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一种氯化物熔盐腐蚀的在线监测与调控方法
| 专利名称： | 一种氯化物熔盐腐蚀的在线监测与调控方法 |
| 摘要： | 本发明公开了一种氯化物熔盐腐蚀的在线监测与调控方法。其包括下述步骤：通过腐蚀电化学测试方法，获得金属镁不同添加量下，工作电极在待测熔盐中的极化曲线；确定腐蚀控制指标：包括腐蚀电位、腐蚀电流密度和线性极化电阻；在线检测待测熔盐的腐蚀电位、腐蚀电流密度和线性极化电阻即可；对待测熔盐的腐蚀性进行在线监测，当在线检测的腐蚀指标(腐蚀电位、腐蚀电流密度或者线性极化电阻)不满足熔盐腐蚀控制指标时，通过向待测熔盐中添加适量金属镁使在线检测的指标达到腐蚀控制指标范围内，从而实现对待测熔盐腐蚀的在线监测与调控。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 申请人： | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 发明人： | 左勇;杨新梅;申淼;陈燕军;汤睿;刘华剑;曹明鹏 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 1900-01-20T14:00:00+0805 |
| 发布日期： | 1900-01-20T12:00:00+0805 |
| 申请号： | CN202010038967.4 |
| 公开号： | CN111141670A |
| 代理机构： | 上海弼兴律师事务所 |
| 代理人： | 薛琦;刘奉丽 |
| 分类号： | G01N17/02;G;G01;G01N;G01N17;G01N17/02 |
| 申请人地址： | 201800 上海市嘉定区嘉罗公路2019号 |
| 主权项： | 1.一种氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，其包括下述步骤： (1)通过腐蚀电化学测试方法，获得金属镁不同添加量下，工作电极在待测熔盐中的极化曲线，确定腐蚀控制预指标；其中，所述工作电极的材质为金属单质或合金；所述待测熔盐为含有MgCl2的碱金属氯化物熔盐，所述MgCl2的含量大于30％，上述百分比为相对于待测熔盐中氯化物总量的摩尔百分比；所述腐蚀控预制指标包括相对于所述极化曲线参比电极的腐蚀电位Ecorr、腐蚀电流密度icorr和线性极化电阻Rp； (2)以镁参比电极或镁动态参比电极为工作电极，采用所述极化曲线测试过程中的辅助电极和参比电极，在所述待测熔盐中，获得镁相对于所述极化曲线测试过程中参比电极的电位Ecorr； 确定腐蚀控制指标：所述腐蚀控制指标包括腐蚀电位Ecorr vs Mg、所述腐蚀电流密度icorr和所述线性极化电阻Rp；所述腐蚀电位Ecorr vs Mg＝步骤(1)相对于所述极化曲线参比电极的腐蚀电位Ecorr-步骤(2)所述镁相对于所述极化曲线测试过程中参比电极的电位Ecorr； (3)在线检测所述待测熔盐的腐蚀电位、腐蚀电流密度和线性极化电阻即可；其中，在线检测过程中，采用的腐蚀探头包括参比电极、辅助电极和待测金属电极；所述参比电极为镁参比电极或镁动态参比电极，所述待测金属电极的种类与步骤(1)所述工作电极的种类相同； 当所述在线检测的腐蚀电位、腐蚀电流密度或者线性极化电阻均不满足步骤(2)确定的所述腐蚀控制指标时，通过向所述待测熔盐中添加金属镁使得在线检测的指标在步骤(2)确定的所述腐蚀控制指标范围内。 2.如权利要求1所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属镁的添加量为(0.1*10-3～1.4*10-3)g/1g所述待测熔盐； 和/或，步骤(1)中，所述金属单质或合金为316H不锈钢； 和/或，步骤(1)中，所述工作电极的直径为0.5～1.5mm； 和/或，步骤(1)中，所述待测熔盐中，除了MgCl2以外，还可包括LiCl、NaCl和KCl中的一种或多种； 和/或，步骤(1)中，所述待测熔盐在使用前，进行烘干处理； 和/或，步骤(1)中，所述极化曲线的测试过程中，采用的辅助电极为玻璃碳棒或铂金棒。 3.如权利要求2所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属镁的添加量为0.2*10-3g/1g所述待测熔盐、0.4*10-3g/1g所述待测熔盐、0.6*10-3g/1g所述待测熔盐、0.8*10-3g/1g所述待测熔盐、1*10-3g/1g所述待测熔盐或者1.2*10-3g/1g所述待测熔盐； 和/或，步骤(1)中，所述工作电极的直径为1mm； 和/或，步骤(1)中，所述待测熔盐为MgCl2-NaCl-KCl混合熔盐，优选所述MgCl2-NaCl-KCl混合熔盐中，MgCl2的含量为45.4％，NaCl的含量为33.0％，KCl的含量为21.6％，上述百分比为各组分分别相对于熔盐中氯化物总量的摩尔百分比； 和/或，所述烘干的温度为200～300℃； 和/或，所述烘干的时间为36h以上。 