海洋环境中钢铁构筑物腐蚀的电化学检测

论文摘要

海洋环境中钢铁构筑物的腐蚀监检测是海洋开发过程中需要面对的重要问题,研制能在构筑物表面直接进行检测的腐蚀电化学传感器并配合虚拟仪器实现构筑物腐蚀状态的现场监检测具有重要的意义。在实验室已有研究成果的基础上,改进研制了三种适用于海洋环境现场检测的腐蚀电化学传感器:小孔限流型传感器、局部封闭型传感器和开放型传感器。研究了小孔限流型和开放型传感器在3.5%NaCl溶液中的限流能力。利用弹性的惰性触头解决了现场传感器与待测金属的电接触问题。研究发现,减小小孔限流型传感器小孔到被测对象表面之间的距离L和开放型传感器暴露辅助电极与被测对象表面之间的距离D均可有效限制电流分布;验证了局部封闭型传感器封闭电流的能力,在待测物表面较平滑的情况下磁铁对防水硅胶圈的压力可保证从传感器与待测金属封闭处泄漏的电流忽略不计。应用改进研制的传感器在实验室检测了金属材料表面不同表面状态区域的腐蚀状况,证明传感器可以较好地区分一定面积不同区域的腐蚀状态。同时配合基于cRIO虚拟仪器的电化学测试系统实现了传感器对天津海河小码头钢管桩、青岛海洋所模拟导管架的现场检测。检测结果表明改进研制的传感器和cRIO电化学测试系统基本适合海洋构筑物腐蚀电化学现场监检测的需要。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 海洋环境钢铁构筑物的腐蚀与防护
• 1.2.1 海水腐蚀的分类
• 1.2.2 海水腐蚀的电化学特征
• 1.2.3 海水腐蚀环境分类
• 1.2.4 海水腐蚀实验方法
• 1.2.5 钢铁构筑物海水腐蚀防护
• 1.3 海水腐蚀现场监检测技术
• 1.3.1 非电化学监检测技术
• 1.3.2 电化学监检测技术
• 1.3.3 其他技术在腐蚀电化学监检测中的应用
• 1.4 海洋环境钢铁构筑物腐蚀电化学传感器的研究现状
• 1.5 课题研究目标、思路及内容
• 第二章 实验技术
• 2.1 电化学测试技术
• 2.1.1 恒电位/恒电流阶跃
• 2.1.2 恒电位方波
• 2.1.3 动电位扫描
• 2.2 测试系统
• 第三章 腐蚀电化学传感器的设计与制作
• 3.1 传感器结构设计
• 3.1.1 传感器的固定方式
• 3.1.2 电连接方式
• 3.1.3 腔体和底盘设计思路
• 3.2 海洋环境腐蚀电化学传感器的研制
• 3.2.1 腐蚀电化学传感器电极系统的选择
• 3.2.2 小孔限流型腐蚀电化学传感器设计与制作
• 3.2.3 局部封闭型腐蚀电化学传感器设计与制作
• 3.2.4 开放型腐蚀电化学传感器设计与制作
• 3.3 本章小结
• 第四章 腐蚀电化学传感器的限流能力
• 4.1 腐蚀电化学传感器限流能力的表征方式
• 4.2 小孔限流型传感器有效测试面积的确定
• 4.3 局部封闭型传感器封闭电流能力测试
• 4.4 开放型传感器有效测试面积的确定
• 4.5 本章小结
• 第五章 海水中钢铁构筑物的腐蚀电化学检测
• 5.1 腐蚀电化学传感器电接触装置的可靠性测试
• 5.2 镀锌铁板腐蚀检测
• 5.2.1 实验室模拟测试
• 5.2.2 天津大学爱晚湖现场测试
• 5.3 Q235 钢板腐蚀检测
• 5.4 天津海河小码头钢管桩腐蚀检测
• 5.5 青岛Q235 钢模拟导管架腐蚀检测
• 5.5.1 实验装置
• 5.5.2 Q235 钢模拟导管架腐蚀检测
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