电化学测试技术及其在腐蚀领域的应用.ppt

电化学测试技术及其在腐蚀领域的应用  2.腐蚀电化学检测应用进展 腐蚀电化学检测应用进展 天津大学材料学院 1.金属材料水环境腐蚀现场检测技术 2.埋地管道防护层缺陷检测与诊断 3.接地网腐蚀状态的电化学检测技术 4.电化学噪声测试在腐蚀检测中的应 用 1. 金属材料水环境腐蚀现场检测技术 1.1 钢铁材料水环境腐蚀监检测电化学 传感技术 1.2 水环境腐蚀站网典型金属材料现场 实时检测 1.1 钢铁材料水环境腐蚀监检测电化学传感技术研究 提出小孔限制电流分布的电化学腐蚀传感器结构 研究影响电流集中分布的主要因素：小孔孔径D和孔口距被测表面的距离L 实验确定传感器的有效测试面积 制作了成型小孔限流型腐蚀传感器 改进型腐蚀电化学传感器的设计与研制 腐蚀电化学传感器的设计思路与实验验证 有效测试面积（Sequ）表征限流效果。有效测试面积的值越小，表示工作电极表面电流分布越集中，限流效果越好；反之则表明电流分布发散，限流效果差。 钢铁材料水环境腐蚀监检测电化学传感技术研究 提出了基于恒电流控制方式，可进行恒电流阶跃和恒电流方波测量的仪器结构思路，设计了变频采集数据和方案。 制作了基于单片机控制的测试仪器，具有小巧灵活轻便的特点，既可独立完成腐蚀监/检测任务，也可与计算机联机，对数据进一步处理。 现 场 测 试 钢管桩测试部位示意图 响应曲线示例 （B点） 结果表明，所研制传感测试系统能够胜任大型钢铁构筑物的腐蚀速度长期监测或不同部位腐蚀状态的检测。 改进型腐蚀电化学传感器的设计与研制 针对水环境中大型钢铁构筑物腐蚀检测时遇到的限制电流分布的关键问题，提出了通过减小辅助电极的面积SA及辅助电极与被测对象表面之间距离D两个电极系统参数来获得限流效果的解决思路，并对其进行了实验验证。 研制了改进型腐蚀电化学传感器，实验证明该传感器在自来水介质中有良好的限制电流分布能力。 改进型腐蚀电化学传感器的设计与制作 改进型传感器的辅助电极没有封装在绝缘腔体中，因此传感器的结构可以设计得很简单，并且可以根据传感器的实际应用环境设计其形状结构。 改进型腐蚀电化学传感器综合考虑了实验室和现场的实际检测环境，并借鉴了小孔限流型传感器的设计。 传感器支柱的整体结构示意图 1.2水环境腐蚀站网典型金属材料暴露试片现场实时检测 全浸区暴露试片实时腐蚀电化学检测 潮差区暴露试片腐蚀电化学检测 金属材料实海冲刷腐蚀检测 舟山实海356天全浸腐蚀的腐蚀数据 不同流速下3C钢试样Rp值随冲刷时间的变化 埋地管道防护层缺陷检测的电化学技术 埋地管道防护层缺陷检测的信息处理 --小波分析在防护层缺陷检测中的应用 埋地管道防护层缺陷检测分析系统 管道防护层可能存在的四种情况 埋地管线防护层缺陷 -- 破损与剥离 阴极保护下剥离层静电屏蔽, 加速金属腐蚀 金属表面防护层缺陷检测 在分析高绝缘性能防护层电化学本质和等效电路的基础上提出和建立了检测钢铁表面防护层缺陷 (破损与剥离) 的电化学技术。 一定频率小幅度正弦电流阻抗幅值比技术 阶跃电流阻值比法检测防护层缺陷状态 不同状态防护层的阻抗谱的Nyquist图 小波分析在防护层缺陷检测中的应用 现场检测时 工频干扰、随机噪声、 响应信号信噪比很低。 小波分析滤波和信息提取 1.连续小波变换提取小幅度正弦激励响应中有意义信息 2.多分辩分析滤除恒电流瞬态响应噪声 3.二进小波变换间隔电位及电位差分布缺陷定位方法 丰润长输管道现场测试信号的小波变换 丰润长输管道现场148#桩向后150米处管道上施加频率1 Hz幅度400微安正弦电流激励的响应 小波分析滤波结果 埋地管道防护层缺陷检测分析系统 结合小波分析和神经网络等现代应用数学方法开发了埋地管道防护层缺陷检测分析系统。 在Windows环境下，应用Visual Basic 6.0，C语言及Matlab应用软件开发了具有对防护层状态进行识别功能的分析与诊断系统。 3. 接地网腐蚀状态检测技术的研究 接地网故障是影响电力系统安全运行的重要隐患。我国选用碳钢作为接地材料。由于接地网埋设在地下，很难了解接地网导体的确切状况。 由于接地网材料在土壤中腐蚀的电化学本质，电化学技术是表征材料腐蚀的界面状态和研究腐蚀机理最有效的手段。 测试技术——恒电流阶跃 滤波——小波分解重构 充电曲线拟合——Levenberg-Marquardt算法 5 EN测试系统在腐蚀检测中的应用 800合金试样去除直流分量后电化学噪声谱 304SS试样去除直流分量后电化学噪声谱 统计分析 铝合金大气腐蚀的EN检测 模拟试验 液膜干