一种防腐蚀检测用参比电极制造技术

一种防腐蚀检测用参比电极，其特征在于：所述参比电极的包含有如下的具体结构：参比电极体（１）、电极封端（２）、铜电极（４）、渗透膜块（５）；其中：参比电极体（１）为内部设置有空腔的空心筒状结构，参比电极体（１）下部开口处由固定连接在其上的渗透膜块（５）封闭，参比电极体（１）上部开口处由固定在其上的电极封端（２）封闭；所述铜电极（４）为棒状结构，其主体部分设置在由参比电极体（１）、电极封端（２）、和渗透膜块（５）这三者共同封闭的空腔内，所述铜电极（４）的一端固定连接在电极封端（２）上。本实用新型专利技术是针对ＣＳＥ使用性能的改进，同时还可以与数字测量技术相结合，为相应的检测、维护和管理提供更高的检测效率和更好的可靠性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金属材料防腐蚀和防护技术，特别提供了一种防腐蚀检测用参比电极。
技术介绍
现有技术中，因为城市地面和空间日渐拥挤，要求大量的金属构筑物在建设中隐 蔽起来，以埋入地下和水下最多，石油天然气行业的生产和运输的集输管道和长输管道普 遍采用这种的方法。 埋地和水下是复杂的电解质环境。金属构筑物在电解质环境中发生的电化学腐蚀 是金属破坏的主要危险，每年有大量的金属因腐蚀而损失和报废。 为保护埋地和水下金属构筑物不被电化学腐蚀所破坏或减缓电化学腐蚀的进程， 普遍采用包覆防腐绝缘层和施加阴极保护的防护方法。 阴极保护是电化学保护(也称电法保护)技术的一种，通过向被保护金属构筑物 通以阴极电流，使其表面阴极极化，金属腐蚀停止或减弱的技术。 在材质、环境、防腐绝缘层等因素确定后，施加阴极电流的大小决定被保护金属表 面阴极极化的程度，是实现保护效果好差的关键。电流过小，不能达到有效的极化，腐蚀不 能遏止，称欠保护；电流过大，会使电解质中的氢析出，吸附或溶入金属，导致防腐绝缘层粘 结力下降和金属强度品质下降，即发生防腐绝缘层剥离和所谓氢脆等，腐蚀条件劣化，金属 破坏危险增大，称过保护。所以监测施加的阴极电流大小是否适当是保证阴极保护良好效 果的最重要要求。 但是直接检测电流的方法复杂，不适于正常管理和维护的操作，而且不同对象和 环境的电流大小不具有定量、可比的性质，不能界定普遍适用的标准，金属的极化电位(即 金属对电解质界面的电位)却是综合了各种影响后的一种状态，并直接标志着相应的阴极 电流是否适度，因此极化电位是金属腐蚀防护技术和管理的主要检测项目，并在技术实践 中总结出普遍适用的准则。 我国的国家标准和行业标准规定，钢铁构筑物在阴极保护状态时的对地(即电解质，下同)电位，-850mV -1500mV为合格；较新的技术要求测量阴极保护断电瞬间的对地电位，-8501^ -115011^为合格，以及保护状态对地电位较非保护状态对地电位(称自腐蚀电位或自然电位)负向偏移100 300mV的准则等。这些检测要求提供一个标准电位作为基准，称参比电极，对于钢铁构筑物，要求使用的是铜/饱和硫酸铜参比电极。 现有技术中，参比电极是电化学理论研究和技术应用中提供电位基准的工具，数字显示也是普遍采用的测量技术。 参比电极种类很多，在金属的腐蚀和防护领域，以钢铁构筑物为对象要求使用铜/ 饱和硫酸铜参比电极，即CSE。人们期望获得性能更好的CSE，以便在检测操作、维护和管理 过程中具有更高的效率和更好的可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种技术效果更好的防腐蚀检测用参比电极。本技术一种防腐蚀检测用参比电极，其特征在于所述参比电极的包含有如 下的具体结构参比电极体1、电极封端2、铜电极4、渗透膜块5;其中参比电极体l为内部 设置有空腔的空心筒状结构，参比电极体1下部开口处由固定连接在其上的渗透膜块5封 闭，参比电极体1上部开口处由固定在其上的电极封端2封闭；所述铜电极4为棒状结构，其主体部分设置在由参比电极体1、电极封端2、和渗透膜块5这三者共同封闭的空腔内，空腔内装有硫酸铜饱和溶液，所述铜电极4的一端固定连接在电极封端2上。 本技术所述防腐蚀检测用参比电极，还要求保护下述优选内容 所述一端固定连接在电极封端2上的铜电极4与电极封端2固定连接的端部还与测量模块6相互之间构成电连接关系。 所述铜电极4与电极封端2固定连接部分的上端端部与测量模块6之间的连接结 构具体为凹凸结构的间隙配合连接或过盈连接或螺纹连接。 