一种利用不锈钢波纹板制备腐蚀电化学工作电极的方法

技术领域

本发明属于材料腐蚀电化学测试技术领域，具体涉及一种利用不锈钢波纹板制备腐蚀电化学工作电极的方法。

背景技术

板式换热器是供热系统常用的换热设备。板式换热器换热板材料一般为304、316L等奥氏体不锈钢，换热板形式为波纹板。供热系统的用水量较大，热网运维企业出于经济方面的考虑，尝试采用城市中水作为热网补给水，来降低用水成本。对于已经服役多年热网系统板式换热器，尤其是换热板表面存在局部腐蚀的换热板材料，能否在新水质条件下安全服役，成为热网运维企业关心的问题。电化学测量是快速评价材料服役安全风险的一种方法，尤其适用于奥氏体不锈钢材料的点蚀风险评估。对于在役板式换热器使用的波纹板，在电化学测试过程中应维持波纹板片原始状态。

腐蚀电化学测量的基础是电化学工作电极的制作，如何制作出具有代表性的工作电极，是能否得到可靠评估数据的基础。目前，采用的电化学工作电极制备方法主要为压紧法或包埋法；其中，压紧法适用于平板电极，可不破坏平板电极的原始状态，但该方法仅适用于平板材料；包埋法使用与块状电极，电极制备完成后要进行打磨，会破坏电极表面原始状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种利用不锈钢波纹板制备腐蚀电化学工作电极的方法，用于解决电化学测试用工作电极制备过程中破坏待测试材料原始表面状态的技术问题，操作简单、易于实现。

本发明采用以下技术方案：

一种利用不锈钢波纹板制备腐蚀电化学工作电极的方法，包括以下步骤：

S1、将不锈钢波纹板片加工成试样备用；

S2、对步骤S1得到的试样的测试面进行打磨处理；

S3、将导线的一端与步骤S2得到的试样的非测试面焊接连接；

S4、配制环氧树脂基双组分密封胶，对步骤S3得到的试样的非测试面、导线、测试面的四周进行封装，使试样在测试面的中心处形成尺寸12mm×12mm非封装区域，制备得到腐蚀电化学工作电极。

具体的，步骤S1中，采用线切割的方式将不锈钢波纹板片加工成试样；采用砂纸对试样的边沿进行打磨，并对试样的四个角进行磨圆；将试样浸泡清洗3～5min后取出并冷风吹干。

进一步的，试样的尺寸为20mm×20mm。

进一步的，采用1500#的水砂纸对试样进行打磨。

进一步的，使用无水乙醇溶液对试样进行浸泡清洗。

具体的，步骤S2中，采用1500#水砂纸对试样的测试面进行手工打磨然后将试样放入无水乙醇溶液中进行清洗2～5min，取出冷风吹干。

具体的，步骤S3中，将带有绝缘层的铜导线裁成15～20cm长的一段，分别去除铜导线两端的绝缘层5～10mm，然后将铜导线的一端与试样的非测试面进行焊接。

进一步的，采用锡焊或点焊焊接方式。

具体的，步骤S4中，环氧树脂基双组分密封胶中，环氧树脂与固化剂的质量比为(1.8～1.2):1。

具体的，步骤S4中，测试面表面密封胶的涂覆厚度小于1mm。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

一种利用不锈钢波纹板制备腐蚀电化学工作电极的方法，将电化学工作电极的制作分为S1～S4等4个步骤，按照上述步骤，可将非平面的不锈钢波纹板制备为可用于电化学测试的工作电极。同时，本方法可对预进行电化学测试的区域进行选定，便于得到测试人员想要得到的结果。

进一步的，采用线切割方式对不锈钢板片进行切割，可最大限度降低机械加工对测试面的影响，保证测试结果真实、可靠；采用砂纸对试样的边沿进行打磨，并对试样的四个角进行磨圆，可防止在后续密封胶涂覆过程中密封胶无法对试片的尖角进行遮盖；试样进行打磨处理后，将试样浸泡清洗2～5min后，使试样表面残留的油污清洗干净。

