專(zhuān)利名稱(chēng)：原子氫滲透速率測(cè)量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原子氫滲透率測(cè)量的信號(hào)傳感元件。
目前在油井的酸化壓裂、注水井的酸洗解堵、含硫油氣的集輸、污水回注等油氣鉆采集輸結(jié)構(gòu)、鋼鐵的酸洗除銹、陰極保護(hù)、電鍍等工業(yè)，往往會(huì)發(fā)生氫致腐蝕破壞。在中高強(qiáng)度的鋼，特別是包含有馬氏體組織的材料中，主要表現(xiàn)為氫致腐蝕裂開(kāi)的低應(yīng)力脆性斷裂。而在軟鋼中，則表現(xiàn)為氫鼓泡。它們都可能引起局部腐蝕破壞，產(chǎn)生突發(fā)性的惡性事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)后果。
氫致裂開(kāi)的原因是這種破壞都是腐蝕的氫去極化過(guò)程或陰極充氫過(guò)程產(chǎn)生的原子氫在鋼鐵表面的復(fù)合過(guò)程受到抑制而富集，從而使表面吸附的原子氫滲入鋼鐵內(nèi)部引起的。因此，檢測(cè)原子氫的滲透速率將能估量出發(fā)生氫致裂開(kāi)的危險(xiǎn)性，從而有助于及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，適時(shí)調(diào)整工況條件和技術(shù)參數(shù)，保障生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。
目前，雖有一些商品型的原子氫滲透速率探測(cè)儀用于生產(chǎn)，包括諸如壓力計(jì)式氫探測(cè)儀，“補(bǔ)釘式”氫探測(cè)儀，“藤壺式”氫探測(cè)儀，固體電解質(zhì)氫探測(cè)儀以及雖有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)但未提供技術(shù)細(xì)節(jié)的密封式原子氫滲透速率測(cè)量用傳感器。然而，目前各種商品型氫探測(cè)儀的傳感器，一般都在管道或設(shè)備外壁使用。因此，探測(cè)儀傳感器不僅測(cè)試信號(hào)水平低、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，大都僅能在常壓下使用。而且，對(duì)氫腐蝕破壞敏感的材料而言，一旦測(cè)得較高的滲氫電流，管道和設(shè)備往往已經(jīng)造成無(wú)可挽回的氫致?lián)p傷。利用這些傳感器，也難以或不可能開(kāi)發(fā)出那些能直接用于承壓系統(tǒng)，水下設(shè)備或苛刻環(huán)境條件下的環(huán)境敏感斷裂探測(cè)技術(shù)。
經(jīng)國(guó)際聯(lián)機(jī)檢索均未查到本發(fā)明的原子氫滲透速率測(cè)量傳感器的專(zhuān)利技術(shù)。
本發(fā)明的目的是提供一種高性能對(duì)介質(zhì)敏感的原子氫滲透速率傳感器，借助于它的測(cè)量結(jié)果，可直接反映出介質(zhì)所引起氫致破壞的相對(duì)危險(xiǎn)程度如對(duì)其信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度標(biāo)定，則能反映出材料和結(jié)構(gòu)發(fā)生氫致腐蝕裂開(kāi)的敏感性，從而為工藝參數(shù)的調(diào)優(yōu)控制，及時(shí)消除隱患，防止惡性事故發(fā)生，提供重要依據(jù)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是采用密封式鈕扣型原子氫/金屬氧化物“燃料電池”形式。其中，作為雙面電極的敏感箔內(nèi)側(cè)為電鍍了催化劑活性層的08F優(yōu)質(zhì)碳鋼，經(jīng)冷軋一氬氣氛光亮退火的箔帶，厚度為0.25mm。陰極為金屬氧化物粉末電極，摻雜了少量其它氧化物。兩個(gè)電極表面之間，有浸透了常溫飽和氫氧化鉀溶液的隔膜與電極表面相接觸。整個(gè)傳感器由專(zhuān)用沖床沖壓密封，電極間采用熱塑性聚乙烯墊密封絕緣。
