一种双内胆的电化学反应釜及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种双内胆的电化学反应釜及其使用方法，反应釜包括第一底盖、第一压板、第一聚四氟内胆上盖、第一聚四氟内胆、罐体、第二聚四氟内胆、第二聚四氟内胆上盖、第二压板、第二底盖和电子导通装置；本装置采用聚四氟内胆，并在内胆上盖上设置有用于连接三电极的电极固定螺纹孔，本装置兼顾了电化学测试以及挂片腐蚀实验，将二者有效的结合，可以用于研究高温高压环境下金属的腐蚀行为。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电化学测试装置，尤其是一种双内胆的电化学反应釜及其使用方法。
技术介绍
金属的腐蚀是指在自然环境中或者在工况条件下，由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏。随着工业的逐渐发展，金属所处与的各种工业环境也趋于复杂，例如石油运输管线的水-硫化氢腐蚀环境，深海管道的高压氯离子环境，锅炉管道的高温高压环境等。目前，对金属常见的的减缓腐蚀速度的方式包括牺牲阳极保护法和外加电流的阴极保护法。尤其是对于石油管线，跨海大桥，由于其结构受力较大，若不对金属材料进行良好的保护，由于其受力截面积的减小，其结构会快速失效，影响寿命。因此，使用阴极保护法对金属材料进行保护已成为普遍的保护方法。然而，若对金属材料施加阴极保护选取电位不当，便会导致金属氢脆问题，氢原子的聚积使得材料内部缺陷增多，力学性能明显下降，还能使得管线钢的外部涂层由于氢鼓包的作用发生鼓泡，脱落的现象，致使局部腐蚀发生。因此，以研究渗氢电流的方法来判断金属材料在腐蚀介质中的最佳保护电位是避免氢脆的最有效方式之一。现今，对阴极保护以及渗氢电流的研究主要集中于常温常压下，对高温高压的腐蚀环境的研究较少。尤其是高温、高压、强腐蚀介质的环境下，由于其腐蚀环境对金属材料的苛刻条件，对高温高压密闭反应釜内壁的材料提出了更高的要求。目前，高温高压反应釜通常使用316l不锈钢作为容器内壁。然而，该材料在高温高压环境下，对侵蚀性离子(氯离子)的耐蚀性能很差，高压釜内壁容易产生孔蚀，从而造成很大的安全隐患。因此，对于传统的高温高压反应釜来说，是无法胜任对现今的复杂苛刻的工业环境的模拟的。聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，简写为PTFE)材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂腐蚀的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯耐高温性能良好，可以在250℃的环境下稳定工作而保持优良的理化性能。与此同时。聚四氟乙烯还具有良好的密封性能，聚四氟乙烯垫片现已应用于各个工业设备的部件密封。例如法兰盘的密封等。因此，使用聚四氟乙烯替代高温高压反应釜的内壁材料可以使高温高压反应釜良好的耐受各种酸，碱，卤素，硫化氢剂等腐蚀介质对反应釜内壁的腐蚀，避免反应釜内壁由于腐蚀造成经济损失和安全隐患。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的缺点，提供了一种双内胆的电化学反应釜及其使用方法。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种双内胆的电化学反应釜，包括第一底盖、第一压板、第一聚四氟内胆上盖、第一聚四氟内胆、罐体、第二聚四氟内胆、第二聚四氟内胆上盖、第二压板、第二底盖和电子导通装置；罐体呈桶状，在罐体两侧设置有外沿，在两侧外沿上均布有用于连接第一底盖和第二底盖的螺栓拧紧螺纹孔，在罐体内设置有两个相同大小的聚四氟内胆，两个聚四氟内胆的底部相对开口向外，在两个聚四氟内胆的底部设置有相同大小的工作电极孔，在工作电极孔旁设置有铜线孔，在第一聚四氟内胆上设置有第一聚四氟内胆上盖，在