一种串联式恒应力电化学试验装置的制作方法

本实用新型涉及电化学试验领域，具体为一种串联式恒应力电化学试验装置。

背景技术：

电化学腐蚀是金属在导电的溶液介质中发生电化学反应而发生的腐蚀，在此过程中有腐蚀电流产生。金属电化学腐蚀是金属作为阳极，失电子发生溶解；而金属电化学腐蚀能进行的根本原因在于，腐蚀介质中去极化剂的存在，它和金属构成不稳定的腐蚀原电池体系。去极化剂的阴极还原反应过程接受阳极金属产生的电子，由此使金属不断消耗而遭受腐蚀。阴极反应过程包括：氢离子还原过程、溶解氧的还原过程、不溶性高价金属产物的还原、重金属离子沉积、溶液中阴离子还原、溶液中某些有机化合物的阴极还原反应等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种串联式恒应力电化学试验装置，该装置通过不同的环境池提供实验所需的不同试验环境，实现串联式恒应力电化学试验。

本实用新型的技术方案是：

一种串联式恒应力电化学试验装置，包括：交流电电源、电化学工作站、参比电极一、Pt电极一、参比电极二、Pt电极二、石墨电极、环境池一、环境池二、同心轴一、同心轴二、同心轴三，具体结构如下：

环境池一、环境池二并排设置，环境池一、环境池二之间通过同心轴二连接，环境池一的外侧设置与同心轴二相对应的同心轴一，环境池二的外侧设置与同心轴二相对应的同心轴三，X80管线钢试样一安装于同心轴二和同心轴一上，X80管线钢试样二安装于同心轴二和同心轴三上；

交流电电源分别通过线路与石墨电极和电容连接，电容的输出端分别通过线路与X80管线钢试样一和电感连接，电感的输出端通过线路与电化学工作站连接，电化学工作站分别通过线路与参比电极二的一端、Pt电极二连接，参比电极二的另一端伸至环境池二中，Pt电极二、石墨电极分别置于环境池二内；另外，电化学工作站分别通过线路与参比电极一的一端、Pt电极一连接，参比电极一的另一端伸至环境池一中，Pt电极一置于环境池一内。

所述的串联式恒应力电化学试验装置，环境池一、环境池二的顶部分别开有进液口，进液口通过管路与新鲜溶液池连接，所述管路上设置蠕动泵。

所述的串联式恒应力电化学试验装置，环境池一、环境池二的一侧分别开有进气口，环境池一、环境池二的另一侧分别开有出气口和出液口，出气口位于上部，出液口位于下部。

所述的串联式恒应力电化学试验装置，控制箱的输出端连接步进电机，步进电机的输出端连接蜗轮蜗杆减速机，蜗轮蜗杆减速机的输出端连接称重传感器，称重传感器的输出端连接X80管线钢试样一，控制箱的输入端连接计算机。

本实用新型的优点及有益效果是：

本实用新型通过对前期试验所采用的机械型载荷加载试验装置进行改进，构建新型自动加载试验装置(图1)。该装置通过步进电机同步传动齿轮，并驱动蜗轮蜗杆减速机对样品进行加载，同时通过连接于样品一端的称重传感器测量所受拉力大小。称重传感器测得的拉力数据输入计算机中，通过控制箱控制步进电机的旋转，进而控制外应力大小，实现恒载荷和循环载荷的加卸载。

附图说明

图1为串联式恒应力电化学试验装置示意图。

图中，1、交流电电源；2、电化学工作站；3、蠕动泵；4、新鲜溶液池；5、控制箱；6、步进电机；7、蜗轮蜗杆减速机；8、称重传感器；9、X80管线钢试样一；10、参比电极一；11、Pt电极一；12、参比电极二；13、Pt电极二；14、石墨电极；15、环境池一；16、环境池二；17、X80管线钢试样二；18、同心轴一；19、同心轴二；20、同心轴三；L电感；C电容。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型串联式恒应力电化学试验装置，主要包括：交流电电源1、电化学工作站2、蠕动泵3、新鲜溶液池4、控制箱5、步进电机6、蜗轮蜗杆减速机7、称重传感器8、X80管线钢试样一9、参比电极一10、Pt电极一11、参比电极二12、Pt电极二13、石墨电极14、环境池一15、环境池二16、X80管线钢试样二17、同心轴一18、同心轴二19、同心轴三20等，具体结构如下：

环境池一15、环境池二16并排设置，环境池一15、环境池二16之间通过同心轴二19连接，环境池一15的外侧设置与同心轴二19相对应的同心轴一18，环境池二16的外侧设置与同心轴二19相对应的同心轴三20，X80管线钢试样一9安装于同心轴二19和同心轴一18上，X80管线钢试样二17安装于同心轴二19和同心轴三20上。

交流电电源1分别通过线路与石墨电极14和电容C连接，电容C的输出端分别通过线路与X80管线钢试样一9和电感L连接，电感L的输出端通过线路与电化学工作站2连接，电化学工作站2分别通过线路与参比电极二12的一端、Pt电极二13连接，参比电极二12的另一端伸至环境池二16中，并与X80管线钢试样二17对应，Pt电极二13、石墨电极14分别置于环境池二16内。另外，电化学工作站2分别通过线路与参比电极一10的一端、Pt电极一11连接，参比电极一10的另一端伸至环境池一15中，并与X80管线钢试样一9对应，Pt电极一11置于环境池一15内。

环境池一15、环境池二16的顶部分别开有进液口，进液口通过管路与新鲜溶液池4连接，所述管路上设置蠕动泵3。环境池一15、环境池二16的一侧分别开有进气口，环境池一15、环境池二16的另一侧分别开有出气口和出液口，出气口位于上部，出液口位于下部。

控制箱5的输出端连接步进电机6，步进电机6的输出端连接蜗轮蜗杆减速机7，蜗轮蜗杆减速机7的输出端连接称重传感器8，称重传感器8的输出端连接X80管线钢试样一9，控制箱5的输入端连接计算机。

如图1所示，工作时，两个(或两个以上)有机玻璃的环境池(环境池一15、环境池二16)提供实验所需的不同试验环境。有机玻璃环境池上的进气孔和出气孔用于排除介质中的氧气，保证环境池的厌氧环境；另有进液口、出液口和蠕动泵3用于更新环境池的溶液(蠕动泵每天更新溶液30mL)，为细菌的生长提供连续的培养基。将两个X80管线钢试样(X80管线钢试样一9、X80管线钢试样二17)分别安装于三根同心轴18之间，通过蜗轮蜗杆减速机7施加一定外力于X80管线钢试样上。称重传感器8用于测量所施加外力的大小，响应的数值会显示于计算机上。用704硅胶密封实验的X80管线钢试样，X80管线钢试样上留出2×1.6cm²的工作面积用于电化学测试。紫外线对环境池和试样灭菌，用硅胶将两个环境池密封，然后将950mL灭菌溶液分别倒进两个密封的环境池中。向环境池中充入2小时高纯氮气(体积纯度99.99％)后密封，再向两个环境池中分别加入50mL的灭菌菌种液和50mL的菌种液。2小时后，打开蠕动泵3用于对环境池中的溶液进行循环。最后，通过控制箱5施加不同条件载荷。