[发明专利]研究铁质管道电化学腐蚀和管网水质变化的试验模拟平台

摘要

研究铁质管道电化学腐蚀和管网水质变化的试验模拟平台，属于金属管道电化学腐蚀模拟试验技术领域。其特征在于，内置有阴离子交换膜、用作阳极的铁管基材、用作阴极的管垢成分压片、用作放置研究对象和电解液的反应容器以及与反应容器串联的电压或电流采集测量数字电路。阴离子交换膜用于把阴阳两极隔开形成阴极腔和阳极腔。通过采集电极间的电压和电流数据来研究阴极管垢的电化学腐蚀过程，研究管道水质变化的动力学过程。该平台有助于更全面、客观地解决管道腐蚀的防护问题，弥补了目前仅考虑阳极金属电化学腐蚀之不足，为今后研究包括中水、海水、各种污水在内的管网的电化学腐蚀、防护问题提供了一个非常有实用价值的试验模拟平台。

主权项

研究铁质管道电化学腐蚀和管网水质变化的试验模拟平台，其特征在于，是一种同时测试金属阳极和管垢阴极之间的电化学腐蚀特性的实验设备，包括：阴离子交换膜、用作阳极的铁质管材、用作阴极的管垢材料压片、放置研究对象和电解液的密封反应容器，以及在容器外与电极连接的电化学信号采集测量系统，其中：反应容器，由有机玻璃制成，阴极侧和阳极侧分别为两块相同的中空组件，容器长度方向侧面两端为两片实心有机玻璃板。并且在沿长度方向的上下四角用螺栓‑螺母组件固定，其中：阳极铁质管材，上面打孔，用于和铜导线连接并用铜箔导电胶固定；阴极管垢成分压片，由四氧化三铁或羟基氧化铁的高纯度粉末压制而成，来模拟管垢成分，所述管垢压片通过铜箔导电胶与铜导线连接固定；阴离子交换膜，在反应容器即将密封组装时插入容器中间，形成体积相等的阳极腔和阴极腔，用以分别检测各腔内的水质和电极的变化；电解质溶液，经氮吹排除其中的溶解氧后再加入组装好的反应容器中，加满后对容器进行密封；作为阳极的所述铁质管材和作为阴极的管垢压片分别位于阳极腔和阴极腔内，沿所述反应器的宽度方向相对于所述阴离子交换膜平行布置，各自分别通过裸铜线经开在上侧的两个相互电绝缘的导线孔连接到所述电化学信号采集测量系统的信号输入端，再用铜箔导线胶固定；所述阴离子交换膜嵌入有机玻璃组件放置硅胶垫圈的凹槽内，并对其用硅胶垫圈予以固定，插入位置与螺栓‑螺母组件电绝缘；在所述上侧面上，相对于阳极腔和阴极腔的中心位置处分别垂直地开有阳极电解液取样孔和阴极电解液取样孔，并密封。电化学信号采集测量系统的电压采集测量误差±1mV，采样间隔至少1ms；电流采集测量分辨率为0.1μA，采样间隔至少1s。