[发明专利]一种监测应力腐蚀开裂的探针及监测和预测方法

权利要求书

1.一种监测应力腐蚀开裂的探针，其特征在于，所述探针包括信号采集模块和信号处理模块，所述信号采集模块连接信号处理模块；

所述信号采集模块用于采集电化学信息和物理信息；

所述信号处理模块通过采集到的电化学信息和物理信息监测应力腐蚀裂纹的萌生与扩展。

2.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述信号采集模块包括电化学信息采集单元和物理信息采集单元；

所述电化学信息采集单元用于采集材料表面电化学信号的变化；

所述物理信息采集单元用于采集裂纹扩展过程中的物理信号。

3.根据权利要求2所述的探针，其特征在于，所述信号处理模块通过材料表面电化学信号的变化来监测应力腐蚀开裂过程中裂纹的萌生阶段与初期扩展阶段；通过裂纹扩展过程中的物理信号监测应力腐蚀开裂过程中裂纹扩展深度及扩展速度。

4.根据权利要求2所述的探针，其特征在于，所述电化学信息采集单元和物理信息采集单元可以分别单独与信号处理模块连接工作，也可以同时与信号处理模块连接进行协调工作。

5.根据权利要求2所述的探针，其特征在于，所述物理信号包括声信号和物理电信号，所述物理电信号包括但不限于直流电位降；所述电化学信号包括但不限于电流噪声和电位噪声。

6.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述电化学信息采集单元包括第一工作电极，第二工作电极和参比电极；所述物理信息采集单元包括第一工作电极，所述第一工作电极为加载恒载荷的工作电极，所述第二工作电极为第一工作电极的无载荷对电极。

7.根据权利要求6所述的探针，其特征在于，所述电化学信息采集单元可以采用三电极体系，也可以采用二电极或四电极体系。

8.根据权利要求6所述的探针，其特征在于，所述信号采集模块还包括屏蔽装置、保护外壳和辅助电极；

所述屏蔽装置用于屏蔽信号处理模块外的干扰信号；

所述保护外壳用于保护探针并提供导线连接的工作部位；

所述辅助电极用于与工作电极组成回路，从而获取工作电极上的相关电化学信号。

9.一种应力腐蚀开裂的监测方法，包括上述权利要求1-8之一所述的探针，其特征在于，所述监测方法通过探针采集电极间电化学信号及物理信号来监测第一工作电极的应力腐蚀开裂行为；

当电化学噪声信号中电流噪声出现快速上升缓慢下降，电位噪声出现快速下降缓慢恢复的特征峰时，表明第一工作电极表面出现点蚀或微裂纹的萌生与扩展；

当探针监测到发生应力腐蚀开裂时，通过直流电位降的方法计算第一工作电极产生裂纹的深度和裂纹的扩展速度。

10.一种应力腐蚀开裂的预测方法，包括上述权利要求9所述的监测方法，其特征在于，所述预测方法通过将待预测材料的试样替换成探针中的第一工作电极，并将替换后的探针置于待预测材料的服役环境中，通过替换后的探针采集电极间电化学信号及物理信号来监测待预测材料的应力腐蚀开裂行为，从而预测材料实际服役的应力腐蚀行为。