[发明专利]一种金属构件大气腐蚀监测方法

摘要

本发明提供了一种金属构件大气腐蚀监测方法，被监测金属构件的监测形状为圆形，电流电极采用圆弧形，可保证腐蚀电流的均匀性；用金属薄片作为电压电极，减少氯离子对电极体系的污染；电流电极与被监测金属构件、电压电极与被监测金属构件之间存有间隙，不接触、不导通，但距离尽可能近，提高了监测的灵敏度，保证在大气中薄液膜下易形成测量体系；该腐蚀监测传感器可直接粘贴到被监测金属构件表面，不受构件形状限制，可连续监测获得金属构件的瞬时腐蚀速率和累计腐蚀量，不仅可以为工程选材和防腐设计提供数据支撑，还可对运行中的金属构件给出安全预警，确保电力系统安全运行。

主权项

1.一种金属构件大气腐蚀监测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)准备用于测量金属构件的大气腐蚀的线性极化曲线的腐蚀监测设备和传感器，以实时监测金属构件的极化电阻；所述传感器包括温度传感器、湿度传感器和腐蚀监测传感器；所述腐蚀监测传感器包括绝缘基片、电流电极、电压电极、屏蔽电极一、屏蔽电极二、屏蔽电极三、用于与被监测金属接触的被测金属连接片、用于导电的电极引出线；所述电流电极、电压电极、屏蔽电极一、屏蔽电极二以及屏蔽电极三均平铺设置于所述绝缘基片的正向表面上，所述被测金属连接片平铺设置于所述绝缘基片的反向表面上；所述绝缘基片上开设有通孔；所述电流电极为圆弧形片状，所述电流电极从外侧环绕包围着所述绝缘基片上的通孔；所述电压电极为圆弧形片状，所述电压电极从外侧环绕包围着所述绝缘基片上的通孔，所述电流电极的圆弧内径与所述电压电极的圆弧内径相等，所述电流电极的圆弧外径与所述电压电极的圆弧外径相等，所述电流电极的圆弧的圆心与所述电压电极的圆弧的圆心重合，所述电流电极的圆弧两端分别与相应的所述电压电极的圆弧两端间隔隔开以形成缺口用于使得所述电流电极与电压电极不发生电连接，所述电流电极的弧长为所述电压电极的弧长的2倍，所述电流电极与所述电压电极之间的两个缺口、电压电极以及电流电极构成一个整圆；所述屏蔽电极一为带有缺口的非闭环的环形片状，所述屏蔽电极一从外侧环绕包围着所述电流电极与电压电极；所述屏蔽电极二与屏蔽电极三均为圆形片状且位于电压电极与屏蔽电极一之间的环状区域内；所述电流电极、电压电极、屏蔽电极一、屏蔽电极二、屏蔽电极三以及被测金属连接片中的每一个上均电连接有所述电极引出线；所述腐蚀监测设备通过对由腐蚀监测传感器和被监测金属构件构成的电解池施加激励电压，绘制线性极化曲线，计算其线性区的极化电阻；所述腐蚀监测设备引出六组导电线，其中五组导电线分别电连接所述温度传感器、湿度传感器、电压电极、电流电极以及被测金属连接片上的电极引出线，剩余第六组导电线同时电连接所述屏蔽电极一、屏蔽电极二以及屏蔽电极三上的电极引出线，所述电压电极、电流电极和被测金属连接片构成三电极体系，其中所述被测金属连接片作为工作电极，电流电极作为辅助电极，电压电极作为参比电极；将所述腐蚀监测传感器直接粘贴到被监测金属构件的表面上且使得所述被测金属连接片与所述被监测金属构件的表面直接接触形成电连接，且此时所述绝缘基片上的通孔所露出的被监测金属构件的表面为实际被监测区域；所述腐蚀监测设备对大气环境的温湿度进行实时监测，当大气中的湿度大于等于40％时，开始线性极化曲线测量；当大气中的湿度小于40％时默认为不腐蚀，不进行线性极化曲线测量；腐蚀监测包括温湿度测量和线性极化曲线测量，所述温湿度测量周期为1～10分钟测量一次，所述线性极化曲线测量周期为20～60分钟测量一次；2)根据步骤1)获得的极化电阻，计算金属构件的瞬时腐蚀电流密度；所述瞬时腐蚀电流密度依据以下公式进行计算：式中：icorr—瞬时腐蚀电流密度；B—Stern‑Geary系数；Rp—极化电阻；所述B值通过对实际监测金属构件在监测环境下测量极化曲线获得或根据文献选择一个参考值；3)然后通过对不同时刻获得的瞬时腐蚀电流密度进行计算，获得金属构件的瞬时腐蚀速率；所述被监测金属构件的瞬时腐蚀速率依据以下公式计算：式中：A—金属原子量；n—金属化合价；F—法拉第常数；icorr—瞬时腐蚀电流密度；V‑—瞬时腐蚀速率；4)然后对瞬时腐蚀速率进行积分获得金属构件的累计腐蚀量，实时监测金属构件的腐蚀情况；所述被监测金属构件的累计腐蚀量为：式中：ΔM—累计腐蚀量；V‑—瞬时腐蚀速率；t—腐蚀时间。