一种监测有机涂层下金属腐蚀的装置及其监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属腐蚀的监测装置，具体地说是一种监测有机涂层下金属腐蚀的装置及其监测方法，装置包括电解池帽、与被监测金属材料相同的桶、镍棒及接插件，将带有屏蔽导线的镍棒与电解池帽连接；在桶内壁镀镍，外表面均匀涂抹涂层，然后放入电解液，将镍棒插入桶中；桶上及镍棒上的屏蔽导线由电解池帽引出；引出的屏蔽导线通过接插件连接恒电位仪，桶内部为腐蚀信号监测工作电解池，桶内壁的镀镍面为信号检测工作面，桶外壁及其上的涂层面为腐蚀反应发生面，恒电位仪信号输出端与数据采信器和计算机相连接、对监测装置信号进行采集，实现对涂层下金属腐蚀程度及腐蚀速度的监测。本发明专利技术能够实现对涂层下金属腐蚀情况的长期、快速、连续地监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属腐蚀的监测装置，具体地说是一种监测有机涂层 下金属腐蚀的装置及其监测方法。
技术介绍
对于金属材料腐蚀和环境腐蚀性的监测，世界各主要发达国家都 十分重视。英国北海油田在二十世纪八十年代就积极进行海洋腐蚀环 境测量，评价其腐蚀能力并绘制了腐蚀图谱。腐蚀监测在各国海洋石 油平台上得到了普遍应用。随着我国石油、天然气产业几十年的不断发展，越来越多的石油、 天然气生产设施及输送管道被广泛的建设。这些管道的外腐蚀保护一 般由涂层及阴极保护组成的防护系统所承担。输送管道由于处在大 气、土壤、海水，海泥等恶劣的腐蚀环境中，特别是受工业生产带来的H2S, S02， C02以及等物质的腐蚀，其表面保护涂层在长期使用 后会出现失效或局部的破损，导致管道基体暴露于腐蚀介质中，从而 造成管道及其他重要生产设施的严重腐蚀。例如，我国川西一些气田 所釆天然气中含有H2S， S02等腐蚀性气体较少，管道内腐蚀较轻， 但是输气管道由于埋在土壤中，长期处于恶劣的腐蚀环境中，导致管 道外部涂层失效、脱落及破损，形成了较严重的管道外部腐蚀。 一旦 管道受到腐蚀造成石油及天然气的泄漏，不仅会给油、气田带来巨大 损失，而且还会产生环境污染以及不利的社会影响，给人民生命财产 安全带来巨大的危害。我国一些油、气田的生产设施及输送管道经过 长期的生产及环境的腐蚀的作用，涂层的完整性已遭到破坏，部分外 部涂层保护作用已大大减弱，给生产带来了巨大的安全隐患，如果不 及时发现并釆取有效措施，将造成严重的生产事故。但是由于输送管 道数量的众多以及处在土壤、海水及海泥中等一些难于肉眼观察的地 区，造成了对涂层下钢铁腐蚀监测的困难。同时靠人工实时、实地检 查、监测既花费了大量时间及经费，又不能及时地发现问题。所以， 专利技术一种能对石油、天然气输送管道表面涂层下金属腐蚀进行长期、快速、连续监测的方法及装置会对石油天然产业的安全生产带来巨大 的经济及社会效益。
技术实现思路
为了弥补在不同腐蚀环境中对有机涂层下金属腐蚀情况监测的 不足，本专利技术的目的在于提供一种监测有机涂层下金属腐蚀的装置及 其监测方法，能够实现对涂层下金属腐蚀情况的长期、快速、连续地 监测。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的本专利技术监测装置包括电解池帽、与被监测金属材料相同的桶、镍 棒及接插件，桶的内壁上镀有镍层、外表面设有涂层，桶内装有电解 液；镍棒的一端与桶内壁非接触地插入电解液中，另一端与电解池帽 相连接，电解池帽罩在桶上；镍棒与电解池帽连接端设有屏蔽导线， 其穿过电解池帽与接插件相连；桶上设有屏蔽导线，由电解池帽穿出 连接接插件。其中所述屏蔽导线与桶、镍棒及电解池帽的连接处均密封连接； 电解池帽的下端设有凹槽，桶的顶端插入凹槽内，两者密封连接；所 述电解液为二次或多次蒸馏的蒸馏水配制的氢氧化钠溶液，浓度为0. 1 ~ lmol/L。本专利技术监测方法为将带有屏蔽导线的镍棒与电解池帽连接，屏 蔽导线由电解池帽引出；在桶内壁镀镍，外表面均匀涂抹涂层，然后 放入电解液，将镍棒插入桶中；桶上的屏蔽导线由电解池帽引出；引 出的屏蔽导线通过接插件连接恒电位仪，桶内部为腐蚀信号监测工作 电解池，桶内壁的镀镍面为信号检测工作面，桶外壁及其上的涂层面 为腐蚀反应发生面，恒电位仪信号输出端与数据釆信器和计算机相连 接、对监测装置信号进行釆集，实现对涂层下金属腐蚀程度及腐蚀速 度的监测。其中镀镍液按每升计为250g硫酸镍、 45g氯化镍 混合而成;在桶镀镍前和镀镍后用无水酒精、丙酮釆用超声波洗净后冷风吹干；监测装置的工作温度范围 在-5。C 60。