[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

说明书

本发明属于管路腐蚀测试技术领域，具体涉及一种小管径铜合金管路极化电阻测试装置和方法，将测试管路放到实验溶液中浸泡一段时间，尽可能的使其恢复到实际使用时的状态，使电解质溶液以设定的流速流经测试管路后开始测试，利用电流和电位的分布关系，对测试管路的极化电阻进行积分计算，在不影响测试管路内部流态的情况下通过数学计算的方法获取电化学信号，及时了解铜合金管内壁膜层电化学信号和铜合金腐蚀状态，准确的了解冷凝器铜管内表面极化电阻的真实海水冲刷条件下的变化情况，能够避免现有技术中的内置辅助电极和参比电极对管路内部流态的改变而导致扩散层变化，引起极化电阻测量误差的问题。

技术领域：

本发明属于管路腐蚀测试技术领域，具体涉及一种小管径铜合金管路极化电阻测试装置和方法。

背景技术：

冷凝器是汽轮机发电机组的重要部件，主要功能是接收汽轮机排出的废气，利用海水将其冷却，排入凝水系统。在正常工作条件下，冷凝器冷却管外壁面温度在64℃左右，管内冷却海水温度为22℃，腐蚀条件非常苛刻，对材料的耐蚀性要求很高，通常选用铜合金作为冷凝器的换热材料。尽管铜合金在海水中的耐蚀性能特别优良，但是因为快速腐蚀导致泄漏事故的情况时有发生，其中，最快的穿孔时间仅一个月，严重的影响了发电机组的使用效率。

铜合金本身的腐蚀机理非常复杂，涉及的影响因素非常多，各因素间的相互影响和促进，导致铜合金腐蚀异常迅速。任何处理和管理方面出现问题，都会导致腐蚀事故发生。铜合金耐蚀性优劣主要取决于合金表面是否能形成良好的保护性腐蚀产物膜(保护膜)，材料服役过程中表面保护膜能否保持完整，凡是影响保护膜质量的因素均会直接影响铜合金的耐蚀性。

目前，冷凝器换热管内壁腐蚀状态的监测、检测方法主要包括腐蚀检测、超声检测和宏观检测等。例如：中国专利201010564655.3公开的一种精确测量腐蚀体系极化电阻的方法，用阶梯波对极小幅度电位极化扫描，确保在读数期间极化电流稳定而且保持，并且用频率特性区分并除去欧姆电阻，从而得到精确的极化电阻；在每个读数过程中保持阶梯波产生的电位信号E值恒定，测量Δt时间点极化电流的稳定值，Δt时间点测量完成后变动ΔE后，再测量下一个点数值；最后通过将极化曲线处理得到自腐蚀电极附近的线性极化电阻；阶梯波产生的电位信号为E＝ΔV×N×Δt,N＝0～1024其中，ΔV为小于10mV的电位变化值，在Δt测量间隔内维持恒定；Δt为每个点的测量时间，其值由电极达到稳定所需最小时间和测量系统读数所需时间约束；N为测量点数，测试电极到参考电极的电流为I＝IΩ+Ij其中，IΩ为电极间介质的充电电流，符合欧姆定律，与两电极间的电容和介质的介电常数及介质的电阻率有关；Ij为测试电极附近由电化学反应产生的电极反应电流，它引起腐蚀；测量时恒压变化量ΔE恒定，测量读数时间Δt自适应提高了极化电阻Rp测量精度，还将IΩ和Ij用频率特性区分开；Ij＝I-IΩ得到真正的极化电阻其中K是一个探针的电极结构相关的常数；中国专利201610827779.3公开的一种管道管壁表面极化电阻的监测方法，包括以下步骤：(1)以待监测的管道为工作电极；并且，在该管道的中心轴线上设置辅助电极，记该管道的中心轴线为x轴，则所述辅助电极对应的中心轴线上的位置为x轴原点；此外，在所述管道的管壁表面设置多个参比电极，则所述参比电极在所述管道中心轴线上的投影距所述原点之间的距离为x；所述管道中还容纳有腐蚀介质；(2)监测与所述参比电极相对应的各个管壁表面位置处的电位，任意一个所述管壁表面位置处在所述管道中心轴线上的投影与相应的所述参比电极在所述管道中心轴线上的投影两者相重合，待监测到的电位稳定后，记稳定后的监测到的电位值为对应的所述管壁表面位置处的自腐蚀电位；接着，向所述辅助电极施加极化电流，并监测所述各个管壁表面位置处的电位，待监测到的电位稳定后，记录所述各个管壁表面位置处相应的电位极化值V，所述电位极化值V为相应的所述管壁表面位置处施加所述极化电流后监测到的电位与相应的所述自腐蚀电位之间的差值；所述电位极化值V与所述x一一对应；(3)对所述电位极化值V与所述x两者之间的函数关系进行拟合，从而通过数据拟合分析，计算得出所述管道的管壁表面极化电阻Rp。其中，内窥镜宏观检测通过光学成像观察内壁腐蚀状态，只能观察到管道内壁的腐蚀状态，不能了解管道的腐蚀趋势，当处于点蚀诱发期阶段，检查结果会带来误判，而且内窥镜检测需要停机停水，内窥镜在管道内移动时，容易造成管道腐蚀产物膜的磕碰、脱落和破坏。