一种流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，包括：与待测90°弯头管道结构和尺寸相同的玻璃管道，所述玻璃管道水平设置，所述玻璃管道由90度弯曲管道段、第一直线管道段和第二直线管道段组成，所述第一直线管道段与第二直线管道段垂直且该第一直线管道段与第二直线管道段分别与所述90度弯曲管道段两端的端口连通；在所述玻璃管道上连通有多个玻璃支管。本发明专利技术流动腐蚀介质中的90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，用于对流动腐蚀介质中管道弯头处的待测金属进行实时电化学腐蚀测量，打破现有的电化学监测装置研究直管段的腐蚀测试的限制，因而可以更加完整准确地模拟和研究整个供水管道的运行情况和腐蚀行为。

An electrochemical test device for 90 degree elbow metal corrosion in a flow corrosion medium

The invention discloses a flow of corrosive medium 90 degrees bend metal corrosion electrochemical test device, including: a 90 degree bend pipe with the same structure and size of glass pipe to be measured, the glass pipe is arranged horizontally, the glass pipe by 90 degree bend pipe section, the first section of straight pipe and second straight pipe sections port, the first straight pipe section and second straight pipe section and the first vertical straight pipe section and second straight pipe section are respectively connected with the 90 degree bend pipe at both ends of the connection; in the glass pipe is communicated with a plurality of glass tube. 90 degrees bend metal corrosion electrochemical test device of the invention the flow of corrosive medium, for the metal pipe flow of corrosive medium at elbow real-time electrochemical corrosion measurement, corrosion test limit to break the existing electrochemical monitoring device of straight pipe, which can accurately simulate and study the operation of the entire water supply pipeline and the corrosion behavior.

【技术实现步骤摘要】
一种流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置
本专利技术属于电化学腐蚀测量
，具体来说涉及一种流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置。
技术介绍
我国给水管道和再生水管道主要为金属材质，每年因管网漏损都会产生巨大的能源和经济损失，而金属管道腐蚀是管网漏损失效的重要原因之一，且尤其是弯头处腐蚀损坏严重。电化学测量方法作为观测材料耐蚀性能的一种手段，由于其快速、可连续监测等优点而被广泛用于金属给水管道腐蚀的实验研究。但现有的电化学监测装置多集中于研究直管段的腐蚀测试，较少考虑弯头部位的腐蚀行为，尚不能对流动腐蚀介质中弯头处金属材料进行实时有效地电化学腐蚀测量，无法获得其动态腐蚀过程中的腐蚀数据，同时因弯头处工作电极制作繁琐和安装困难等问题，限制了电化学方法在供水管道弯头处金属腐蚀领域的应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，该流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置可以通过玻璃管道两端的端口接入循环系统，进行腐蚀介质的电化学动态监测，解决现有技术中电化学腐蚀测量存在的无法对流动腐蚀介质中管道弯头处金属材料进行实时有效地电化学腐蚀测量的问题，以便更加完整准确地模拟和研究整个供水管道的运行情况和腐蚀行为，充分考虑流场分布在弯头不同截面上产生差异对腐蚀的影响。本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。