一种检测金属管线外壁腐蚀的方法技术

一种检测金属管外壁腐蚀的方法，装置包括圆盘形盖板、参比电极柱、辅助电极和圆环形底座，圆盘形盖板的中心位置设置有盖板中孔，在圆盘形盖板小圆盘的外侧设置螺纹，参比电极柱包括由参比电极接线柱，连接柱和氯化银丝组成的上部，和由紧固螺管和玻璃管组成的下部，上部的连接柱套在下部玻璃管的外侧，连接柱内的氯化银丝伸入至玻璃管底端，辅助电极的铂片设置于圆盘形盖板的小圆盘的下方，圆环形底座的内部设置环形磁铁，将整个装置吸附在实验金属的表面，该方法操作便捷，能够在服役状态下迅速判断出金属管线外壁涂装破损情况、破损类型和腐蚀程度。

A method for detecting the corrosion of the outer wall of a metal pipeline

Method for detecting metal pipe wall corrosion. The device comprises a disc shaped cover plate, column reference electrode and auxiliary electrode and the circular base, the center position of the disc cover cover plate is arranged in the hole, outside the disc cover small disc set screw, the reference electrode column comprises a reference electrode terminal, the upper a connecting column and consisting of silver chloride, and a fastening screw tube and tube glass bottom, connecting columns set in the lower part of the glass tube of the upper lateral column of silver chloride, connected to the glass tube into the bottom below the platinum sheet auxiliary electrode is arranged on the disc cover disk, circular base the inside of an annular magnet, the entire device is adsorbed on the surface of the metal, the method is convenient to operate, can be quickly judged under the service condition of metal pipeline outer wall coating damage and damage Type and corrosion degree.

【技术实现步骤摘要】
一种检测金属管线外壁腐蚀的方法
本专利技术涉及金属腐蚀测量装置，尤其涉及一种检测金属管线外壁腐蚀的方法。
技术介绍