进一步的，试样在后续采用密封胶涂覆封样过程中，会将测试面的非测试区域进行封闭，为了保证测试面的面积不小于10mm×10mm，将试样的尺寸设置为20mm×20mm。

进一步的，采用1500#的水砂纸对试样进行打磨，去除试样表面残留的垢层及氧化物，保证平行测试样品表面状态的均一性。

进一步的，试样打磨后，使用无水乙醇溶液对试样进行浸泡清洗，去除打磨过程中在试样表面留下的油污或指痕。

进一步的，采用1500#的水砂纸对试样打磨过程中，因测试面为非平面，需进行手工打磨；打磨后采用无水乙醇溶液进行清洗2～5min，保证打磨过程中在试样表面留下的油污或指痕可有效去除。

进一步的，将带有绝缘层的铜导线裁成15～20cm长的一段，分别去除铜导线两端的绝缘层5～10mm，然后将铜导线的一端与试样的非测试面进行焊接，使铜导线与试样进行电连接。

进一步的，采用锡焊或点焊焊接方式将铜导线与试样进行连接，并确保铜导线与试样的连接可靠。

进一步的，环氧树脂基双组分密封胶中，将环氧树脂与固化剂的质量比例调整为(1.8～1.2):1，可提高密封胶的耐水性，保障测试过程中密封胶与试样剥离。

进一步的，在测试面表面密封胶涂覆过程中，控制涂覆厚度小于1mm，可避免密封胶因厚度过大在凝固过程中产生体积收缩影响密封胶和试样的结合力；同时，可减少密封胶的流动，造成测试面积缩小。

综上所述，本发明操作简单，易于实现操作简单，易于实现，可将非平面的不锈钢波纹板片制备为电化学工作电极。同时，本发明在实现电极良好密封的同时，不破坏测试金属的原始表面状态，保证平行试样的均一性。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明制备流程图。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。

本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。

本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。

本发明中，本文中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。

除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。

请参阅图1，本发明一种利用不锈钢波纹板制备腐蚀电化学工作电极的方法，包括以下步骤：

S1、不锈钢波纹板片试样机械加工

确定不锈钢波纹板片的测试面后，采用线切割的方式将不锈钢波纹板片加工成20mm×20mm的试样；采用1500#水砂纸对试样边沿进行打磨，去除线切割烧蚀痕迹，并对试样的四个角进行磨圆；将试样放入无水乙醇溶液中浸泡清洗，3～5min后取出试样并冷风吹干。

S2、测试面的打磨处理

采用1500#水砂纸对试样的测试面进行手工打磨以去除试样表面原有的氧化膜或腐蚀产物，试样打磨光亮后，将波纹板片试样放入到无水乙醇溶液中进行清洗2～5min，取出冷风吹干。

S3、导线焊接

将带有绝缘层的铜导线裁成15～20cm长的一段，将电缆两端的绝缘层各去除5～10mm，然后将铜导线的一端与波纹板片试样的非测试面进行焊接。

铜导线与波纹板片试样的焊接方式选用锡焊或点焊，锡焊过程中，应防止磷酸或焊剂对波纹板片试样测试面的污染。

S4、非测试区的封装

配制环氧树脂基双组分密封胶，采用细木棒蘸取密封胶，对试样的非测试面、与除非测试面焊接的铜导线、测试面四周进行封装，使试样在测试面的中心处形成尺寸约12mm×12mm非封装区域。

首次涂覆的密封胶凝固后，配制密封胶，采用细木棒蘸取密封胶对试样漏涂部位补涂；待波纹板片试样的非测试部位完全被环氧树脂基密封胶覆盖后，完成波纹板片电化学测试试样的制备。

环氧树脂基密封胶为市售，环氧树脂与固化剂的质量比为(1.8～1.2):1，以提高密封胶的耐水性。

试样在密封胶涂覆过程中，应注意控制测试面表面密封胶的涂覆量，尽量降低涂覆层的厚度小于1mm，涂覆层的避免局部涂覆的密封胶过厚，造成密封胶流动；密封胶涂覆完成后，测试面应朝上、水平布置。