C之间。本专利技术的优点与积极效果为1.本专利技术既可监测暴露在外的金属腐蚀程度及腐蚀速度，也可 监测外有涂层的金属腐蚀程度、速度及涂层破坏程度、速度，功能性强。2. 本专利技术可实现对有机涂层下金属腐蚀程度及腐蚀速度的监测, 桶可根据现实生产中实际情况而选用被监测金属的材料制成，外部喷 涂的涂层可根据现实生产中实际情况而选用；由于本专利技术是根据腐蚀 反应产生扩散进入监测装置内部的氢来监测腐蚀反应速度，因此监测 装置工作的精确度不依赖于周围环境的湿度、腐蚀介质的种类及连续 性等，适应范围广。3. 本专利技术在极薄的桶内壁镀有镍层，由于镀镍层的催化作用， 腐蚀过程中产生的原子氢能够完全被氧化，因此测到的氧化电流即监 测装置信号输出能够完全反映金属材料的腐蚀行为。4. 本专利技术制作成本低，操作简单灵活，精度髙，较低的腐蚀速度也可通过测量氢的氧化电流的变化反映出来。5. 本专利技术釆用镀镍层，镀镍层同其它镀层相比具有钝化电流小的特点，因而背景电流小。6. 本专利技术监测的实现既可设计成专用监测仪器，也可利用现有 恒电位仪与数据记录器和计算机组成监测系统，根据情况有多种实现 方式，因而降低了监测成本。附图说明图l为本专利技术传感器的结构示意图； 图2为本专利技术监测系统示意图3为实施例釆用35CrMo钢制圆桶在涂层完整情况下的实验结 果图4为实施例采用35CrMo钢制圆桶的涂层在已破裂情况下在海水中的实验结果图5为实施例釆用35CrMo钢制圆桶的涂层在已破裂情况下在海水干湿循环中的试验结果图6为实施例釆用35CrMo钢制圆桶的涂层在已破裂情况下在真实海洋大气氛围中的试验结果图7为实施例釆用35CrMo钢制圆桶在海水中湿氢渗透量与腐蚀 失重之间的关系图8为实施例釆用35CrMo钢制圆桶在海水干湿循环下氢渗透量 与腐蚀失重之间的关系图9为实施例釆用35CrMo钢制圆桶在真实海洋大气氛围中氢渗透量与腐蚀失重之间的关系图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图1所示，本专利技术包括电解池帽l、与被监测金属材料相同的桶2、镍棒4及接插件7，本实施例釆用35CrMo钢制薄壁圆桶，桶 壁厚度为0. 3 ~ 0. 5mm。圆桶2的内壁上镀有镍层、外表面设有涂层3, 本实施例的涂层为巿购产品，选购青岛迪恩特海洋防腐涂料有限公司 的EPONICSSHB (超厚膜环氧树脂涂料)，圆桶2内装有电解液5。电 解池帽1的下端设有凹槽，镍棒4的一端与插入圆桶2内的电解液5 中，但不与圆桶2内壁接触，另一端与电解池帽l相连接，电解池帽 l罩在圆桶2上，圆桶2的顶端插入凹槽内，并用密封胶密封。镍棒 4与电解池帽1连接端设有屏蔽导线6，其穿过电解池帽1与接插件 7相连。圆桶2上设有屏蔽导线6，由电解池帽1穿出连接接插件7。 屏蔽导线6与圆桶2、镍棒4及电解池帽1的连接处均用密封胶密封, 确保电极引线与圆桶2和镍棒4之间的连接点不与电解液接触。本实 施圆桶2内盛入的电解液5为二次或多次蒸馏的蒸馏水配制的氢氧化 钠溶液，浓度为0. l~lmol/L,本实施例的浓度为0.2 mol/L。 本专利技术监测装置的监测方法为1. 将圆桶2内壁镀镍，镀镍液可釆用多种配方，本实施例釆用 按每升计250g硫酸镍、 45g氯化镍 、 40g硼 酸[H3B0J的混合，实验证明工作性能良好。镀镍前和镀镍后均需用无 水酒精、丙酮釆用超声波清洗干净，冷风吹干。2. 将镍棒4一端与屏蔽导线6焊接在一起，与事先加工好的电 解池帽1用密封胶连接在一起，其中屏蔽导线6要穿过电解池帽1。 电解池帽可用尼龙棒、Teflon (聚四氟乙烯)等绝缘材料制成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测有机涂层下金属腐蚀的装置，其特征在于：包括电解池帽（１）、与被监测金属材料相同的桶（２）、镍棒（４）及接插件（７），桶（２）的内壁上镀有镍层、外表面设有涂层（３），桶（２）内装有电解液（５）；镍棒（４）的一端与桶（２）内壁非接触地插入电解液（５）中，另一端与电解池帽（１）相连接，电解池帽（１）罩在桶（２）上；镍棒（４）与电解池帽（１）连接端设有屏蔽导线（６），其穿过电解池帽（１）与接插件（７）相连；桶（２）上设有屏蔽导线（６），由电解池帽（１）穿出连接接插件（７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于青，黄彦良，郑传波，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]