本發(fā)明之優(yōu)點(diǎn)此種類(lèi)型原子氫滲透速率測(cè)量傳感器的信號(hào)水平高、響應(yīng)速度快，此種傳感器測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠、一致性好、穩(wěn)定、可在直接接觸工作介質(zhì)的承壓系統(tǒng)中使用。
結(jié)合


其實(shí)施例圖1為原子氫滲透速率測(cè)量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
該傳感器探頭有雙面電極(1)，其內(nèi)側(cè)電鍍了催化劑活性層，雙面電極為08F優(yōu)質(zhì)碳鋼。(3)為不極化的金屬氧化物粉末陰極，摻雜了少量其它氧化物。在兩電極(1)和(3)之間為浸透了常溫飽和氫氧化鉀溶液的隔膜(2)。(4)為金屬后蓋。(5)為聚乙烯絕緣-密封墊。雙面電極(1)的外表面為充氫表面與腐蝕介質(zhì)相接觸，其內(nèi)表面為滲氫的陽(yáng)極氧化面，它與金屬氧化物粉末陰極(3)之間的短路放電電流即為傳感器的輸出信號(hào)。在“海洋平臺(tái)節(jié)點(diǎn)氫致裂開(kāi)危險(xiǎn)性探測(cè)儀”上應(yīng)用的原子氫滲透速率傳感器，已通過(guò)了在渤海埕北油田V/A-B平臺(tái)一些“K-K”形管節(jié)點(diǎn)上，其近傍的海底軟泥表層與深層以及海水中的應(yīng)用試驗(yàn)、渤海8號(hào)平臺(tái)和JZ20-2-1平臺(tái)海下的實(shí)際應(yīng)用，效果良好。此種傳感器還在“管線(xiàn)鋼硫化物應(yīng)力腐蝕裂開(kāi)敏感性探測(cè)儀”中應(yīng)用并已通過(guò)了在川西南礦區(qū)含硫天然氣管線(xiàn)上的使用試驗(yàn)。此種傳感器可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用到酸洗，油井酸化壓裂，水井酸洗解堵、油田污水、電鍍、搪瓷等系統(tǒng)中的腐蝕檢測(cè)中。
權(quán)利要求
1.一種用于金屬氫致破壞探測(cè)儀的原子氫滲透速率傳感器，其特征在于其結(jié)構(gòu)為密封式鈕扣型原子氫/金屬氧化物“燃料電池”形式。作為雙面電極(1)的敏感箔內(nèi)側(cè)為電鍍了催化劑活性層的08F優(yōu)質(zhì)碳鋼。陰極為金屬氧化物粉末電極(3)。在陽(yáng)極(1)和陰極(3)之間為浸透了常溫飽和氫氧化鉀溶液的隔膜(2)。電極(1)和(3)之間用熱塑聚乙烯墊密封絕緣。
2.按權(quán)利要求1所述之原子氫滲透速率傳感器，其特征在于雙面電極(1)的敏感箔內(nèi)側(cè)電鍍了催化劑的08F碳鋼是經(jīng)冷軋一氬氣氛光亮退火的箔帶，其厚度為0.25mm。
3.按權(quán)利要求1所述之原子氫滲透速率傳感器，其特征在于在陽(yáng)極(1)和陰極(3)之間為浸透隔膜(2)的飽和氫氧化鉀溶液。
全文摘要
本裝置為原子氫滲透速率探測(cè)儀上所用之傳感器，其結(jié)構(gòu)為采用密封式鈕扣型原子氫/金屬氧化物“燃料電池”。作為雙面電極的是內(nèi)側(cè)電鍍了催化劑活性層的08F優(yōu)質(zhì)碳鋼。陰極為金屬氧化物粉末電極。中間為浸透了飽和氫氧化鉀溶液的隔膜。其電極間采用熱塑性聚乙烯墊。整個(gè)傳感器由鈕扣電池生產(chǎn)線(xiàn)專(zhuān)用沖床沖壓密封。本發(fā)明之優(yōu)點(diǎn)信號(hào)水平高、響應(yīng)速度快、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定、可直接用于承壓系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G01N27/407GK1061849SQ90106448
公開(kāi)日1992年6月10日 申請(qǐng)日期1990年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月29日
發(fā)明者杜元龍, 張爾茹, 陸征, 員彩芬, 方愛(ài)美, 鄭國(guó)安 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬腐蝕與防護(hù)研究所, 渤海石油公司工程設(shè)計(jì)公司