优选的，本方法同样适用于由不锈钢管制成的舟形电化学工作电极的密封。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

首先确定不锈钢波纹板片的测试面，将不锈钢波纹板片采用线切割的方式加工成20mm×20mm的试样；然后采用1500#水砂纸对试样边沿进行打磨，去除线切割烧蚀痕迹，并对试样的四个角进行磨圆；将试样放入无水乙醇溶液中浸泡清洗，5min中取出试样并冷风吹干；采用1500#水砂纸对试样的测试面进行手工打磨以去除试样表面原有的氧化膜或腐蚀产物，试样打磨光亮后，同样放入到无水乙醇溶液中进行清洗5min，取出冷风吹干；

将带有绝缘层的铜导线裁成15cm长的一段，将电缆两端的绝缘层各去除约5mm，然后将铜线的一端与波纹板片试样的非测试面进行焊接，可选用锡焊或点焊进行焊接，焊接过程注意避免污染测试面。配制环氧树脂基双组分密封胶，采用细木棒蘸取密封胶，对波纹板片试样的非测试面、与除非测试面焊接的铜导线、测试面四周进行封装，使波纹板片试样在测试面的中心处形成尺寸约12mm×12mm非封装区域。首次涂覆的密封胶凝固后，配制密封胶，采用细木棒蘸取密封胶对波纹板片试样漏涂部位补涂。密封胶涂覆完成后，测试面应朝上、水平布置，意面密封胶流动污染测试面，待波纹板片试样的非测试部位完全被环氧树脂基密封胶覆盖后，完成波纹板片电化学测试试样的制备。

实施例2

首先确定不锈钢波纹板片的测试面，将不锈钢波纹板片采用线切割的方式加工成20mm×20mm的试样；然后采用1500#水砂纸对试样边沿进行打磨，去除线切割烧蚀痕迹，并对试样的四个角进行磨圆；将试样放入无水乙醇溶液中浸泡清洗，5min中取出试样并冷风吹干。采用1500#水砂纸对试样的测试面进行手工打磨以去除试样表面原有的氧化膜或腐蚀产物，试样打磨光亮后，同样放入到无水乙醇溶液中进行清洗5min，取出冷风吹干。将带有绝缘层的铜导线裁成16cm长的一段，将电缆两端的绝缘层各去除约6mm，然后将铜线的一端与波纹板片试样的非测试面进行焊接，可选用锡焊或点焊进行焊接，焊接过程注意避免污染测试面。配制环氧树脂基双组分密封胶，采用细木棒蘸取密封胶，对波纹板片试样的非测试面、与除非测试面焊接的铜导线、测试面四周进行封装，使波纹板片试样在测试面的中心处形成尺寸约12mm×12mm非封装区域。首次涂覆的密封胶凝固后，配制密封胶，采用细木棒蘸取密封胶对波纹板片试样漏涂部位补涂。密封胶涂覆完成后，测试面应朝上、水平布置，意面密封胶流动污染测试面，待波纹板片试样的非测试部位完全被环氧树脂基密封胶覆盖后，完成波纹板片电化学测试试样的制备。

实施例3

首先确定不锈钢波纹板片的测试面，将不锈钢波纹板片采用线切割的方式加工成20mm×20mm的试样；然后采用1500#水砂纸对试样边沿进行打磨，去除线切割烧蚀痕迹，并对试样的四个角进行磨圆；将试样放入无水乙醇溶液中浸泡清洗，5min中取出试样并冷风吹干。采用1500#水砂纸对试样的测试面进行手工打磨以去除试样表面原有的氧化膜或腐蚀产物，试样打磨光亮后，同样放入到无水乙醇溶液中进行清洗5min，取出冷风吹干。将带有绝缘层的铜导线裁成18cm长的一段，将电缆两端的绝缘层各去除约8mm，然后将铜线的一端与波纹板片试样的非测试面进行焊接，可选用锡焊或点焊进行焊接，焊接过程注意避免污染测试面。配制环氧树脂基双组分密封胶，采用细木棒蘸取密封胶，对波纹板片试样的非测试面、与除非测试面焊接的铜导线、测试面四周进行封装，使波纹板片试样在测试面的中心处形成尺寸约12mm×12mm非封装区域。首次涂覆的密封胶凝固后，配制密封胶，采用细木棒蘸取密封胶对波纹板片试样漏涂部位补涂。密封胶涂覆完成后，测试面应朝上、水平布置，意面密封胶流动污染测试面，待波纹板片试样的非测试部位完全被环氧树脂基密封胶覆盖后，完成波纹板片电化学测试试样的制备。