有调查表明，全世界每年因腐蚀造成的经济损失达6000亿至12000亿元，占各国国民生产总值的2％-4％。特别是对于水利或油气输送管线，其运行过程中管道的安全性具有重要意义。影响金属管线服役年限的因素有很多，例如管道工作压力、加工材质、第三方破坏、金属腐蚀、涂层破裂等因素均会导致管线使用年限缩短。其中，腐蚀因素对于管线服役年限的影响程度最为严重。引起金属腐蚀的环境千差万别，即便是同一种材料，在不同的腐蚀环境下其腐蚀形态也存在差异。针对金属管线的服役环境，管线钢的腐蚀类型可分为均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、冲刷腐蚀及应力腐蚀等。在管线的服役过程中，腐蚀产物形成并会沉积在管线钢的表面，影响管线钢进一步的腐蚀过程。管线钢的腐蚀机制是由其腐蚀产物的成分和结构所决定，不止如此，腐蚀产物层的性质还决定了腐蚀速率的变化。因输送管线腐蚀破坏后果的严重性，以及其腐蚀过程的复杂性，对金属管线在服役期间的腐蚀状态进行便捷的检测和准确的评价则显得尤为重要。在腐蚀检测和评价方面，电化学方法有着独特的优势。待检测和评价的金属管线外壁一般覆有防护涂层，是金属/涂层体系。随着服役时间的延长，防护涂层逐步失效，管线钢表面有腐蚀产物生成，这时成为金属/锈层/涂层体系。涂层下金属腐蚀主要是电化学腐蚀，防护涂层在失效过程中，伴随着一系列的电化学变化。通过检测电化学信号变化，可以获得金属腐蚀与涂层防护性能变化的动态信息，实现涂层耐蚀性与管线钢腐蚀过程的定量与半定量评价。目前，国内对金属管线耐蚀性能的评估方法仅限于对管道的形变、外覆涂层使用状态的监测，或者使用无损探伤手段对外壁已发生破损的管线进行破坏位置及破损程度探查，同时结合管线表面形貌变化等参数，对金属管线整体的腐蚀状况做出间接评价，无法对金属管线在服役状态下的腐蚀状态进行定量评价。基于电化学测量原理，对金属管线外壁的腐蚀状态进行在线快速检测和评价且适用于各种规格金属管线外壁的电化学测量测试装置及评价方法，在国内未有使用过。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的缺点，提供了一种检测金属管线外壁腐蚀的方法。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：一种用于测量金属管外壁腐蚀的测试装置包括圆盘形盖板、参比电极柱、辅助电极和圆环形底座，具体来说：圆盘形盖板由上大下小的两个圆盘形结构组成，上方的圆盘为大圆盘，下方的圆盘为小圆盘，在圆盘形盖板的中心位置设置有盖板中孔，盖板中孔分为上下两段孔，上段孔的直径大于下段孔的直径，上段孔内设置有螺纹，用于与参比电极柱的紧固螺管连接，在小圆盘的外侧设置螺纹，用于与圆环形底座的连接；在上述技术方案中，其中所述的小圆盘直径为大圆盘直径的1/3-1/2；参比电极柱包括由参比电极接线柱，连接柱和氯化银丝组成的上部，和由紧固螺管和玻璃管组成的下部；在连接柱的上平面中心垂直设置参比电极连接柱，连接柱内部垂直于上平面设置有氯化银丝，氯化银丝的顶端穿过中孔连接柱的上平面与参比电极连接柱的底端相连；在紧固螺管的下端外侧设置有螺纹，用于与圆盘形盖板的盖板上段孔连接，在紧固螺管的内部设置玻璃管，玻璃管上方开口，内部中空，用以填充琼脂和饱和氯化钾溶液作为盐桥，在玻璃管的下端设置多孔陶瓷，上部的连接柱套在下部玻璃管的外侧，连接柱内的氯化银丝伸入至玻璃管底端；上部与下部保持连接，组成参比电极柱整体；在上述技术方案中，其中所述的氯化银丝底端距离玻璃管底端的距离为0.5-2cm；在上述技术方案中，所述的多孔陶瓷为堇青石、钛酸铝材料，作为缓冲溶液的过滤介质，多孔陶瓷的厚度为1-10mm；辅助电极包括铂片和辅助电极接线柱，铂片设置于圆盘形盖板的小圆盘的下方，面积与小圆盘的面积相同，铂片的中央设置有圆孔，参比电极柱玻璃管穿过铂片中央圆孔，并设置紧固螺母，用于将铂片固定在圆盘形盖板的小圆盘上，辅助电极接线柱垂直设置于圆盘形盖板内，辅助电极接线柱距离圆盘形盖板圆心的水平距离小于小圆盘的半径，辅助电极接线柱贯穿大圆盘和小圆盘，下端与铂片相连，上端一部分暴露在圆盘形盖板的大圆盘的上方；在上述技术方案中，所述的辅助电极接线柱暴露在圆盘形盖板的大圆盘上方的部分长度占整体长度的1/3-1/2；在上述技术方案中，所述的铂片为Ag/AgCl电极；圆环形底座为圆环形柱体，圆环