【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及腐蚀检测的，尤其是涉及一种设备损伤速率的探测方法、装置及系统。
技术介绍
1、原油中无机盐、含硫量和酸值均较高，极易对石化装置造成严重的腐蚀。当石化装置内部产生的蒸汽低于露点温度时，蒸汽冷凝在金属表面形成液态水，并吸收酸性气体从而形成盐酸电解质薄膜，进而对金属材料造成的腐蚀称为盐酸露点腐蚀。盐酸露点腐蚀是一个动态变化过程，其本质是金属在电解质薄膜下的动态电化学顶部腐蚀。当露点不断发生时，金属表面凝结的液膜不断形成和扩散，金属的即时腐蚀速率增大，随着冷凝的液膜进一步形成酸液滴，并受重力的影响发生滴落时，金属的即时腐蚀速率又变小。
2、测量盐酸露点腐蚀的传统方法主要为原位失重法和异位电化学法。原位失重法是将试样暴露在石化装置内部，测量其重量损失并估计腐蚀速率，该方法不能获得与腐蚀速率相关的电化学参数，且计算获得的腐蚀速率远大于实际腐蚀速率。异位电化学法采用盐酸溶液来模拟盐酸露点环境，从而实现各种传统电化学测量，但测量时间较长，且无法反映酸滴在金属表面的吸附和脱落，不符合动态的电解质薄膜下金属的露点腐蚀原理。
3、目前，基于电化学阻抗原理的检测方法已广泛应用于监测金属设备的大气腐蚀。该方法在用于检测盐酸露点腐蚀过程时，使用电化学阻抗探针进行阻抗测量，根据电化学阻抗原理，用于计算金属表面腐蚀速率的极化电阻等同于电荷转移电阻。处于腐蚀环境中的阻抗探针，其工作电极和溶液界面接触发生电化学反应，当对工作电极进行微小的电位扰动时，流经工作电极的电流密度也发生相应的变化，通过电化学工作站测量由微小电位扰动带来
4、针对上述技术方案，该方法需要通过人工选择合适的模型对谱图进行拟合，进而计算得到极化电阻和即时腐蚀速率，容易导致测量结果偏离实际结果，检测的准确度较低。
技术实现思路
1、为了能够准确检测设备的即时腐蚀速率，本专利技术提供一种设备损伤速率的探测方法、装置及系统。
2、第一方面，本专利技术提供一种设备损伤速率的探测方法，采用如下的技术方案：
3、一种设备损伤速率的探测方法，包括获得阻抗值步骤、计算极化电阻步骤和计算即时腐蚀速率步骤；
4、获得阻抗值：两个相同电极与同一酸性液膜接触形成一个电路，以一定的采样频率对电路施加正弦交流激励电位，获取阻抗值，当激励电位的角频率处于高频时，记录阻抗值为，当激励电位的角频率处于低频时，记录阻抗值为；
5、计算极化电阻：根据阻抗计算公式计算极化电阻，式中为与电极串联的薄膜电阻，为两电极之间的溶液电阻，为两个电极和溶液之间的界面处的电荷转移电阻，为阻抗虚数单位，为激励电位的角频率，为两个电极表面的界面电容，当激励电位的角频率处于高频时，趋近于∞，，计算得到溶液电阻，当激励电位的角频率处于低频时，趋近于零，，根据和计算得到电荷转移电阻为，则极化电阻为；
6、计算即时腐蚀速率：对即时腐蚀速率进行计算，即时腐蚀速率为，单位为，式中为电极材料的平均原子质量（），为电子转移数，为stern常数，为法拉利常数（），为电极材料的密度（）。
7、通过采用上述技术方案，两个电极与同一酸性液膜形成一个电路，两个电极之间通过酸性液膜相连有电流流过，以一定的采样频率对电路施加微小的正弦交流电扰动，由于电极本身电阻和导线电阻可忽略不计，因此薄膜电阻可认为是电极的电阻，由于两个电极使用相同的方法制得，因此两个电极的电荷转移电阻、界面电容均相同，对等效电路模型进行简化，分别测得角频率在高频时的阻抗值和低频时的阻抗值，根据等效电路的阻抗值计算公式，分别计算高频与低频对应的阻抗值计算公式，当处于高频时，，计算得到溶液电阻，当处于低频时，，将代入式中，计算得到电荷转移电阻，根据电化学阻抗原理，用于计算金属表面腐蚀速率的极化电阻等同于，因此极化电阻为，进而通过由stern-geary公式得到的腐蚀速率计算公式计算获得即时腐蚀速率，如此设置，极化电阻值仅与、和的值有关，由于和的值可直接测量获得，从而通过公式直接计算得到极化电阻值以及即时腐蚀速率，因此能够准确检测即时腐蚀速率，不再需要人工选择模型对谱图进行拟合，提高了检测的准确度和可靠性。
