供水管道耐腐蝕研究用具有多種涂層的可更換工作電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于電化學(xué)測量裝置的，特別涉及一種供水管道耐腐蝕研宄用具有多種涂層的可更換工作電極。
【背景技術(shù)】
[0002]城市供水系統(tǒng)是城市的生命線，管道的安全供水對維護(hù)城市的正常生產(chǎn)、生活起著至關(guān)重要的作用。我國供水管道材質(zhì)主要為球墨鑄鐵等金屬，金屬管道的腐蝕是威脅管道安全運(yùn)行的重要因素。在管道耐腐蝕性檢測的眾多方法中，電化學(xué)測量方法作為觀測材料耐腐蝕性能的一種重要手段，由于其快速、可連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點而被廣泛用于金屬供水管道耐腐蝕的實驗研宄。在電化學(xué)測量裝置中，工作電極的選擇及制備是關(guān)系到測試可行性及有效性的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)有的工作電極通常為單一金屬材質(zhì)的柱狀或片狀電極，尚不能準(zhǔn)確模擬管道運(yùn)行中的真實情況。在實際供水系統(tǒng)中，管道主體為球墨金屬等材質(zhì)，其上涂覆有水泥砂漿內(nèi)襯層、環(huán)氧樹脂涂層或鍍鋅涂層等多種防腐層，管道內(nèi)涂層除具有防腐作用夕卜，還降低了管壁粗糙度，從而減少流動阻力，以降低動力消耗、節(jié)約管材和工費(fèi)等。同時，大量城市供水管道已運(yùn)行多年，管道內(nèi)外壁面上已形成較厚的局部腐蝕瘤或大面積腐蝕垢層，嚴(yán)重影響了用戶端出水水質(zhì)，并加速了管道的腐蝕。
[0003]針對以上情況，應(yīng)用現(xiàn)有的單一金屬材質(zhì)工作電極進(jìn)行電化學(xué)測量以模擬管道運(yùn)行情況，明顯與實際管道的運(yùn)行情況不符，無法獲得帶有防腐涂層或腐蝕產(chǎn)物的金屬電極在腐蝕過程中的腐蝕數(shù)據(jù)；同時，因傳統(tǒng)工作電極反應(yīng)面積不易確定、制備操作難以標(biāo)準(zhǔn)化、體積較大而無法實現(xiàn)后續(xù)大型儀器檢測等問題，限制了電化學(xué)方法在供水管道耐腐蝕研宄領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，在于提供一種供水管道耐腐蝕研宄用具有多種涂層的可更換工作電極，以解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)金屬工作電極無法準(zhǔn)確地對帶有防腐涂層或腐蝕產(chǎn)物的金屬電極進(jìn)行電化學(xué)測量的問題，以便更加準(zhǔn)確地模擬供水管道的實際運(yùn)行情況及耐腐蝕性能。該電極反應(yīng)面積方便計算，涂層表面平整均一，涂層厚度易于控制，制作方法規(guī)范可行，增強(qiáng)了該電極的普遍適用性。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種供水管道耐腐蝕研宄用具有多種涂層的可更換工作電極，包括金屬電極、絕緣層和導(dǎo)體接頭，其特征在于，所述金屬電極為球墨鑄鐵電極1，其外表面設(shè)置有絕緣層2 ;球墨鑄鐵電極I的直徑為08?12mm，高10?15mm ;絕緣層2的厚度為3mm，高15?25mm ；由于球墨鑄鐵電極I與絕緣層2的高度差，其上部形成一個高度為2?12mm凹槽3，該凹槽3內(nèi)設(shè)置有防腐層6或者腐蝕垢層7 ;在球墨鑄鐵電極I的下表面設(shè)置有硬質(zhì)金屬導(dǎo)體接頭4，球墨鑄鐵電極I的下表面及硬質(zhì)金屬導(dǎo)體接頭4的外表面均設(shè)置有絕緣層。
[0007]所述球墨鑄鐵電極I為圓柱體電極，其外表面設(shè)置的絕緣層2為PVC絕緣層；球墨鑄鐵電極I的下表面及硬質(zhì)金屬導(dǎo)體接頭4的外表面設(shè)置的絕緣層也為PVC絕緣層。
[0008]所述硬質(zhì)金屬導(dǎo)體接頭4的長度為5?10cm，末端裸露，與外部電化學(xué)測量裝置相連接。
