论文部分内容阅读
在海洋钢铁构筑物的阴极保护系统中，需要对多种电化学参数进行测量，而精度高、稳定性强的参比电极是进行电化学测试的重要部件之一。由于海洋环境的复杂性，目前，采用粉末压片法制备的银/氯化银（Ag/AgCl）参比电极被公认为是海洋环境电化学测试中最为理想的参比电极。但是，市售的Ag/AgCl电极并不能很好地适用于阴极保护系统，受海水中离子（如Br、SO等）的影响其电极电位存在长期稳定性差、精度低等问题，不能在海洋环境中长期使用。本论文针对目前Ag/AgCl参比电极存在的上述问题，采用粉末压片法制备出全固态银/卤化银（Ag/AgX）参比电极。首先，对其制备工艺做了进一步改进，省去了电极芯的烧结过程，有效避免了由于烧结导致电极芯内部产生小孔而增大内阻的可能。其次，对AgX固溶体进行了XRD和SEM表征，并全面考察了Ag/AgX参比电极的长期稳定性、Nernst响应特性、温度响应特性、海水pH值、海水溶解氧、海水压力、海水流速、恒电流极化对电极电位的影响及其抑菌效果等。结果表明，所制备的Ag/AgX参比电极在天然海水中浸泡半年的电位极差小于5mV；当为0.001mol/L～1mol/L时，E与lg有较好的Nernst响应特性，其线性拟合相关系数为0.9996和0.9994，截距即为0.2254V和0.2371V，与文献值一致；温度系数在0.3mV/℃左右；海水溶解氧、海水压力、海水流速等对Ag/AgX参比电极的电位基本没有影响，且有较好的抑制SRB效果；根据GB/T7387-1999测得极化电流密度为±10μA/cm2时，极化值在±5mV以内，满足其规定值。综上所述，所制备的Ag/AgX参比电极是海洋工程阴极保护中电位监测/检测较为理想的参比电极。另外，基于LabVIEW平台针对海洋防腐中阴极保护系统开发出一套适用于海洋平台阴极保护监测的数据采集系统——《阴极保护数据采集及监测系统》。该系统可实现数据采集及数据整理两大功能，分别由《阴极保护数据采集及监测系统》（以下简称《采集系统》）和《数据记录文件整理系统》（以下简称《整理系统》）具体实现。《采集系统》可实现任意时间间隔（单位：秒）、32路并行实时监测电位（单位：毫伏，精度：0.1mV），电位分别用数字、指示灯颜色和波形图表表示，电位值在特定范围内指示灯显示特定颜色，对应该监测点的实际保护状态，出现过保护现象时进行声音报警，在程序运行过程中数据自动保存。《整理系统》主要针对采样时间间隔较短、采样时间较长的测试，用来整理数据记录文件的大小，而不改变采集的原始数据，节省硬盘空间。