[发明专利]满足挂片实验和三电极电化学实验的模拟腐蚀装置及方法

说明书

本发明提供了一种满足挂片实验和三电极电化学实验的模拟腐蚀装置及方法，第二连接件上开有至少一个用于悬挂试验片的卡槽，盖体上开有多个螺纹孔，多个空心螺母分别通过对应的螺纹孔探入到瓶体内部空间，工作电极、参比电极和对电极分别固定在对应的空心螺母的内部空间中；供气装置与气体流量计通过管路连通，气体流量计通过管路穿过某个空心螺母后与曝气头连通，瓶体上的第一开口通过管路与蠕动泵连通，蠕动泵通过管路与循环池连通，循环池通过管路与瓶体上的第二开口连通；瓶体内设有磁力转子，瓶体底部设有加热装置。

技术领域

本发明涉及腐蚀模拟装置技术领域，特别涉及一种满足挂片实验和三电极电化学实验的模拟腐蚀装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

管道通常是工厂中的不可或缺的部分，主要起到冷却或者运输的作用。但随着使用年限的增长会有腐蚀泄露的安全隐患存在。微生物腐蚀是指由于微生物自身生命活动或其代谢产物所导致的金属材料的腐蚀过程。微生物吸附在钢铁材料表面，会逐渐形成生物膜，生物膜内部的细菌由于得不到外界的营养，只能利用管道材质中的电子来提供能量，但这也加剧了管道腐蚀的进程造成工程环境微生物点蚀现象，破坏工程设施，给国民经济造成巨大损失的同时严重威胁着人们的生命安全。

目前腐蚀研究中主要进行挂片实验与电化学实验，腐蚀一段时间后可以对悬挂试片进行失重测试或者SEM、CLSM等表征，收集腐蚀重量或者腐蚀形貌的相关数据。电化学实验主要通过在体系上连接三电极系统对腐蚀的实时速率和具体过程进行测试，其中以电化学阻抗谱技术为主要研究对象(EIS)，电化学阻抗谱技术是指以小振幅的正弦波电势(或电流)为扰动信号输入，作用于待研究的电化学体系，使其产生近似线性相关的响应，以获得电化学体系宽频域的阻抗谱，从中得到待研究体系的电化学相关信息。EIS是当前研究金属腐蚀机理和评价涂层防腐性能的有效手段之一。但细菌腐蚀条件不统一，厌氧细菌腐蚀需要严格的密封环境，普通三电极体系又多为敞口瓶，难以满足细菌培养要求，另外内部培养基的温度，流速难以控制无法模拟真实循环水环境；另外普通挂片腐蚀瓶多为烧杯或者锥形瓶改装通过铁丝悬挂铁片，这种装置存在挂片不稳容易脱落，不能保证挂片的垂直性会造成无机盐离子沉积和菌体的沉降对实验数据造成影响；最后，大多模拟腐蚀装置无法同时实现三电极体系和挂片实验要求，使得电化学实验和模拟实验需要两套装置，这大大造成了实验资金的浪费和科研效率的降低。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种满足挂片实验和三电极电化学实验的模拟腐蚀装置及方法，可满足大多细菌培养和无菌培养，可实现多种工作模式，适用于多种条件下的腐蚀模拟；可实现接近于真实环境下的腐蚀实验，有利于缓蚀药剂研发，细菌腐蚀或者无菌腐蚀机理研究。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种满足挂片实验和三电极电化学实验的模拟腐蚀装置。

一种满足挂片实验和三电极电化学实验的模拟腐蚀装置，包括：

供气装置、气体流量计、曝气头、磁力转子、加热装置、蠕动泵、循环池、瓶体、与瓶体配合的盖体、固定在盖体内侧的多个第一连接件以及可拆卸的固定在第一连接件上的第二连接件；

第二连接件上开有至少一个用于悬挂试验片的卡槽，盖体上开有多个螺纹孔，多个空心螺母分别通过对应的螺纹孔探入到瓶体内部空间，工作电极、参比电极和对电极分别固定在对应的空心螺母的内部空间中；

供气装置与气体流量计通过管路连通，气体流量计通过管路穿过某个空心螺母后与曝气头连通，瓶体上的第一开口通过管路与蠕动泵连通，蠕动泵通过管路与循环池连通，循环池通过管路与瓶体上的第二开口连通；

瓶体内设有磁力转子，瓶体底部设有加热装置。

作为可选的一种实现方式，第一开口和第二开口均为葫芦嘴形状的开口，且第一开口的中心位置高于第二开口的中心位置。