第一聚四氟内胆上盖上设置有第一压板，在第一压板上设置有第一底盖，在第二聚四氟内胆上设置有第二聚四氟内胆上盖，在第二聚四氟内胆上盖上设置有第二压板，在第二压板上设置有第二底盖；在所述的第一聚四氟内胆上盖和第二聚四氟内胆上盖上均设置有三个上盖电极固定孔和三个上盖水管孔，三个上盖电极固定孔内设置有三个电子导通装置，分别用于连接三种电极，所述电子导通装置由下盖、金属内芯和连接柱构成，三个上盖水管孔分别为入水口、出水口和压力表固定孔；在所述的在第一压板和第二压板上均设置有三个压板水管孔和三个压板铜线孔，所述压板水管孔用于供连接进水口、出水口的管路和压力表从中穿过，所述压板铜线孔用于供铜线穿过；在所述的第一底盖和第二底盖的外缘设置有与罐体外沿上螺栓拧紧螺纹孔位置相对应的螺栓孔，在第一底盖和第二底盖上均设置有三个供连接进水口、出水口的管路和压力表从中穿过的底盖水管孔和三个供铜线穿过的底盖铜线孔。在上述技术方案中，所述的螺栓拧紧螺纹孔数量为6-10个。在上述技术方案中，所述的电子导通装置由下盖、金属内芯和连接柱构成，下盖底部设置有贯通的小孔供导线通过，下盖内部设置有凹槽，连接柱的下端固定于凹槽内，在连接柱内部设置有金属内芯用于与导线连接，金属内芯贯穿连接柱内部，在金属内芯的底部设置有螺栓用于固定导线，在连接柱外侧设置有螺纹用于通过电极固定螺纹孔与内胆上盖连接。在上述技术方案中，所述的第一压板和第二压板在第一底盖和第二底盖的作用力下使上盖与内胆之间压紧，防止漏压。一种双内胆的电化学反应釜的使用方法：按照下列步骤进行：步骤一、将处理好待测的双面工作电极夹于第一聚四氟内胆与第二聚四氟内胆之间的工作电极孔处，工作电极上焊接有两根导线分别从工作电极孔旁的铜线孔中穿出，在第一聚四氟内胆与第二聚四氟内胆内分别设置三电极系统，对电极使用铂电极、参比电极应使用耐高温的参比电极，将两套三电极分别与电子导通装置连接，连接方式为：将三电极的导线穿过下盖的小孔安装于金属内芯上，使用螺栓将导线固定，对下盖的小孔处进行密封处理，密封后将电子导通装置通过螺纹分别固定于第一聚四氟内胆上盖和第二聚四氟内胆上盖的上盖电极固定孔内；步骤二、在第一聚四氟内胆上依次安装好连接有三电极的第一聚四氟内胆上盖，第一压板和第一底盖，在第二聚四氟内胆上依次安装好连接有三电极的第二聚四氟内胆上盖，第二压板和第二底盖，使三电极的导线分别从压板铜线孔和底盖铜线孔内穿过，将入水口，出水口与进出水管路连接，通过螺纹安装好压力表，使用螺栓分别将第一底盖、第二底盖与罐体的外沿之间密封固定；步骤三、向两个聚四氟内胆内分别通过入水口进行加水，加入的溶液为外界环境模拟液，保证两个内胆内的溶液与各自的三电极的工作端均接触良好以得到良好的离子导通通道，加入溶液后，保持出水口关闭，使用外部加压装置通过入水口分别进行加压，观察压力表，当压力达到所需数值时，去掉外部加压装置，并关闭入水口，观察一段时间，若其内部压力不下降，则加压步骤完成；步骤四、将反应釜装置放入控温箱内并将电化学测量装置的工作端、参比端和对电极端分别与两套三电极系统的导线连接，进行电化学测试；步骤五、将测试所得数据使用相符的处理手段进行分析，研究其腐蚀行为，从而判断材料在该环境下的腐蚀类型、速率和氢脆敏感性等指标。本装置可进行高温高压双电解池电化学测试。本专利以渗氢电流研究为例对其进行示例性说明。在进行阴极保护时，当外加电位达到析氢电位甚至更低时，在施加电位的金属与溶液的界面上便会产生析氢反应：2H++2e-＝H2如果容器两侧氢的浓度存在梯度，且容器的壁厚是有限的，那么高浓度一侧的氢将通过吸附作用进入金属内部，并沿着低浓度的方向扩散，当扩散至另一侧的金属内表面时，会通过去吸附而离开金属，这一过程就称为氢渗透。实际上，氢穿过器壁并不是单纯的氢的扩散过程，一般可以分为以下五个阶段：a.金属表面吸附氢分子，氢分子分解成氢离子或者氢原子；b.氢离子或者氢原子溶解进入金属内部；c.氢离子或者氢原子在金属扩散；d.在另一侧金属表面氢离子或氢原子从溶解态变为吸附态；e.