[发明专利]一种实时监测铝合金腐蚀速率的方法

说明书

本发明是一种实时监测铝合金腐蚀速率的方法，其主要结构是将电火花加工法得到的传感器工作电极和辅助电极通过梳状交叉的方式固定于基板，然后将铜质导线通过螺栓分别固定于双电极表面，最后利用环氧树脂胶水包裹螺栓和传感器的背面、四周。本发明还提供了一种利用该传感器实时监测铝合金腐蚀速率时对监测结果的修正方法，通过不同扫描速率下进行极化电阻测量，得到腐蚀体系极化电阻随电位扫描速率的变化关系，推导出腐蚀体系极化电阻的修正公式，从而消除传感器在测量过程中因快速充放电而产生的附加电流对监测结果的影响，实现对监测结果的修正。本发明提供的监测铝合金腐蚀速率传感器结构简单、监测误差修正方法应用方便，能够有效地对铝合金结构实现实时、精确、连续监测。

技术领域

本发明是一种实时监测铝合金腐蚀速率的方法，属于金属材料腐蚀检测技术领域。

背景技术

铝合金具有优异的力学性能，它易加工、耐久性高、重量轻，广泛的应用于机械制造业以及航空工业当中。铝合金是飞机桁架，大梁的主要材料，但是在长期使用当中，铝合金表面会出现破损，这些破损部位暴露在环境当中，使得铝合金表面出现腐蚀。腐蚀初期铝合金表面由银白色变为暗淡的灰色，失去金属光泽，随着腐蚀加剧，铝合金表面会出现点蚀坑，这些腐蚀坑会沿着横向和纵向发展，严重影响了铝合金结构的性能。腐蚀坑的出现提高了材料腐蚀局部应力集中系数，使得这些部位成了材料疲劳断裂的高危部位，所以对铝合金腐蚀程度进行正确有效和及时的评估变得十分重要。

由于铝合金腐蚀具有隐蔽性、随机性，相关铝合金腐蚀检测大多着眼于表面形貌检测和评估。目前铝合金材料的腐蚀检测和评估手段主要是通过目测法以及计算机图像分形技术，这些方法手段被动、效率低、必须停机检测，同时，只能描述腐蚀面积大小，无法给出腐蚀进行的深度，也不能对铝合金腐蚀进行实时在线的监测。

随着电化学监测技术的不断发展，基于电化学原理的腐蚀监测系统在腐蚀监测中体现了其特有的优势。其中，线性极化法作为一种快速、灵敏、准确的电化学腐蚀测量方法，可以直接通过测量腐蚀速率来对腐蚀体系实现在线监测。随着其技术发展的日益成熟，线性极化技术已成为发达国家在石油、化工等领域首选的腐蚀监测技术。然而，线性极化技术的测量精度受到诸多因素的影响，特别是当测量所用电化学系统为双电极体系时，由于双电层电容效应的影响，在利用线性极化法进行测量将使得腐蚀体系在连续的快速充放电过程中产生附加电流，从而导致腐蚀体系极化电阻的测量结果精度不佳。

文献“一种多参数小型化飞机结构腐蚀环境监测技术”公开了一种基于线性极化法的电化学传感器，将传感器暴露于腐蚀环境中，通过监测节点对传感器施加激励电压，记录传感器的输出，从而实现对腐蚀环境氯离子浓度的监测。该传感器通过输出电压大小表征腐蚀环境氯离子浓度高低，无法得到腐蚀体系的极化电阻，从而不能实现腐蚀体系瞬时速率的监测；同时，传感器电极通过真空蒸镀的方法制得，厚度过小，亦无法满足长时间的监测需求。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种实时监测铝合金腐蚀速率的方法，其目的是更准确得到极化电阻值，进而推算出更精确的腐蚀速率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种实时监测铝合金腐蚀速率的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

步骤一、制作传感器，在聚酰亚胺基板5上制作工作电极1和辅助电极2，工作电极1和辅助电极2与待测工件材料相同，工作电极1和辅助电极2呈梳齿形且相互交叉排布，工作电极1和辅助电极2分别通过固定螺栓3引出导线4；

步骤二、将两根导线4分别连接至电化学工作站的阳极、阴极，然后在不同扫描速率下测量传感器的极化电阻，计算每一个扫描速率下的极化电阻的平均值，绘制不同扫描速率与其极化电阻的平均值之间的关系曲线，对该关系曲线进行拟合得到斜率；

步骤三、根据该斜率推导出传感器极化电阻的修正公式如下：