一种流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，包括：与待测90°弯头管道结构和尺寸相同的玻璃管道，所述玻璃管道水平设置，所述玻璃管道由90度弯曲管道段、第一直线管道段和第二直线管道段组成，所述第一直线管道段与第二直线管道段垂直且该第一直线管道段与第二直线管道段分别与所述90度弯曲管道段两端的端口连通；在所述第一直线管道段的相对两侧分别连通有3个间隔设置的玻璃支管，在所述第二直线管道段的相对两侧分别连通有2个间隔设置的玻璃支管，位于所述第一直线管道段和第二直线管道段相对两侧的玻璃支管分别对称设置；在所述90度弯曲管道段的一侧连通有3个间隔设置的玻璃支管，与该侧相对的另一侧连通有N个玻璃支管；其中，在所述玻璃管道上的玻璃支管的内部用于插入1个工作电极或1个参比电极，所述工作电极包括：金属圆柱体和固装在该圆柱体圆周面外的聚四氟乙烯层；所述金属圆柱体的材质为待测金属，所述金属圆柱体靠近玻璃管道的端面用于接触玻璃管道内的腐蚀介质，每一所述端面与临近该端面的玻璃管道内壁位于同一平面；在所述第一直线管道段或第二直线管道段远离90度弯曲管道段的端口内套装有一筒状的铂网作为辅助电极；当在所述90度弯曲管道段上的3个玻璃支管和N个玻璃支管分别位于所述90度弯曲管道段所在平面的上侧和下侧时，位于所述90度弯曲管道段上侧和下侧的玻璃支管对称设置，所述N＝3；当在所述90度弯曲管道段上的3个玻璃支管和N个玻璃支管分别位于所述90度弯曲管道段的靠内曲面外壁和靠外曲面外壁时，所述N＝1，位于90度弯曲管道段靠内曲面外壁的玻璃支管数量为1个，位于90度弯曲管道段靠外曲面外壁的玻璃支管数量为3个，且从靠近第一直线管道段开始位于90度弯曲管道段靠外曲面外壁的3个玻璃支管依次为第一支管、第二支管和第三支管，位于靠内曲面外壁的玻璃支管与所述第二支管的位置相对。在上述技术方案中，所述聚四氟乙烯层的外周面上形成有螺纹，所述工作电极通过该螺纹旋入相应的玻璃支管中。在上述技术方案中，所述铂网的长度为25～45mm。在上述技术方案中，所述玻璃支管的外径为15～30mm，内径为9～26mm，长度为30～50mm。在上述技术方案中，所述金属圆柱体的半径为4～10mm。在上述技术方案中，在所述玻璃管道两侧的端口上分别安装有一聚四氟乙烯螺口接头。在上述技术方案中，在所述工作电极、参比电极和辅助电极上均连接有金属接头。在上述技术方案中，所述参比电极为饱和甘汞参比电极。在上述技术方案中，位于所述第一直线管道段和第二直线管道段相对两侧的玻璃支管分别垂直于与该玻璃支管连通的所述第一直线管道段或第二直线管道段。在上述技术方案中，当所述N＝3时，位于所述90度弯曲管道段所在平面上侧和下侧的玻璃支管均与所述90度弯曲管道段所在平面垂直。在上述技术方案中，当所述N＝1时，位于所述90度弯曲管道段的靠内曲面外壁和靠外曲面外壁的玻璃支管均位于所述90度弯曲管道段所在平面上。一种模拟流动腐蚀介质对弯头管道电化学腐蚀的测量方法，按照下述步骤予以进行：步骤1，建立上述流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，在每2个相互对称且与所述第一直线管道段连通的玻璃支管中分别安装工作电极和参比电极，在每2个相互对称且与所述第二直线管道段连通的玻璃支管中分别安装工作电极和参比电极；当所述N＝3时，在每2个相互对称且分别位于所述90度弯曲管道段上侧和下侧的玻璃支管中分别安装工作电极和参比电极；当所述N＝1时，在第二支管和位于所述90度弯曲管道段靠内曲面外壁的玻璃支管中分别安装1个工作电极，在第一支管和第三支管分别安装工作电极和参比电极；步骤2，在所述玻璃管道中持续通入液态的腐蚀介质，将所述工作电极、参比电极和辅助电极上的金属接头分别通过电极电缆插头连接至电化学工作站，启动所述电化学工作站，待开路电位稳定后，开始测量，得到腐蚀电流密度和交流阻抗谱。在所述步骤2中，所述开路电位稳定的标准为开路电压值浮动小于等于0.001V。采用三参数拟合法对步骤2所得腐蚀电流密度进行计算，得到每个所述工作电极靠近玻璃管道的端面在腐蚀介质中的瞬时腐蚀速率(mm/a)值；利用等效电路法对步骤2所得交流阻抗谱进行拟合，得到每个工作电极靠近玻璃管道的端面在腐蚀过程中电子转移过程及形成的阻抗结构。相比于现有技术，本专利技术的流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置的有益效果为：1、本专利技术流动腐蚀介质中的90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，用于对流动腐蚀介质中管道弯头处的待测金属进行实时电化学腐蚀测量，打破现有的电化学监测装置研究直管段的腐蚀测试的限制，因而可以更加完整准确地模拟和研究整个供水管道的运行情况和腐蚀行为；2、本专利技术装置在使用时有流动腐蚀介质通过，利用以研究待测金属制成的工作电极的三电极测量体系，能够对研究待测金属在流动腐蚀介质中的腐蚀过程进行电化学测量；3、工作电极的金属圆柱体的材料可根据研究需要更换，适用于进行多种金属材料的腐蚀监测；4、本专利技术固定了工作电极、参比电极以及辅助电极之间的相对位置，便于进行重复性腐蚀监测实验；5、本专利技术充分考虑了流场分布在弯头不同截面上产生差异对腐蚀的影响，以及受通水主管管径和安装电极玻璃支管管径的限制，不可能在玻璃管道上环向设置四支玻璃支管，故可按照本专利技术的技术方案设计成两类装置：位于90度弯曲管道段的上侧和下侧(下述L型)以及位于90度弯曲管道段的靠内曲面外壁和靠外曲面外壁(下述P型)，以便全方位地、更加完整准确地模拟和研究流动腐蚀介质中弯头处(内侧、外侧、顶部、底部)待测金属的腐蚀行为。