的外周圆面积大小与圆盘形盖板的大圆盘的面积相同，圆环的内周圆面积大小与圆盘形盖板的小圆盘的面积相同，圆环形底座的内侧设置螺纹，用于与圆盘形盖板的小圆盘连接，圆环形底座的厚度大于圆盘形盖板的小圆盘的厚度，圆环形底座与圆盘形盖板通过螺纹连接后，形成凹槽，此凹槽作为填充浸润缓冲液的海绵的空间，详见后续实验方法；圆环形底座的内部设置环形磁铁，用于将整个装置吸附在实验金属的表面，在圆环形底座内圆的边缘设置环形垫圈；在上述技术方案中，其中所述的小圆盘高度为圆环形底座高度的1/3-1/2；在上述技术方案中，其中所述的凹槽底面面积为铂片的面积、高度为圆环形底座的高度减去圆盘形盖板的小圆盘的高度的差值；在上述技术方案中，其中所述的环形磁铁设置于圆环形底座向下的一侧；在使用以上测试装置测试时，按照以下步骤进行：步骤1：将玻璃管中填充以填充琼脂和饱和氯化钾溶液，作为反应中的盐桥，步骤2：将连接柱套在玻璃管外侧，使氯化银丝伸入至玻璃管底端，将参比电极柱整体，通过螺纹与圆盘形盖板连接，将圆盘形盖板通过螺纹与圆环形底座连接，步骤3：向凹槽内填充浸润缓冲溶液的吸附材料，步骤4：将整个装置通过环形磁铁固定在测试装置表面，并保持密封，以凹槽对应的测试金属作为工作电极，铂片作为辅助电极，工作电极与辅助电极的面积一致，氯化银丝作为参比电极，步骤5：将电化学工作站接在参比电极接线柱和辅助电极接线柱上，即可进行测试。在上述技术方案中，其中所述的吸附材料为海绵。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该测试装置制作简单，反应灵敏，便于携带，操作便捷；评价方法简单准确，数据可分辨性高，能够在服役状态下迅速判断出金属管线外壁涂装破损情况、破损类型、腐蚀程度，并适用于对各种规格金属管线外壁涂装的腐蚀状态进行快速检测和评价。附图说明图1为本测试装置参比电极柱与圆盘形盖板连接结构示意图。图2为参比电极柱侧视结构示意图。图3为圆盘形盖板侧视结构示意图。图4为圆盘形盖板底部平面结构示意图。图5为圆环形底座结构示意图。图6为圆环形底座侧视结构示意图。图7为圆环形底座底部平面结构示意图。图8为表层涂覆有环氧树脂的X65管线钢在模拟海水中浸泡第10-50天的电化学阻抗谱。图9为表层涂覆有环氧树脂的X65管线钢在模拟海水中浸泡第10天的腐蚀形貌。图10为表层涂覆有环氧树脂的X65管线钢在模拟海水中浸泡第20天的腐蚀形貌。图11为表层涂覆有环氧树脂的X65管线钢在模拟海水中浸泡第140-200天的电化学阻抗谱。图12为表层涂覆有环氧树脂的X65管线钢在模拟海水中浸泡第140天的腐蚀形貌。图13为表层涂覆有环氧树脂的X65管线钢在模拟海水中浸泡第200天的腐蚀形貌。图14为本测试装置整体结构示意图。其中1为参比电极接线柱，2为氯化银丝，3为辅助电极接线柱，4为玻璃管，5为紧固螺管，6为圆盘形盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测金属管线外壁腐蚀的方法，其特征在于，按照以下步骤进行测试：步骤1：将测试装置的玻璃管中填充以填充琼脂和饱和氯化钾溶液，作为反应中的盐桥，步骤2：将连接柱套在玻璃管外侧，使氯化银丝伸入至玻璃管底端，将参比电极柱整体，通过螺纹与圆盘形盖板连接，将圆盘形盖板通过螺纹与圆环形底座连接，步骤3：向凹槽内填充浸润缓冲溶液的吸附材料，步骤4：将测试装置通过环形磁铁固定在金属管线外壁表面，并保持密封，以凹槽对应的测试金属作为工作电极，铂片作为辅助电极，工作电极与辅助电极的面积一致，氯化银丝作为参比电极，步骤5：将电化学工作站接在参比电极接线柱和辅助电极接线柱上，进行测试；所述的测试装置包括圆盘形盖板、参比电极柱、辅助电极和圆环形底座：圆盘形盖板由上大下小的两个圆盘形结构组成，上方的圆盘为大圆盘，下方的圆盘为小圆盘，在圆盘形盖板的中心位置设置有盖