4.如权利要求1所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，步骤(1)中，所述极化曲线的测试过程中，采用的参比电极为热压氮化硼管NiCl2/Ni参比电极或者石英玻璃管AgCl/Ag参比电极，优选为热压氮化硼管NiCl2/Ni参比电极； 和/或，步骤(1)中，所述极化曲线的测试过程中，扫描速度为0.001～0.010V/s； 和/或，步骤(1)中，所述极化曲线测试过程中，所述待测熔盐的温度为熔融温度以上、分解温度以下，且小于金属镁熔点648.8℃。 5.如权利要求4所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热压氮化硼管NiCl2/Ni参比电极包括：一镍丝电极、一参比电极管和一密封所述参比电极管的密封塞；所述参比电极管底部装有参比盐，所述镍丝固定于所述密封塞，所述镍丝的一端穿过所述密封塞延伸入所述参比电极管中，且浸在所述参比盐中；其中，所述参比电极管材质为热压氮化硼管，所述参比盐为NiCl2熔盐和所述待测熔盐的混合熔盐，所述混合熔盐中，NiCl2熔盐的摩尔比为8～12％，上述百分比为相对于混合熔盐中氯化物总量的摩尔比；其中，所述热压氮化硼管的厚度优选为0.5～1.5mm； 和/或，步骤(1)中，所述极化曲线的测试过程中，扫描速度为0.005V/s； 和/或，步骤(1)中，所述极化曲线测试过程中，所述待测熔盐的温度为450～648℃。 6.如权利要求1所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，当腐蚀测试所采用的工作电极为316H不锈钢、参比电极为热压氮化硼管NiCl2/Ni参比电极时，选择金属镁添加量为0.5*10-3g/1g待测熔盐的腐蚀电位、腐蚀电流密度和线性极化电阻作为600℃下腐蚀控制预指标，具体为腐蚀电位Ecorr vs NiCl2/Ni<-0.80V vs NiCl2/Ni，腐蚀电流密度icorr<25μA/cm2，线性极化电阻Rp>800Ω·cm2； 当腐蚀测试所采用的工作电极为316H不锈钢时，选择金属镁添加量为0.5*10-3g/1g待测熔盐时的腐蚀电位、腐蚀电流密度和线性极化电阻作为600℃下腐蚀控制指标，具体为腐蚀电位Ecorr vs Mg<0.94V，腐蚀电流密度icorr<25μA/cm2，线性极化电阻Rp>800Ω·cm2。 7.如权利要求1所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，步骤(2)中，所述镁参比电极为镁棒； 和/或，步骤(2)中，所述镁参比电极的直径为5-10mm； 和/或，步骤(2)中，所述镁动态参比电极为在除镁以外的电极材料上原位沉积镁镀层所获得的材料；所述电极材料的种类为镍或钼。 8.如权利要求7所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，步骤(2)中，所述镁参比电极的直径为8mm； 和/或，步骤(2)中，所述电极材料的直径为5～10mm，优选为8mm； 和/或，步骤(2)中，所述镁动态参比电极中，所述镁镀层的厚度为10～150μm； 和/或，步骤(2)中，所述镁动态参比电极通过下述步骤制得：以镍棒或钼棒为阴极，以玻璃碳或铂金棒为阳极，在所述待测熔盐中进行恒电流沉积，在所述阴极上原位沉积一所述镁镀层即可，其中，所述待测熔盐中，含有金属镁。 9.如权利要求8所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，所述镁动态参比电极制备过程中，待测熔盐中金属镁的含量与步骤(1)所述极化曲线测试过程中金属镁的添加量相同； 和/或，所述沉积过程中，电流密度为0.05～0.2A/cm2，例如0.1A/cm2； 和/或，所述沉积的时间为5～15min，例如10min； 和/或，所述沉积过程中，熔盐温度为450～648℃，例如600℃。 10.如权利要求1所述的氯化物熔盐腐蚀在线监测与调控方法，其特征在于，步骤(3)中，所述在线检测的设备为便携式电化学分析仪或具有极化曲线测试功能的腐蚀测试仪； 和/或，步骤(3)中，当采用镁动态参比电极作为参比电极时，所述腐蚀探头中，三电极的布局为：所述参比电极和所述待测金属电极并列并位于所述待测熔盐流动方向的上游，所述辅助电极位于所述待测熔盐流动方向的下游； 和/或，步骤(3)中，所述辅助电极为玻璃碳棒或铂金棒； 和/或，步骤(3)中，所述待测金属电极的直径为2-6mm，优选为4mm； 和/或，步骤(3)中，所述镁参比电极与步骤(2)中所述的镁参比电极相同； 和/或，步骤(3)中，所述镁动态参比电极与步骤(2)中所述的镁动态参比电极相同。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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