样台上设置环刀槽，所述环刀槽内放置取样后的环刀；所述环刀内壁设有一圈盐桥槽，所述盐桥槽内设有盐桥，所述盐桥穿出环刀及上壳体后引出。

所述下壳体内安装有电热装置，所述试样台上位于环刀槽两侧设有温度探头，所述上壳体或者下壳体侧壁安装风冷装置；所述上壳体外设置温度调节器，所述温度调节器连接温度探头、并控制电热装置及风冷装置工作。

装置闭合状态下，弹簧压缩同时给予陶瓷片压力实现金属片Ⅰ与环刀内土样表面的充分接触，连接金属片Ⅰ的导线连接工作电极。环刀内壁刻有盐桥槽，槽内环绕环刀一周的盐桥外接甘汞电极作为参比电极；将所测试土壤用环刀制为试样或将欲测试钢材预埋进土壤后用环刀取样，环刀内的土壤或钢材作为工作电极；试样台上表面的金属片Ⅱ作为对电极与甘汞电极、钢材或土壤形成三电极系统，外接电化学工作站，测试土壤-钢材腐蚀体系在不同条件下的电化学腐蚀行为。其中，温度探头位于试样台左右两侧；温度调节器通过温度探头来获取壳体内的温度信息后，用于调节控制温度，具体是装置壳体内装有电热装置以便在环境温度低于设置温度时提温；装置两侧外壳上装有风冷装置以便在环境温度高于设置温度时降温。

本装置的有益效果如下：

1、在土壤取样后不用将试样与环刀分离而直接将两者置于试样台上进行测试，并且将电化学测试过程中的三电极分别固定在环刀内部装置上下部的陶瓷片上，省去了传统电化学测试过程中“插”，“拔”电极的过程，简化了试验流程。