氢离子或者氢原子去吸附重新结合成为氢分子；氢脆过程可以认为是氢原子气团在金属内部的缺陷处聚集产生很大的内应力从而导致金属力学性能的下降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双内胆的电化学反应釜，包括第一底盖、第一压板、第一聚四氟内胆上盖、第一聚四氟内胆、罐体、第二聚四氟内胆、第二聚四氟内胆上盖、第二压板、第二底盖和电子导通装置；罐体呈桶状，在罐体两侧设置有外沿，在两侧外沿上均布有用于连接第一底盖和第二底盖的螺栓拧紧螺纹孔，在罐体内设置有两个相同大小的聚四氟内胆，两个聚四氟内胆的底部相对开口向外，在两个聚四氟内胆的底部设置有相同大小的工作电极孔，在工作电极孔旁设置有铜线孔，在第一聚四氟内胆上设置有第一聚四氟内胆上盖，在第一聚四氟内胆上盖上设置有第一压板，在第一压板上设置有第一底盖，在第二聚四氟内胆上设置有第二聚四氟内胆上盖，在第二聚四氟内胆上盖上设置有第二压板，在第二压板上设置有第二底盖；在所述的第一聚四氟内胆上盖和第二聚四氟内胆上盖上均设置有三个上盖电极固定孔和三个上盖水管孔，三个上盖电极固定孔内设置有三个电子导通装置，分别用于连接三种电极，所述电子导通装置由下盖、金属内芯和连接柱构成，三个上盖水管孔分别为入水口、出水口和压力表固定孔；在所述的在第一压板和第二压板上均设置有三个压板水管孔和三个压板铜线孔，所述压板水管孔用于供连接进水口、出水口的管路和压力表从中穿过，所述压板铜线孔用于供铜线穿过；在所述的第一底盖和第二底盖的外缘设置有与罐体外沿上螺栓拧紧螺纹孔位置相对应的螺栓孔，在第一底盖和第二底盖上均设置有三个供连接进水口、出水口的管路和压力表从中穿过的底盖水管孔和三个供铜线穿过的底盖铜线孔。...

【技术特征摘要】
1.一种双内胆的电化学反应釜，包括第一底盖、第一压板、第一聚四氟内胆上盖、第一聚四氟内胆、罐体、第二聚四氟内胆、第二聚四氟内胆上盖、第二压板、第二底盖和电子导通装置；罐体呈桶状，在罐体两侧设置有外沿，在两侧外沿上均布有用于连接第一底盖和第二底盖的螺栓拧紧螺纹孔，在罐体内设置有两个相同大小的聚四氟内胆，两个聚四氟内胆的底部相对开口向外，在两个聚四氟内胆的底部设置有相同大小的工作电极孔，在工作电极孔旁设置有铜线孔，在第一聚四氟内胆上设置有第一聚四氟内胆上盖，在第一聚四氟内胆上盖上设置有第一压板，在第一压板上设置有第一底盖，在第二聚四氟内胆上设置有第二聚四氟内胆上盖，在第二聚四氟内胆上盖上设置有第二压板，在第二压板上设置有第二底盖；在所述的第一聚四氟内胆上盖和第二聚四氟内胆上盖上均设置有三个上盖电极固定孔和三个上盖水管孔，三个上盖电极固定孔内设置有三个电子导通装置，分别用于连接三种电极，所述电子导通装置由下盖、金属内芯和连接柱构成，三个上盖水管孔分别为入水口、出水口和压力表固定孔；在所述的在第一压板和第二压板上均设置有三个压板水管孔和三个压板铜线孔，所述压板水管孔用于供连接进水口、出水口的管路和压力表从中穿过，所述压板铜线孔用于供铜线穿过；在所述的第一底盖和第二底盖的外缘设置有与罐体外沿上螺栓拧紧螺纹孔位置相对应的螺栓孔，在第一底盖和第二底盖上均设置有三个供连接进水口、出水口的管路和压力表从中穿过的底盖水管孔和三个供铜线穿过的底盖铜线孔。2.根据权利要求1所述的一种双内胆的电化学反应釜，其特征在于：所述的螺栓拧紧螺纹孔数量为6-10个。3.根据权利要求1所述的一种双内胆的电化学反应釜，其特征在于：所述的电子导通装置由下盖、金属内芯和连接柱构成，下盖底部设置有贯通的小孔供导线通过，下盖内部设置有凹槽，连接柱的下端固定于凹槽内，在连接柱内部设置有金属内芯用于与导线连接，金属内芯贯穿连接柱内部，在金属内芯的底部设置有螺栓用于固定导线，在连接柱外侧设置有螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志明，苗伟行，胡文彬，夏大海，刘永长，修妍，王灿，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12