6、本专利技术装置连接多通道电化学工作站可实现同时对所有研究电极点位实施测量，降低了流体流动条件亦即腐蚀环境和电化学测试手段的双重不确定性，保证了实验背景值一致以及结果的可靠性。附图说明图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，其特征在于，包括：与待测90°弯头管道结构和尺寸相同的玻璃管道(1)，所述玻璃管道(1)水平设置，所述玻璃管道(1)由90度弯曲管道段、第一直线管道段(S1)和第二直线管道段(S2)组成，所述第一直线管道段(S1)与第二直线管道段(S2)垂直且该第一直线管道段(S1)与第二直线管道段(S2)分别与所述90度弯曲管道段两端的端口连通；在所述第一直线管道段(S1)的相对两侧分别连通有3个间隔设置的玻璃支管(4)，在所述第二直线管道段(S2)的相对两侧分别连通有2个间隔设置的玻璃支管(4)，位于所述第一直线管道段(S1)和第二直线管道段(S2)相对两侧的玻璃支管(4)分别对称设置；在所述90度弯曲管道段的一侧连通有3个间隔设置的玻璃支管(4)，与该侧相对的另一侧连通有N个玻璃支管(4)；其中，在所述玻璃管道(1)上的玻璃支管(4)的内部用于插入1个工作电极或1个参比电极，所述工作电极包括：金属圆柱体和固装在该圆柱体圆周面外的聚四氟乙烯层；所述金属圆柱体的材质为待测金属，所述金属圆柱体靠近玻璃管道(1)的端面用于接触玻璃管道(1)内的腐蚀介质，每一所述端面与临近该端面的玻璃管道(1)内壁位于同一平面；在所述第一直线管道段(S1)或第二直线管道段(S2)远离90度弯曲管道段的端口内套装有一筒状的铂网(3)作为辅助电极；当在所述90度弯曲管道段上的3个玻璃支管(4)和N个玻璃支管(4)分别位于所述90度弯曲管道段所在平面的上侧和下侧时，位于所述90度弯曲管道段上侧和下侧的玻璃支管(4)对称设置，所述N＝3；当在所述90度弯曲管道段上的3个玻璃支管(4)和N个玻璃支管(4)分别位于所述90度弯曲管道段的靠内曲面外壁和靠外曲面外壁时，所述N＝1，位于90度弯曲管道段靠内曲面外壁的玻璃支管(4)数量为1个，位于90度弯曲管道段靠外曲面外壁的玻璃支管(4)数量为3个，且从靠近第一直线管道段(S1)开始位于90度弯曲管道段靠外曲面外壁的3个玻璃支管(4)依次为第一支管(4‑1)、第二支管(4‑2)和第三支管(4‑3)，位于靠内曲面外壁的玻璃支管(4)与所述第二支管(4‑2)的位置相对。...

【技术特征摘要】
1.一种流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，其特征在于，包括：与待测90°弯头管道结构和尺寸相同的玻璃管道(1)，所述玻璃管道(1)水平设置，所述玻璃管道(1)由90度弯曲管道段、第一直线管道段(S1)和第二直线管道段(S2)组成，所述第一直线管道段(S1)与第二直线管道段(S2)垂直且该第一直线管道段(S1)与第二直线管道段(S2)分别与所述90度弯曲管道段两端的端口连通；在所述第一直线管道段(S1)的相对两侧分别连通有3个间隔设置的玻璃支管(4)，在所述第二直线管道段(S2)的相对两侧分别连通有2个间隔设置的玻璃支管(4)，位于所述第一直线管道段(S1)和第二直线管道段(S2)相对两侧的玻璃支管(4)分别对称设置；在所述90度弯曲管道段的一侧连通有3个间隔设置的玻璃支管(4)，与该侧相对的另一侧连通有N个玻璃支管(4)；其中，在所述玻璃管道(1)上的玻璃支管(4)的内部用于插入1个工作电极或1个参比电极，所述工作电极包括：金属圆柱体和固装在该圆柱体圆周面外的聚四氟乙烯层；所述金属圆柱体的材质为待测金属，所述金属圆柱体靠近玻璃管道(1)的端面用于接触玻璃管道(1)内的腐蚀介质，每一所述端面与临近该端面的玻璃管道(1)内壁位于同一平面；在所述第一直线管道段(S1)或第二直线管道段(S2)远离90度弯曲管道段的端口内套装有一筒状的铂网(3)作为辅助电极；当在所述90度弯曲管道段上的3个玻璃支管(4)和N个玻璃支管(4)分别位于所述90度弯曲管道段所在平面的上侧和下侧时，位于所述90度弯曲管道段上侧和下侧的玻璃支管(4)对称设置，所述N＝3；当在所述90度弯曲管道段上的3个玻璃支管(4)和N个玻璃支管(4)分别位于所述90度弯曲管道段的靠内曲面外壁和靠外曲面外壁时，所述N＝1，位于90度弯曲管道段靠内曲面外壁的玻璃支管(4)数量为1个，位于90度弯曲管道段靠外曲面外壁的玻璃支管(4)数量为3个，且从靠近第一直线管道段(S1)开始位于90度弯曲管道段靠外曲面外壁的3个玻璃支管(4)依次为第一支管(4-1)、第二支管(4-2)和第三支管(4-3)，位于靠内曲面外壁的玻璃支管(4)与所述第二支管(4-2)的位置相对。2.根据权利要求1所述的流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学测试装置，其特征在于，当所述N＝3时，位于所述90度弯曲管道段所在平面上侧和下侧的玻璃支管(4)均与所述90度弯曲管道段所在平面垂直。3.根据权利要求1所述的流动腐蚀介质中90°弯头金属腐蚀电化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：田一梅，张茹芳，刘星飞，宋雅荣，刘春彤，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12