[0009]所述防腐層6為水泥砂漿層、鍍鋅層或者環(huán)氧樹脂層。
[0010]所述凹槽3與腐蝕垢層7之間設(shè)置有雙面導(dǎo)電碳膠5，雙面導(dǎo)電碳膠5的厚度為0.05mmo
[0011 ] 本專利的優(yōu)點和有益效果是:
[0012]1、本發(fā)明是一種供水管道耐腐蝕研宄用具有多種涂層的可更換工作電極，可對多種管道防腐涂層進(jìn)行實時電化學(xué)腐蝕監(jiān)測，便于研宄涂層的作用機(jī)理和防腐性能，以更加準(zhǔn)確地模擬供水管道的實際運(yùn)行情況及耐腐蝕性能。
[0013]2、本發(fā)明工作電極可對覆蓋有內(nèi)外管壁腐蝕垢層剝落物的金屬電極進(jìn)行電化學(xué)測量，從而推測出現(xiàn)有老舊管道腐蝕垢層的微觀結(jié)構(gòu)及性能，以探宄供水管道的腐蝕進(jìn)程和腐蝕機(jī)理，對城市供水管道的壽命預(yù)測和腐蝕防護(hù)意義重大。
[0014]3、本發(fā)明工作電極制作方法規(guī)范可行，反應(yīng)面積方便計算，涂層表面平整均一，涂層厚度易于控制，可以大大提高腐蝕電化學(xué)測量的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。
[0015]4、本發(fā)明工作電極廣泛適用于各種電化學(xué)測量裝置，如兩電極、三電極體系電解池，通過交流阻抗譜、動電位掃描、開路電位等測量手段，可準(zhǔn)確獲得靜態(tài)或流動體系下腐蝕過程中的腐蝕數(shù)據(jù)，從而模擬、研宄出多種供水管道防腐層的作用機(jī)理及失效機(jī)理。
[0016]5、本發(fā)明工作電極截面積小、厚度薄、主體體積較小，避免了使用其他截面積較大或厚度較大的工作電極需要切割的操作，使得后續(xù)利用大型儀器檢測涂層微觀形貌的實驗操作更為方便、快捷，便于綜合應(yīng)用多種檢測方法，更好地分析供水管道中多種涂層在腐蝕環(huán)境中的作用機(jī)理。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明供水管道耐腐蝕研宄用具有多種涂層的可更換工作電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明具體實施例測量所得對數(shù)頻率特性曲線(Bode圖)；
[0019]圖3是本發(fā)明的凹槽內(nèi)涂覆防腐層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明的凹槽內(nèi)涂覆腐蝕垢層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]本發(fā)明附圖標(biāo)記如下:
[0022]1---球墨鑄鐵電極2---絕緣層
[0023]3---凹槽4---硬質(zhì)金屬導(dǎo)體接頭
[0024]5---雙面導(dǎo)電碳膠6---防腐層
[0025]7---腐蝕垢層
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，本發(fā)明是一種供水管道耐腐蝕研宄用具有多種涂層的可更換工作電極，該工作電極的金屬電極為球墨鑄鐵圓柱電極，其外表面設(shè)置有PVC絕緣層；球墨鑄鐵電極I的直徑為08?12mm，高10?15mm ;絕緣層2的厚度為3mm，高15?25mm ;由于球墨鑄鐵電極I與絕緣層2的高度差，其上部形成一個高度為2?12mm凹槽3，該凹槽3內(nèi)設(shè)置有防腐層6或者腐蝕垢層7 ;在球墨鑄鐵電極I的下表面設(shè)置有硬質(zhì)金屬導(dǎo)體接頭4，該下表面及硬質(zhì)金屬導(dǎo)體接頭4的外表面均設(shè)置有PVC絕緣層。硬質(zhì)金屬導(dǎo)體接頭4的長度為5?10cm，末端裸露，與外部電化學(xué)測量裝置相連接。防腐層6為水泥砂漿內(nèi)襯層、鍍鋅層或者環(huán)氧樹脂層。
[0027]本實施例的工作電極由內(nèi)層球墨鑄鐵圓柱電極和外層PVC絕緣層組成。內(nèi)層球墨鑄鐵圓柱體的截面直徑為1cm，高1mm ;外層為PVC絕緣