板中孔，盖板中孔分为上下两段孔，上段孔的直径大于下段孔的直径，上段孔内设置有螺纹，用于与参比电极柱的紧固螺管连接，在小圆盘的外侧设置螺纹，用于与圆环形底座的连接；参比电极柱包括由参比电极接线柱，连接柱和氯化银丝组成的上部，和由紧固螺管和玻璃管组成的下部；在连接柱的上平面中心垂直设置参比电极连接柱，连接柱内部垂直于上平面设置有氯化银丝，氯化银丝的顶端穿过中孔连接柱的上平面与参比电极连接柱的底端相连；在紧固螺管的下端外侧设置有螺纹，用于与圆盘形盖板的盖板上段孔连接，在紧固螺管的内部设置玻璃管，玻璃管上方开口，内部中空，用以填充琼脂和饱和氯化钾溶液作为盐桥，在玻璃管的下端设置多孔陶瓷，上部的连接柱套在下部玻璃管的外侧，连接柱内的氯化银丝伸入至玻璃管底端；上部与下部保持连接，组成参比电极柱整体；辅助电极包括铂片和辅助电极接线柱，铂片设置于圆盘形盖板的小圆盘的下方，面积与小圆盘的面积相同，铂片的中央设置有圆孔，参比电极柱玻璃管穿过铂片中央圆孔，并设置紧固螺母，用于将铂片固定在圆盘形盖板的小圆盘上，辅助电极接线柱垂直设置于圆盘形盖板内，辅助电极接线柱距离圆盘形盖板圆心的水平距离小于小圆盘的半径，辅助电极接线柱贯穿大圆盘和小圆盘，下端与铂片相连，上端一部分暴露在圆盘形盖板的大圆盘的上方；圆环形底座为圆环形柱体，圆环的外周圆面积大小与圆盘形盖板的大圆盘的面积相同，圆环的内周圆面积大小与圆盘形盖板的小圆盘的面积相同，圆环形底座的内侧设置螺纹，用于与圆盘形盖板的小圆盘连接，圆环形底座的厚度大于圆盘形盖板的小圆盘的厚度，圆环形底座与圆盘形盖板通过螺纹连接后，形成凹槽；圆环形底座的内部设置环形磁铁，用于将整个装置吸附在实验金属的表面，在圆环形底座内圆的边缘设置环形垫圈。...

【技术特征摘要】
1.一种检测金属管线外壁腐蚀的方法，其特征在于，按照以下步骤进行测试：步骤1：将测试装置的玻璃管中填充以填充琼脂和饱和氯化钾溶液，作为反应中的盐桥，步骤2：将连接柱套在玻璃管外侧，使氯化银丝伸入至玻璃管底端，将参比电极柱整体，通过螺纹与圆盘形盖板连接，将圆盘形盖板通过螺纹与圆环形底座连接，步骤3：向凹槽内填充浸润缓冲溶液的吸附材料，步骤4：将测试装置通过环形磁铁固定在金属管线外壁表面，并保持密封，以凹槽对应的测试金属作为工作电极，铂片作为辅助电极，工作电极与辅助电极的面积一致，氯化银丝作为参比电极，步骤5：将电化学工作站接在参比电极接线柱和辅助电极接线柱上，进行测试；所述的测试装置包括圆盘形盖板、参比电极柱、辅助电极和圆环形底座：圆盘形盖板由上大下小的两个圆盘形结构组成，上方的圆盘为大圆盘，下方的圆盘为小圆盘，在圆盘形盖板的中心位置设置有盖板中孔，盖板中孔分为上下两段孔，上段孔的直径大于下段孔的直径，上段孔内设置有螺纹，用于与参比电极柱的紧固螺管连接，在小圆盘的外侧设置螺纹，用于与圆环形底座的连接；参比电极柱包括由参比电极接线柱，连接柱和氯化银丝组成的上部，和由紧固螺管和玻璃管组成的下部；在连接柱的上平面中心垂直设置参比电极连接柱，连接柱内部垂直于上平面设置有氯化银丝，氯化银丝的顶端穿过中孔连接柱的上平面与参比电极连接柱的底端相连；在紧固螺管的下端外侧设置有螺纹，用于与圆盘形盖板的盖板上段孔连接，在紧固螺管的内部设置玻璃管，玻璃管上方开口，内部中空，用以填充琼脂和饱和氯化钾溶液作为盐桥，在玻璃管的下端设置多孔陶瓷，上部的连接柱套在下部玻璃管的外侧，连接柱内的氯化银丝伸入至玻璃管底端；上部与下部保持连接，组成参比电极柱整体；辅助电极包括铂片和辅助电极接线柱，铂片设置于圆盘形盖板的小圆盘的下方，面积与小圆盘的面积相同，铂片的中央设置有圆孔，参比电极柱玻璃管穿过铂片中央圆孔，并设置紧固螺母...

【专利技术属性】
技术研发人员：王吉会，李秋实，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12