牺牲阳极性能检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种牺牲阳极性能检测方法及装置，该方法包括：制备处于预设服役阶段的牺牲阳极；将处于预设服役阶段的牺牲阳极和阴极桶埋覆在反应容器中的填充料内，将牺牲阳极与标准电阻以及阴极桶串联在一起；采集标准电阻、牺牲阳极以及阴极桶的检测参数；根据检测参数检测牺牲阳极在长期服役过程中的阴极保护性能。本发明专利技术提供的牺牲阳极性能检测方法及装置通过反应容器内的填充料模拟牺牲阳极的实际服役环境并制备不同服役阶段的牺牲阳极，通过检测不同服役阶段中的牺牲阳极和被保护的阴极桶的各项参数，更科学合理的检测砂石埋覆环境中牺牲阳极的长期保护效果，为砂石埋覆环境下钢结构阴极保护设计提供依据。环境下钢结构阴极保护设计提供依据。环境下钢结构阴极保护设计提供依据。

【技术实现步骤摘要】
牺牲阳极性能检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及腐蚀与防护
，特别是涉及一种牺牲阳极性能检测方法及装置。

技术介绍

[0002]牺牲阳极的阴极保护作为一种经济有效的金属防腐方法，在海洋及近海钢结构上、埋地管道等得到了广泛的应用。对于牺牲阳极在天然海水、人工配制海水或淡海水等均匀介质中，牺牲阳极的阴极保护性能评价方法已相对成熟并得到广泛应用，如牺牲阳极短期性能测试可参照GB/T17848、NACE TM0190及DNV RP B401附录B推荐的方法；对牺牲阳极长期性能测试可参考DNV RP B401附录C(测试周期12个月)。
[0003]近年来，随着水下沉管隧道工程技术的不断发展，钢壳式沉管隧道在越江、越海工程中获得了大量的应用，如港珠澳大桥的隧道区域、深中通道等。钢壳式沉管隧道设计使用寿命通常为50～100年。沉管隧道钢壳通常采用涂层和牺牲阳极相结合的腐蚀防护方式。由于沉管钢壳隧道会采用回填石埋覆，牺牲阳极的服役环境与海水相比存在显著的差异。在砂石埋覆的环境中，牺牲阳极在服役过程中形成的腐蚀产物只能通过砂石间隙扩散，同时相关离子的传输也受砂石物理隔绝的影响，导致牺牲阳极工作环境的电阻率升高；由于物质传输及交换受限，随着腐蚀产物的累积，阳极周边环境的pH、电阻率、溶氧浓度等参数都与天然海水有着巨大差异；砂石的填埋紧实度，砂石粒径部分的不均匀也会导致阳极表面状态形成差异，可能形成局部的微电池，从而使砂石覆盖环境中的阳极溶解形貌及电容量与天然海水存在差异。
[0004]对沉管钢壳采用的牺牲阳极建立长期服役性评价方法，可以有效的评估沉管钢壳防腐蚀的耐久性，进一步保障沉管隧道结构获得可靠的防腐保护。目前对海泥、砂石埋覆海水环境中牺牲阳极保护效果的研究较少，特别是长期阴极保护效果评价亟待解决。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种牺牲阳极性能检测方法及装置，研究砂石埋覆环境中牺牲阳极在不同服役阶段阴极保护性能的变化，解决砂石埋覆环境中牺牲阳极的阴极保护效果检测的技术问题。
[0006]本专利技术提供一种牺牲阳极性能检测方法，包括：制备处于预设服役阶段的牺牲阳极；将处于预设服役阶段的牺牲阳极和阴极桶埋覆在反应容器中的填充料内，将所述牺牲阳极与标准电阻以及所述阴极桶串联在一起；采集所述标准电阻、所述牺牲阳极以及所述阴极桶的检测参数；根据所述检测参数检测牺牲阳极在长期服役过程中的阴极保护性能。
[0007]进一步地，所述制备处于预设服役阶段的牺牲阳极包括：将牺牲阳极埋覆在反应容器中设置的套筒的填充料内，对所述牺牲阳极进行电解，通过控制电解时间形成处于预设服役阶段的牺牲阳极。
[0008]进一步地，所述对所述牺牲阳极进行电解在除了所述牺牲阳极和所述辅助阴极之
外，没有其他金属的环境中进行。
[0009]进一步地，所述对所述牺牲阳极进行电解包括：通过预设在所述牺牲阳极临近区域的测试管实时测试所述牺牲阳极的工作电位，如果所述牺牲阳极的工作电位大于预设的电位阈值，则降低所述电解电流密度，使所述牺牲阳极的工作电位降低到所述电位阈值以下。
[0010]进一步地，所述采集所述标准电阻、所述牺牲阳极以及所述阴极桶的检测参数包括：采集所述标准电阻两端的电压降，采集所述牺牲阳极在服役过程中的工作电位、pH值及电阻率，和采集被保护的所述阴极桶在服役过程中的工作电位。
[0011]进一步地，所述采集所述标准电阻两端的电压降包括：通过并联在所述标准电阻两端的数据采集器，按照设定的周期进行采集，并根据所述电压降计算出牺牲阳极的发生电流。
[0012]进一步地，所述采集所述牺牲阳极在服役过程中的工作电位、pH值及电阻率包括：通过预设于所述牺牲阳极临近区域的测试管采集所述牺牲阳极在服役过程中的工作电位、pH值及电阻率。
