一种检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的电化学装置及方法
阅读说明：本技术 一种检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的电化学装置及方法 (Electrochemical device and method for detecting stainless steel intercrystalline corrosion sensitivity ) 是由 谭晓蒙 陈浩 张涛 郑建军 谢利明 郭心爱 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的电化学装置及方法,包括有用于对待测工件施加作用力并提供检测环境的试样加载装置,通过导管与试样加载装置连接的循环加热装置,用于检测待测工件受到作用力时的电化学信号的电化学工作站,试样加载装置包括有顶部具有开口结构的箱体,箱体的内部形成腐蚀反应槽,腐蚀反应槽内部一侧的槽壁上固定连接有用于夹持待测工件的第一板夹,另一侧安装有可沿水平方向往复运动的第二板夹。本发明中的电化学装置不仅实现了瓦楞形不锈钢沿瓦楞折线方向受到压力、沿垂直于瓦楞折线方向受到拉力或压力等作用力条件下晶间腐蚀敏感性检测,而且整个检测过程更加简便,操作更为方便,最后得出的检测结果更加准确。(The invention discloses an electrochemical device and a method for detecting stainless steel intercrystalline corrosion sensitivity, which comprises a sample loading device, a circulating heating device and an electrochemical workstation, wherein the sample loading device is used for applying acting force on a workpiece to be detected and providing a detection environment, the circulating heating device is connected with the sample loading device through a guide pipe, the electrochemical workstation is used for detecting an electrochemical signal when the workpiece to be detected is subjected to the acting force, the sample loading device comprises a box body, the top of the box body is provided with an opening structure, a corrosion reaction tank is formed in the box body, a first plate clamp used for clamping the workpiece to be detected is fixedly connected to the wall of one side in the corrosion reaction tank, and a second plate clamp capable of reciprocating in the horizontal direction is installed on the other side. The electrochemical device provided by the invention realizes the detection of the intergranular corrosion sensitivity of the corrugated stainless steel under the conditions that the corrugated stainless steel is stressed in the direction of the corrugated line and is stressed in the direction perpendicular to the corrugated line under the action forces of tension or pressure and the like, the whole detection process is simpler and more convenient, the operation is more convenient, and the finally obtained detection result is more accurate.)
技术领域
本发明涉及电化学技术领域，尤其涉及一种检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的电化学装置及方法。
背景技术
瓦楞形不锈钢在建材、产品设备等领域中多用于耐腐蚀的地方，不锈钢中若发生晶间腐蚀则会降低该不锈钢材料的各方面性能，造成不必要的安全隐患。但是根据GB/T4334-2008、ASTM A262-2013中关于不锈钢晶间腐蚀测试的方法、步骤以及设备的相关规定，其在检测时主要针对的对静态的试样进行晶间腐蚀检测，或是对弯曲状态的试样进行晶间腐蚀检测，但并不能对瓦楞形不锈钢产品受到不同方向作用力的条件下进行针对性晶间腐蚀敏感性的检测，因此传统的检测装置对于晶间腐蚀检测的准确性有待提高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的电化学装置及方法，实现了瓦楞形不锈钢受到不同方向的作用力条件下晶间腐蚀敏感性检测，提高了检测的准确性。
本发明提出一种检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的电化学装置，包括有用于对待测工件施加作用力并提供检测环境的试样加载装置，通过导管与试样加载装置连接的循环加热装置，用于检测待测工件受到作用力时的电化学信号的电化学工作站，试样加载装置包括有顶部具有开口结构的箱体，箱体的内部形成腐蚀反应槽，腐蚀反应槽内部一侧的槽壁上固定连接有用于夹持待测工件的第一板夹，另一侧安装有可沿水平方向往复运动的第二板夹，箱体内且位于待测工件的上方设置有沿竖直方向向待测工件施加作用力的加载块，箱体的内壁上设置有辅助电极和参比电极，辅助电极和参比电极通过导线分别与电化学工作站信号连接。