实施例4

首先确定不锈钢波纹板片的测试面，将不锈钢波纹板片采用线切割的方式加工成20mm×20mm的试样；然后采用1500#水砂纸对试样边沿进行打磨，去除线切割烧蚀痕迹，并对试样的四个角进行磨圆；将试样放入无水乙醇溶液中浸泡清洗，5min中取出试样并冷风吹干。采用1500#水砂纸对试样的测试面进行手工打磨以去除试样表面原有的氧化膜或腐蚀产物，试样打磨光亮后，同样放入到无水乙醇溶液中进行清洗5min，取出冷风吹干。将带有绝缘层的铜导线裁成18cm长的一段，将电缆两端的绝缘层各去除9mm，然后将铜线的一端与波纹板片试样的非测试面进行焊接，可选用锡焊或点焊进行焊接，焊接过程注意避免污染测试面。配制环氧树脂基双组分密封胶，采用细木棒蘸取密封胶，对波纹板片试样的非测试面、与除非测试面焊接的铜导线、测试面四周进行封装，使波纹板片试样在测试面的中心处形成尺寸约12mm×12mm非封装区域。首次涂覆的密封胶凝固后，配制密封胶，采用细木棒蘸取密封胶对波纹板片试样漏涂部位补涂。密封胶涂覆完成后，测试面应朝上、水平布置，意面密封胶流动污染测试面，待波纹板片试样的非测试部位完全被环氧树脂基密封胶覆盖后，完成波纹板片电化学测试试样的制备。

实施例5

首先确定不锈钢波纹板片的测试面，将不锈钢波纹板片采用线切割的方式加工成20mm×20mm的试样；然后采用1500#水砂纸对试样边沿进行打磨，去除线切割烧蚀痕迹，并对试样的四个角进行磨圆；将试样放入无水乙醇溶液中浸泡清洗，5min中取出试样并冷风吹干。采用1500#水砂纸对试样的测试面进行手工打磨以去除试样表面原有的氧化膜或腐蚀产物，试样打磨光亮后，同样放入到无水乙醇溶液中进行清洗5min，取出冷风吹干。将带有绝缘层的铜导线裁成20cm长的一段，将电缆两端的绝缘层各去除10mm，然后将铜线的一端与波纹板片试样的非测试面进行焊接，可选用锡焊或点焊进行焊接，焊接过程注意避免污染测试面。配制环氧树脂基双组分密封胶，采用细木棒蘸取密封胶，对波纹板片试样的非测试面、与除非测试面焊接的铜导线、测试面四周进行封装，使波纹板片试样在测试面的中心处形成尺寸约12mm×12mm非封装区域。首次涂覆的密封胶凝固后，配制密封胶，采用细木棒蘸取密封胶对波纹板片试样漏涂部位补涂。密封胶涂覆完成后，测试面应朝上、水平布置，意面密封胶流动污染测试面，待波纹板片试样的非测试部位完全被环氧树脂基密封胶覆盖后，完成波纹板片电化学测试试样的制备。

综上所述，本发明一种利用不锈钢波纹板制备腐蚀电化学工作电极的方法，操作简单，易于实现，可将非平面的不锈钢波纹板片制备为电化学工作电极。同时，本发明在实现电极良好密封的同时，不破坏测试金属的原始表面状态，保证平行试样的均一性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。