[0013]进一步地，所述采集所述阴极桶在服役过程中的工作电位包括：通过预设于所述阴极桶临近区域的盐桥上的参比电极采集所述阴极桶在服役过程中的工作电位。
[0014]本专利技术还提供一种牺牲阳极性能检测装置，所述装置包括反应容器、填充料、标准电阻、数据采集器、测试管、盐桥和参比电极；所述反应容器内设置有填充料，用于模拟所述被保护的阴极桶和所述牺牲阳极所处的环境；所述标准电阻的第一端与所述牺牲阳极电性连接，所述标准电阻的第二端与所述阴极桶电性连接；所述数据采集器并连在所述标准电阻的第一端和第二端之间，用于按照设定的周期采集所述标准电阻两端的电压降；所述测试管设置于所述牺牲阳极临近区域，用于测试所述牺牲阳极在服役过程中的工作电位、pH值及电阻率；所述盐桥设置于所述阴极桶临近区域；所述参比电极设置于所述盐桥上并且与所述填充料隔离，用于测试被保护的所述阴极桶在服役过程中的工作电位。
[0015]进一步地，牺牲阳极性能检测装置在制备不同服役阶段的牺牲阳极过程中还包括：直流电源、辅助阴极和套管；所述直流电源的正极与所述牺牲阳极电性连接，用于对所述牺牲阳极进行电解；所述辅助阴极在对所述牺牲阳极进行电解的过程中与所述直流电源的负极电性连接；所述套管用于在对所述牺牲阳极进行电解的过程中套设于所述牺牲阳极的周围，用于使所述牺牲阳极的电解产物在所述牺牲阳极周围聚集。
[0016]本专利技术提供的牺牲阳极性能检测方法及装置，通过反应容器内的填充料模拟牺牲阳极的实际服役环境，采用强制电解的方法制备不同服役阶段的牺牲阳极。将电解后的牺牲阳极与阴极桶串联，并测试其发生电流、工作电位、pH及电阻率等参数，从而判断牺牲阳极在长期服役过程中，不同阶段的牺牲阳极的阴极保护性能，更科学合理的评价砂石埋覆环境中牺牲阳极的长期保护效果，为砂石埋覆环境下钢结构阴极保护设计提供依据。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例中牺牲阳极性能检测装置的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例中牺牲阳极性能检测装置在制备不同服役阶段的牺牲阳极过程中的结构示意图。
具体实施方式
[0020]有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本专利技术为达成预期目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制，可能未示出某些公知的部分。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0021]本专利技术实施例提供一种牺牲阳极性能检测方法，具体包括：制备处于不同预设服役阶段的牺牲阳极；将处于预设服役阶段的牺牲阳极和阴极桶埋覆在反应容器中的填充料内，将牺牲阳极与标准电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牺牲阳极性能检测方法，其特征在于，包括：制备处于预设服役阶段的牺牲阳极；将处于预设服役阶段的牺牲阳极和阴极桶埋覆在反应容器中的填充料内，将所述牺牲阳极与标准电阻以及所述阴极桶串联在一起；采集所述标准电阻、所述牺牲阳极以及所述阴极桶的检测参数；根据所述检测参数检测牺牲阳极在长期服役过程中的阴极保护性能。2.根据权利要求1所述的牺牲阳极性能检测方法，其特征在于，所述制备处于预设服役阶段的牺牲阳极包括：将牺牲阳极埋覆在反应容器中设置的套筒的填充料内，对所述牺牲阳极进行电解，通过控制电解时间形成处于预设服役阶段的牺牲阳极。3.根据权利要求2所述的牺牲阳极性能检测方法，其特征在于，所述对所述牺牲阳极进行电解在除了所述牺牲阳极和所述辅助阴极之外，没有其他金属的环境中进行。4.根据权利要求2所述的牺牲阳极性能检测方法，其特征在于，所述对所述牺牲阳极进行电解包括：通过预设在所述牺牲阳极临近区域的测试管实时测试所述牺牲阳极的工作电位，如果所述牺牲阳极的工作电位大于预设的电位阈值，则降低所述电解电流密度，使所述牺牲阳极的工作电位降低到所述电位阈值以下。5.根据权利要求1所述的牺牲阳极性能检测方法，其特征在于，所述采集所述标准电阻、所述牺牲阳极以及所述阴极桶的检测参数包括：采集所述标准电阻两端的电压降，采集所述牺牲阳极在服役过程中的工作电位、pH及电阻率，和采集被保护的所述阴极桶在服役过程中的工作电位。6.根据权利要求5所述的牺牲阳极性能检测方法，其特征在于，所述采集所述标准电阻两端的电压降包括：通过并联在所述标准电阻两端的数据采集器，按照设定的周期进行采集，并根据所述电压降计算出牺牲阳极的发生电流。...

【专利技术属性】
技术研发人员：于林，刘朝信，王辉，王海涛，丁慧，王廷勇，
申请(专利权)人：青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：