优选的，箱体的外壁上固定连接有电机支架，电机支架的上端面安装有步进电机，步进电机的输出端驱动连接有传动齿轮，第二板夹的一侧连接有沿水平方向设置的滑动条，滑动条的一端向外延伸穿出箱体后连接有与传动齿轮相啮合的啮合齿。
优选的，箱体的顶部安装有顶盖支架，顶盖支架上固定安装有气缸，气缸的活塞端连接有连杆，连杆的底部向下延伸至箱体内部后与加载块相连。
优选的，腐蚀反应槽内侧的槽底上开设有供待测工件沿水平方向滑动的导向槽。
优选的，循环加热装置包括有水浴槽，水浴槽的内部设置有溶液槽和加热器，溶液槽通过进水管与腐蚀反应槽上靠近底端的进水口相连，溶液槽与腐蚀反应槽上靠近顶部的出水口之间连接有出水管，进水管和出水管上均连接有高精度蠕动泵。
本发明还提出一种采用上述电化学装置检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法，方法如下：将待测工件放入箱体内的导向槽中，通过导线连接到电化学工作站，启动高精度蠕动泵开始工作，将加热后的电解液通过进水管运输至腐蚀反应槽中，直到腐蚀反应槽中液位漫过待测工件后通过出水管流出，保持电解液的循环流动，启动步进电机，传动齿轮与滑动条配合使第二板夹夹着待测工件向外拉伸或向中心压缩，同时启动气缸，通过连杆推动加载块对待测工件施加竖直方向的作用力，辅助电极和参比电极实时记录溶液介质中待测工件附近的电压值或电流值，然后传送给计算机中与电化学工作站相配合的软件，通过选择软件中相对应的程序对电压或电流值的检测值分析待测工件受到瓦楞折线方向的压力以及在瓦楞折线拉伸或压缩条件下不锈钢晶间腐蚀敏感性的变化。
本发明中的有益效果为：本发明中的电化学装置不仅实现了瓦楞形不锈钢沿瓦楞折线方向受到压力、沿垂直于瓦楞折线方向受到拉力或压力等作用力条件下晶间腐蚀敏感性检测，而且整个检测过程更加简便，操作更为方便，最后得出的检测结果更加准确。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明整个装置的结构示意图；
图2为本发明整个装置的俯视图。
图中：1、第一板夹；2、箱体；3、腐蚀反应槽；4、加载块；5、辅助电极；6、顶盖支架；7、气缸；8、连杆；9、待测工件；10、参比电极；11、第二板夹；12、滑动条；13、传动齿轮；14、电化学工作站；15、步进电机；16、电机支架；17、导向槽；18、进水管；19、溶液槽；20、加热器；21、水浴槽；22、高精度蠕动泵；23、出水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例中公开了一种检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的电化学装置，如图1所示，包括有用于对待测工件9施加作用力并提供检测环境的试样加载装置，通过导管与试样加载装置连接的循环加热装置，用于检测待测工件9受到作用力时的电化学信号的电化学工作站14，试样加载装置包括有顶部具有开口结构的箱体2，箱体2的内部形成腐蚀反应槽3，腐蚀反应槽3内部一侧的槽壁上固定连接有用于夹持待测工件9的第一板夹1，另一侧安装有可沿水平方向往复运动的第二板夹11，待测工件9在腐蚀反应槽3内部内部通过第一板夹1和第二板夹11被夹持牢靠，向腐蚀反应槽3内注入电解液后，通过第二板夹11沿水平方向上的移动来对待测工件9沿瓦楞线方向上施加作用力，与此同时，箱体2内且位于待测工件9的上方设置有沿竖直方向向待测工件9施加作用力的加载块4，通过加载块4在竖直方向上的移动来对待测工件9施加垂直于瓦楞线方向上的作用力，箱体2的内壁上设置有辅助电极5和参比电极10，辅助电极5和参比电极10通过导线分别与电化学工作站14信号连接，电化学工作站14中的软件来检测待测工件9受到不同方向作用力时的电化学信号。
具体的，箱体2的外壁上固定连接有电机支架16，电机支架16的上端面安装有步进电机15，步进电机15的输出端驱动连接有传动齿轮13，第二板夹11的一侧连接有沿水平方向设置的滑动条12，滑动条12的一端向外延伸穿出箱体2后连接有与传动齿轮13相啮合的啮合齿，通过步进电机15驱动传动齿轮13进行旋转，而位于箱体2外部的滑动条12上由于连接有与传动齿轮13相啮合的啮合齿，因此带动滑动条12沿水平方向上移动，进而实现驱动第二板夹11沿水平方向上的运动，第二板夹11夹着待测工件9向外拉伸或向中心压缩，需要说明的是，滑动条12与箱体2的内壁滑动连接，并且两者具有一定的密封性，避免腐蚀反应槽3中的电解液渗漏。
进一步的，箱体2的顶部安装有顶盖支架6，顶盖支架6上固定安装有气缸7，气缸7的活塞端连接有连杆8，连杆8的底部向下延伸至箱体2内部后与加载块4相连，通过气缸7驱动加载块4沿竖直方向向带测工件9施加作用力。
作为优选的实施例，腐蚀反应槽3内侧的槽底上开设有供待测工件9沿水平方向滑动的导向槽17，第二板夹11夹持着待测工件9在导向槽17沿水平方向移动，放置待测工件9在水平方向上跑偏导致加载块4无法向待测工件9施加作用力。
本实施例中的循环加热装置包括有水浴槽21，水浴槽21的内部设置有溶液槽19和加热器20，通过加热器20对水浴槽21内部的水进行加热，水浴加热的方式给溶液槽19中的电解液加热，溶液槽19通过进水管18与腐蚀反应槽3上靠近底端的进水口相连，溶液槽19与腐蚀反应槽3上靠近顶部的出水口之间连接有出水管23，加热后的电解液通过进水管18进入腐蚀反应槽3，通过出水管23流回溶液槽19，进水管18和出水管23上均连接有高精度蠕动泵22，通过高精度蠕动泵22的工作带动电解液循环。
本发明提出检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的电化学装置，对待测工件9进行检测时：通过箱体2顶部的开口，将待测工件9放入箱体2内的导向槽17中，通过导线连接到电化学工作站14，启动高精度蠕动泵22开始工作，高精度蠕动泵22将加热后的电解液通过进水管18运输至腐蚀反应槽3中，直到腐蚀反应槽3中液位漫过待测工件9后通过出水管23流出，电解液在腐蚀反应槽3和溶液槽19中保持循环流动，启动步进电机15，传动齿轮13与滑动条12配合使第二板夹11夹着待测工件9向外拉伸或向中心压缩，同时启动气缸7，通过连杆8推动加载块4对待测工件9施加上下方向的作用力，通过辅助电极5和参比电极10实时记录溶液介质中待测工件9附近的电压值或电流值，然后传送给计算机中与电化学工作站14相配合的软件，通过选择软件中相对应的程序可对上述电压或电流值的检测值进行处理并输出如电流时间曲线、电压时间曲线、极化曲线、电化学阻抗谱、电化学噪声等，以此来分析待测工件受到瓦楞折线方向的压力以及在瓦楞折线拉伸或压缩条件下不锈钢晶间腐蚀敏感性的变化。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。