所述铜电极4与电极封端2固定连接部分的上端端部与测量模块6之间的连接结 构具体为凹凸结构的紧配合电连接连接，其中在所述铜电极4上端设置有内孔结构401， 测量模块6通过设置有与内孔结构401相配合的杆状结构直接或者间接与所述铜电极4形 成电连接。所述测量模块6具体优选为数字直流电压表或者微型数字万用表；其中当测量 模块6为数字直流电压表时，其量程优选为2000mV，可以只设置单一量程。 所述防腐蚀检测用参比电极中的参比电极体1和电极封端2相连接处还设置有密 封件3，所述密封件3具体可以为0型密封圈。 本技术所述防腐蚀检测用参比电极相关的原理知识特介绍如下 参比电极是一种测量工具，在电化学理论研究和技术应用中提供测量的电位基准，以得到定量的、确定的、可比的结果。 参比电极种类很多，不同对象要求使用不同的参比电极。在以钢铁构筑物为对象 的腐蚀和防护技术中，要求使用铜/饱和硫酸铜参比电极，即CSE，本说明书以下提到参比 电极均指CSE。技术标准中规定氢电极(SHE)在25t:时电位为零，是标准参比电位，其他参 比电极的电位都以标准氢电极为基准测量得到，是相对标准的参比电位。 铜/饱和硫酸铜参比电极是纯铜电极置于纯净的饱和硫酸铜溶液中，发生以下电 极反应 Cu_Cu2++2e 反应中，铜电极带正电，溶液带负电，界面形成电位差，即为铜/饱和硫酸铜的电 极电位。 量值由能斯特公式计算<formula>formula see original document page 4</formula> 式中E°——铜的标准电位 a Cu2+——溶液中铜离子活度 R——气体常数，8. 31J/°C T——绝对温度，K F——法拉第常数，96500C 当反应过程平衡时， E = 0. 337+0. 031og a Cu2+(25°C ) 上述内容参见(《阴极保护工程手册》，化学工业出版社，胡士信主编) 应用中可取铜——饱和硫酸铜电极电位+0. 33V(标准氢电极，25°C )。参见文献《电化学》，上海科学技术出版社，上海轻工业专科学校编。 根据电化学理论，参比电极是平衡电极或称可逆电极，即电解质溶液中只含有电 极金属离子的电极，这样的电极电位才是稳定可靠的。铜/饱和硫酸铜电极是严格的平衡 电极，不易极化，耐腐蚀性好，电位稳定，工业用铜/饱和硫酸铜参比电极产品是绝缘的筒 状外壳内充装饱和硫酸铜溶液， 一端用绝缘的微渗材料封装，做测量接口 ，另一端安装铜电 极，与外部测量线相接，是测量端，铜/饱和硫酸铜产品构造简单，并与理论原型一致，因此 电位标准，误差小，得到广泛承认和应用，是钢铁构筑物腐蚀防护测试的首选参比电极。 从管理维护和测量技术的角度来说，阴极保护是电化学保护技术中发展最成熟应 用最广泛的技术，从设计、施工、运行和维护管理都按标准和规范进行。以长输管道为例，除 阴极保护站、传输阀室和園定监测点须要连续测量管地电位外，一般每0. 5 1. Okm设置一 个测试桩，设置连接被测管道的测量线，由管理和维护人员进行定期(一般是每月)和不定 期的检测。 测试时，参比电极放置在被测管道顶部地面(称地表参比法)或与管体接近的土 壤表面(称近参比法)，测量接口端保持与土壤接触良好，比如加水润湿，使用高内阻直流 电压表或直流电位差计，选择正确的量程，负端接测试桩中测量线，正端接参比电极接线 端，指示或显示稳定读取管道对地电位。通电状态下为保护电位，不通电状态下为自腐蚀电 位(称自然电位)。 测量仪表现在普遍采用的是数字万用表的直流电压档， 整理测量数据，制作图表曲线，就可分析判断当前的阴极保护的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防腐蚀检测用参比电极，其特征在于：所述参比电极的包含有如下的具体结构：参比电极体（１）、电极封端（２）、铜电极（４）、渗透膜块（５）；其中：参比电极体（１）为内部设置有空腔的空心筒状结构，参比电极体（１）下部开口处由固定连接在其上的渗透膜块（５）封闭，参比电极体（１）上部开口处由固定在其上的电极封端（２）封闭；所述铜电极（４）为棒状结构，其主体部分设置在由参比电极体（１）、电极封端（２）、和渗透膜块（５）这三者共同封闭的空腔内，所述铜电极（４）的一端固定连接在电极封端（２）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何悟忠，何流，孙桂红，佟德斌，周兴涛，张凤尧，
申请(专利权)人：何悟忠，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]