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1、电化学传感器在腐蚀监检测中的应用Electrochemicalsensorsincorrosionmonitoring11,2112张洁,庞雪辉,隋卫平,谭福能,侯保荣(1.济南大学化学化工学院,山东济南250022;2.中国科学院海洋研究所,山东青岛266071)中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1000-3096(2010)12-0096-06[10][11]材料发生腐蚀是一种自发现象,然而近年来随体管和80年代末期提出的光寻址电位传感器着人类的发展,各种环境下腐蚀对人类生产和生活是电位传
2、感器的三种主要类型。造成的损失越来越严重。统计资料显示,我国目前由1.2电位型传感器在腐蚀方面的应用于腐蚀受到的经济损失每年在3000多亿元,因此无电位型传感器是现场腐蚀监测应用较多的方法论从社会效益还是从经济效益考虑,都要把腐蚀造之一,例如海上构件物的水下部分经常采用牺牲阳成的损失降低,为此随时掌握材料的腐蚀状况,对极对易遭受腐蚀的部位进行防护,从而可以直接测材料进行连续、准确的腐蚀监、检测显得尤为重要。量牺牲阳极对被保护物的电位以实现连续、自动的[1]腐蚀监测技术目前已经在工业领域得到很好监测。[2]
3、[3][4,5]的应用,如冷却水系统、气体腐蚀、石油化工、孙虎元等[12]成功研制了PM-1和PM-2型腐蚀监[6][7~9]航空航天、钢筋混凝土等领域。由于腐蚀本身测系统,该系统由4个部分组成:腐蚀自动监测仪、是个电化学反应的过程,因此在众多的腐蚀监测系长效腐蚀监测探头、腐蚀监测数据采集软件和腐蚀统中,大多数依据的是电化学监测技术。随着监测技监测数据回放软件,可以实时自动监测保护电位的术的发展,电化学传感器在此方面的应用越来越广变化规律,可对各监测点的腐蚀状况进行评定和报泛。电化学传感器是基于待测物的电
4、化学性质并将警,可对前期腐蚀监测结果进行回放,重现腐蚀进待测物化学量转变成电学量进行传感检测的一种传程和进行分析处理。目前已通过验收在埕岛CB22A感器,按所转换成的电学量,电化学传感器主要分平台使用。为4种:电位型传感器,电流型传感器,电导型传感20世纪80年代末德国亚琛工业大学土木工程研器以及其他电化学传感器。究所首先发明的梯形阳极混凝土结构预埋式耐久性无损监测传感系统,它是由浇入混凝土的一组钢筋1电位型传感器梯(图1,共6根15cm钢筋棒)传感器、一个阴极和互连的引出结构的导线组成,能够测量的是钢筋
5、段1.1电位型传感器(potentiometricsensor)腐蚀各阶段电学参数,如电流、电位差和阳极间电阻的原理及特点值。阳极梯两侧的竖杆子由不锈钢制成,并与6根阳电位型传感器是最早研究和应用的电化学传感极棒绝缘,引出导线安装在竖杆中的方孔内并由树器,它是根据电极平衡时,通过测定指示电极与参比电极的电位差值与响应离子活度的对数呈线性关收稿日期:2010-01-28;修回日期:2010-04-28系来确定物质活度的一类电化学传感器。电位型传基金项目:国家科技支撑计划(2007BAB27B01);中国博士
6、后面上项目感器直接检测的响应信号有平衡电位、pH、电导等(20090461269);山东省博士后自主创新项目(200902040);中国科学院与腐蚀产物浓度有关的热力学参量,输出的电位值海洋研究所海洋腐蚀与防护研究发展中心开放课题(200901005);济南可根据能斯特方程计算出腐蚀产物的量从而反应腐大学博士基金(XBS0899)作者简介:张洁(1986-),山东高密人,硕士研究生,从事电化学传感器蚀状况。20世纪60年代末期快速发展并普及使用的的研究,电话:13789845267,E-mail:zhan
7、gjie427@126.com;庞雪辉,通离子选择电极、70年代初提出的离子敏感场效应晶信作者,电话:15098712746,E-mail:pxh791118@163.com96海洋科学/2010年/第34卷/第12期脂固定,然后倾斜地安装于监测部位的混凝土保护以提前判断钢筋腐蚀的危险性。与以往宏电池监测层中,使每一根钢筋与混凝土表面保持不同的距离。系统相比,此梯形阳极传感器占用空间小,埋置于当钢筋棒脱钝时,此钢筋棒与不锈钢之间的回路电混凝土中对混凝土保护层、承载力等影响较小,阴阳学参数必定改变。但共同的
8、阴极棒则由涂有氧化铂极间距小,仅为几毫米,测试时受混凝土电阻影响的钛棒制成,使其具有很高的正电位。因为电位不同较小。的两种金属通过导线可以构成原电池(如图2所示),另外,材料腐蚀过程中普遍产生氢,而产生的电位差愈大,则腐蚀电流愈大。氢可能进入金属晶格导致金属裂开,尤其是在含硫的情况下,高合金钢氢脆会造成重大事故。氢的出现表明腐蚀正在发生或已经发生。因此对其含量的随时监测显得十分关键,而电位型氢传感器在此方面起到很大作用。[13
