[发明专利]一种小管径铜合金管路极化电阻测试装置和方法

权利要求书

1.一种小管径铜合金管路极化电阻测试装置，其特征在于主体结构包括恒电位仪、辅助电极、参比电极、电导率测试池、标准管路、测试管路、固定卡套、通水配管、水槽、水泵和温控器；恒电位仪分别与辅助电极和参比电极连接，辅助电极和参比电极的尾端均伸入电导率测试池中，电导率测试池的一端与标准管路连接，电导率测试池的另一端与测试管路连接，固定卡套将电导率测试池与标准管路和测试管路紧固连接，通水配管由测试管路引出后依次经过水槽和水泵进入标准管路形成循环，水槽中设置有温控器。

2.根据权利要求1所述的小管径铜合金管路极化电阻测试装置，其特征在于测试小管径铜合金管路极化电阻的方法称为恒电位法，具体工艺过程为：

(1)将测试管路置于常温的实验溶液中浸泡24～72h，观察测试管路的自腐蚀电位的变化，当自腐蚀电位1min之内的波动在2mV以上时，浸泡72h以上；

(2)使实验溶液达到温度为30℃，流速为2m/s的通水状态，将标准管路和测试管路分别与电导率测试池连接，当开路电位的波动维持在1～2mv以下时，开始测试电位，极化电位量为-10～-20mv的差异时，电位扫描速率为1mv/min以下，极化电位量为-21～-50mv的差异时，电位扫描速率为2mv/min以下；

(3)测试管路的电位与标准管路的电位相差-10～-100mv时，电位达到预定值，读出极化电流值I，测试电位的时间维持在30min以内；

(4)计算极化电阻：

平板电极的表面的电力线近似平行，参比电极不论处于平板电极的局部区域还是其他位置，扣除IR降，所有部位的电位都是相等的，按公式(1)：计算极化电阻；

当试样为测试管路时，电位是测试管路的内表面到参比电极的平均值，电流在测试管路的内表面分布不均匀，测试管路的内表面的电流是由不同电流密度在单位面积上的积分得到的，见公式2：和公式3：dS＝d(2πaL)＝2πad_L，△E作为测试管路的管口位置的极化值，选取dL_L→0的面积的电流进行计算时，存在两种情况：当极化电阻较大时，电流回流不足，dL_L→0处的电流占据大部分极化电流；当极化电阻较小时，电流回流充分，dL_L→0处的电流占据小部分极化电流，测试管路的可以被认为是均匀的，其中，测试管路的管口的电位为V₀，测试管路的内表面某处L的电位为V，V₀和V之间存在公式4：所示的关系，通过积分运算得到极化电阻值小于等于700Ω·cm²时的公式5：和极化电阻值大于700Ω·cm²时的公式6：进行极化电阻的计算，其中，IR降是电流I通过电阻为R的实验溶液产生的电位变化，dS为测试管路上的微小面积，△i是流入dS的电流密度，dL是距离测试管路的管口L处的微小长度，t为时间，R_p为极化电阻，a为测试管路的半径，ρ为实验溶液的电阻率，△E为极化电位量，L为没做绝缘涂封处理部分的测试管路的长度。

3.根据权利要求1所述的小管径铜合金管路极化电阻测试装置和方法，其特征在于主体结构增设电压表，恒电位仪与参比电极断开连接，恒电位仪与与测试管路连接，电压表分别与参比电极和测试管路连接。

4.根据权利要求3所述的小管径铜合金管路极化电阻测试装置和方法，其特征在于测试小管径铜合金管路极化电阻的方法称为恒电流法，具体工艺过程为：

(1)使实验溶液达到温度为30℃，流速为2m/s的通水状态，将标准管路和测试管路分别与电导率测试池连接，当电势的变化维持在0.5mv/min以下时，开始测试电势值；

(2)电压表与电极自腐蚀电位相抵消，电势为零；使测试管路的阴极极化电流慢慢增加，测试管路的表面流入的电流通过电流计测量，电流计与电压表一起使用，使得测试管路的电位变化不超过10mv，并能抵消自腐蚀电位，扩大极化量，正确测试极化量；按照通电2min停电1min的模式，反复操作两次，记录停电后1min时的极化电位，通电终止后，自腐蚀电位小于5mV时，判定自腐蚀电位回到通电前的值；

(3)按照公式5计算极化电阻，或对极化电阻和E/I比值进行修正，根据E/I与Rp的关系示意图，直接从图中的对应关系得到Rp的值。