[发明专利]一种海洋环境异种金属电偶腐蚀试验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种海洋环境异种金属电偶腐蚀试验装置及其方法，用不锈钢螺栓将铝和钢紧固于尼龙，避免夹具与试样之间的电偶腐蚀及夹具自身的电化学腐蚀，实现了不同电极电势的异种金属平面搭接，置于盐雾介质中，模拟海洋环境，在同一块样品上，同步对比不同时长的铝接触面和非接触面、盐雾气氛‑气液界面‑液体浸泡、纯水和盐雾液体的电偶腐蚀和电化学腐蚀效果，结构合理，操作性强，可靠性强，安装、拆取便捷，后续微观表征不必二次切割加工，可以同时进行多组试验。

技术领域

本发明属于腐蚀防护技术领域，具体涉及一种腐蚀试验技术。

背景技术

金属在高温、高湿、高盐的热带海洋盐雾环境中，会发生电偶腐蚀，导致材料强度、塑性、韧性等力学性能下降，缩短设备寿命，甚至造成灾难性事故。

电偶腐蚀是普遍存在且代价高昂的工业技术难题，本质原因在于：具有腐蚀电位差的两种不同金属，在电解质环境中偶接，构成宏观腐蚀原电池，产生原电池效应，加速失效过程。探究海洋环境中的异种金属电偶腐蚀过程，模拟海洋环境中的金属偶接腐蚀行为，为进一步研究电偶腐蚀提供技术参考和理论依据，具有重要意义。

传统电偶腐蚀试验的夹具设计试件尺寸偏大，后期微观表征时，需要二次切割加工。试件直接打孔，引入应力腐蚀等干扰因素。偶接程序复杂，不方便同时进行多组试验，无法在同一试件的不同表面同时实现电偶腐蚀与电化学腐蚀。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种海洋环境异种金属电偶腐蚀试验装置，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

装置包括腐蚀介质容器、两个偶接板和数个偶接块，两个偶接板的材质和尺寸相同，相对平行放置，偶接块成对出现，每一对采用两种具有不同电极电势的金属，分别安装于两个偶接板的内侧，一面互相接触，另一面不接触，置入腐蚀介质容器，接触面发生电偶腐蚀，非接触面发生电化学腐蚀，既能对比不同金属之间的电偶腐蚀差异，又能对比不同金属之间的电化学腐蚀差异。

进一步的，偶接板包括数个孔洞，两个偶接板的孔洞位置一一对应，每一对偶接块分别嵌入对应孔洞，使不同电极电势的异种金属对在相同的时间和盐雾介质中，各自发生电偶腐蚀和电化学腐蚀，对比不同金属组合在相同腐蚀条件下的电偶腐蚀和电化学腐蚀的差异。

孔洞形状类沉头孔，非接触面一侧的直径8毫米、深2.1毫米，接触面一侧的直径10.2毫米、深2.9毫米，偶接块的直径10毫米、高3毫米，防止偶接块脱落，接触面贴紧，确保电偶腐蚀在接触面充分发生，非接触面暴露在盐雾介质中，确保电化学腐蚀在非接触面充分发生，电偶腐蚀和电化学腐蚀同时发生。

进一步的，偶接板包括数个螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔，紧固两块偶接板，使上下两个偶接块面接触，确保电偶腐蚀在接触面充分发生。

偶接板和螺栓采用耐腐蚀材质，与偶接块不发生电偶反应，偶接板可以采用尼龙66材质，螺栓可以采用不锈钢材质，既能避免偶接板和螺栓自身发生电化学腐蚀，又能避免偶接板和螺栓与偶接块发生电偶腐蚀，影响试验结果。

本发明还提出了一种海洋环境异种金属电偶腐蚀试验方法，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

均匀打磨每个偶接块，去除表面污垢及锈蚀物，依次用石油醚、丙酮、无水乙醇超声清洗，具有不同电极电势的偶接块两两组成一对，一块作为阳极，一块作为阴极，分别安装于两个偶接板的对应孔洞，一面互相接触，一面暴露于盐雾介质中，腐蚀完成后取出，拧松螺栓，自然晾干，用流动纯水轻洗，用鼓风箱烘干。

进一步的，持续对偶接板喷雾，喷雾由含3-5％的NaCl水溶液制成，模拟海面的空气环境，对比0h、24h、240h的阳极金属接触面和非接触面的腐蚀效果，体现电偶腐蚀和电化学腐的效果随时间延长产生的差异。