8、可选的，所述极化电阻步骤中，还根据电极表面的腐蚀情况对阻抗值的计算公式进行补偿，补偿后的阻抗值计算公式为，其中为锈层的电阻，为锈层的电容，极化电阻等同于电荷转移电阻与锈层电阻之和，极化电阻为。
9、通过采用上述技术方案，由于锈层对极化电阻值的测量结果影响较小，当对测量精度不做进一步要求时，可不考虑锈层对阻抗值计算公式的补偿，锈层的电阻和电容均可忽略；当电极表面无锈层时，和均为零，当电极表面生成锈层后，等效电路模型发生变化，补偿后的计算公式不变，的计算公式为，将代入式中计算得到，此时极化电阻等同于电荷转移电阻与锈层电阻之和，因此极化电阻仍为，如此设置，极化电阻值仍然仅与、和的值有关，当电极表面出现锈层时，即时腐蚀速率的计算结果不受锈层的影响，因此能够准确检测即时腐蚀速率，不再需要人工更换不同的模型对谱图进行拟合，提高了检测的准确度和可靠性。
10、可选的，所述获得阻抗值步骤中采样频率的范围为100khz-1.0hz。
11、通过采用上述技术方案，传统的电化学阻抗测试方法中的三电极体系，其时间常数为界面电容与电荷转移电阻的乘积，时间常数的值较大，需要在100khz-0.01hz的频率范围内进行单次腐蚀速率的测试，测试所需的时间较长，通常为十几分钟，与传统测试方法相比，本方法中，阻抗值的计算公式可换算为，令，则，由电化学阻抗原理可知，该电路的阻抗模型对应的时间常数为，由于，因此时间常数的值相对较小，在进行阻抗测试时，时间常数的值越小，其低频测试频率可相应变大，即可认为，因此本方法使用100khz-1.0hz的采样频率进行单次腐蚀速率的测试，即可快速获得测试结果，单次腐蚀速率的测试时间可缩短为十几秒，提高了检测速度，降低了检测误差，能够准确且快速地检测即时腐蚀速率，进一步提高了检测的准确度和可靠性。
12、第二方面，本专利技术提供一种设备损伤速率的探测装置，采用如下的技术方案：
13、一种设备损伤速率的探测装置，包括探针、测试箱、加热器和电化学工作站，所述测试箱设置在加热器上，所述测试箱内部装有酸性介质，所述探针插入测试箱中，并与测试箱密封连接，所述探针靠近测试箱内部的一端位于酸性介质上方；
14、所述探针包括壳体、第一电极、第二电极、密封件和薄膜电阻，所述第一电极和第二电极的材料和结构均相同，所述第一电极和第二电极的一端设置在壳体内部，另一端暴露在壳体外部，所述密封件设置在第一电极和第二电极之间，所述第一电极、薄膜电阻和第二电极依次串联，所述第一电极与电化学工作站的研究电极（we）端连接，所述第二电极与电化学工作站的辅助/参比电极（ce/re）端连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种设备损伤速率的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种设备损伤速率的探测方法，其特征在于：所述极化电阻步骤中，还根据电极表面的腐蚀情况对阻抗值的计算公式进行补偿，补偿后的阻抗值计算公式为，其中为锈层的电阻，为锈层的电容，极化电阻等同于电荷转移电阻与锈层电阻之和，极化电阻为。
3.根据权利要求1所述的一种设备损伤速率的探测方法，其特征在于：所述获得阻抗值步骤中采样频率的范围为100KHz-1.0Hz。
4.一种设备损伤速率的探测装置，应用如权利要求1-3中任意一项所述的一种设备损伤速率的探测方法，其特征在于：包括探针（1）、测试箱（21）、加热器（22）和电化学工作站（23），所述测试箱（21）设置在加热器（22）上，所述测试箱（21）内部装有酸性介质，所述探针（1）插入测试箱（21）中，并与测试箱（21）密封连接，所述探针（1）靠近测试箱（21）内部的一端位于酸性介质上方；
5.根据权利要求4所述的一种设备损伤速率的探测装置，其特征在于：所述第一电极（12）和第二电极（13）为碳钢电极。
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