УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Полезная модель относится к испытательному оборудованию, а именно к устройствам для лабораторных электрохимических измерений электродного потенциала исследуемых поверхностей плоских образцов при коррозионно-механических испытаниях в условиях одноосного или двухосного нагружения с изгибом.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электрохимических измерений, содержащее включенную в измерительную схему электродную систему, в которой в качестве рабочего электрода использован участок поверхности исследуемого образца, на котором установлена измерительная ячейка с расположенными в ней электродом сравнения и вспомогательным электродом, заполненная жидким электролитом и имеющая открытое дно для обеспечения контакта электролита с выделенным участком поверхности исследуемого образца (прототип-патент РФ №2088913, G01N 27/26, опубл. 27.08.1997).
Недостатком данного устройства является низкая надежность герметизации крепления измерительной ячейки в процессе деформирования образца и, следовательно, низкая точность измерений.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание устройства для электрохимических измерений, позволяющего обеспечить надежную герметизацию крепления ячейки к исследуемой поверхности плоского образца при коррозионно-механических испытаниях в условиях одноосного или двухосного нагружения с изгибом.
Технический результат заключается в повышении надежности.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для электрохимических измерений, включающем электрохимическую ячейку, электрод сравнения, милливольтметр и гибкие трубопроводы, электрохимическая ячейка имеет форму полого куба, а также полностью изготовлена из эластичного диэлектрического материала, имеет гибкую опорную рамку с нейлоновыми струнами натяжного устройства, стеклянный электролитический ключ, кроме того, ячейка изготовлена с возможностью поджатия легкодеформируемыми нейлоновыми струнами через гибкую опорную рамку.
Причем нижние концы штуцера для подвода агрессивной среды и штуцера для деаэрации электрохимической ячейки смещены навстречу друг к другу, причем конец штуцера для подвода агрессивной среды частично опущен вглубь ячейки, а конец штуцера для деаэрации расположен заподлицо с внутренней поверхностью электрохимической ячейки.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства.
На фиг.2 представлена конструкция электрохимической ячейки.
Устройство для электрохимических измерений содержит плоский образец 1, электрохимическую ячейку 2, опорную рамку 3, нейлоновые струны 4, штуцеры 5 и 11, электролитический ключ 6 с шаровой воронку 7 и запорным вентилем 8, электрод сравнения 9, зажимы 10, милливольтметр 12.
На исследуемую поверхность плоского образца 1 установлена электрохимическая ячейка 2. До опорного буртика по периметру электрохимической ячейки надета гибкая опорная рамка 3 с загнутыми краями для фиксации нейлоновых струн 4 натяжного устройства (не показано). Электрохимическая ячейка посредством гибкого трубопровода через штуцер 5 для подвода агрессивной среды соединена со стеклянным электролитическим ключом 6 с шаровой воронкой 7 и запорным вентилем 8, выполняющим функцию солевого мостика для электрода сравнения 9 (например, хлорсеребряного электрода сравнения ЭСр-10101). Зажимы 10 соединенные посредством гибких трубопроводов со штуцером 11 и шаровой воронкой 7 служат для деаэрации и аэрации соответственно. Милливольтметр 12 подключен по стандартной двухэлектродной схеме, по которой рабочим электродом является плоский образец 1.
Электрохимическая ячейка 2, имеет форму полого куба с опорным буртиком в основании, полностью изготовлена из эластичного диэлектрического материала (например, из силикона или резины). До опорного буртика надета гибкая опорная рамка 3 с загнутыми краями по периметру, предназначенная для обеспечения жесткости прижима электрохимической ячейки 2 к плоскому образцу 1. В качестве прижима, использованы две или четыре (в зависимости от одноосного или двухосного нагружения образца) натянутые нейлоновые струны 4 натяжного устройства (не показано), которые вместе с гибкой опорной рамкой 3 при испытании образца 1 на изгиб огибают профиль его деформированной поверхности, обеспечивая тем самым надежность герметизации крепления ячейки и точность электрохимических измерений. Для повышения стабильности измерений путем обеспечения отсутствия воздушной прослойки в верхней части электрохимической ячейки 2, нижние концы штуцера 5 для подвода агрессивной среды и штуцера 11 для деаэрации электрохимической ячейки 2 смещены навстречу друг к другу, причем конец штуцера 5 частично опущен вглубь электрохимической ячейки 2, а конец штуцера 11 расположен заподлицо с внутренней поверхностью электрохимической ячейки 2.
Устройство работает следующим образом.
На исследуемую поверхность плоского образца 1 устанавливают электрохимическую ячейку 2, предварительно надев на нее гибкую опорную рамку 3 прижав ее к образцу нейлоновыми струнами 4 натяжного устройства (не показано). В часть стеклянного электрического ключа 6 соединенного со штуцером подвода агрессивной среды 5, через шаровую воронку 7 заливают агрессивную среду (например, 3%-ный водный раствор КСl) до полного выхода воздуха через штуцер для деаэрации 11. После выхода воздуха гибкий трубопровод штуцера 11 зажимается зажимом 10 и запорный вентиль 8 приоткрывается для частичного запуска агрессивной среды в емкость для электрода сравнения 9. После этого, из емкости агрессивная среда убирается (например, шприцем) и в нее заливается насыщенный водный раствор КСl, устанавливается хлорсеребряный электрод сравнения 9, гибкий трубопровод шаровой воронки 7 зажимается зажимом 10. Электропровод от электрода сравнения подключается к милливольтметру 12, вторым полюсом цепи является плоский образец 1.
Таким образом, при проведении коррозионно-механических испытаний в условиях одноосного или двухосного нагружения с изгибом при больших уровнях деформации образца не происходит разгерметизации электрохимической ячейки и, как следствие, нет "холостых" или непроизводственных затрат приводящих к удорожанию испытаний.
(19) RU
6
(51) МПК G01N 27/26
(56) патент РФ №2088913, G01N 27/26, опубл. 27.08.1997
(71) Заявитель: Тольяттинский государственный университет
(72) Авторы: Еремичев А.А., Криштал М.М., Караванова А.А., Мерсон Е.Д., Полуянов В.А.