Способ определения коррозионной агрессивности растворов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОЙ АГРЕССИВНОСТИ РАСТЮРОВ, включающий измерение предельного катодного тока восстановления кислорода на электродах в исследуемом и стандартном растворах в присутствии электролита, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности определения коррозионной агрессивности по отношению к металлу электрода, в качестве стандартного раствора используют раствор Nad с концентра11:ией C C + Cj , С, - концентрация NaCl в исследуемой растворе-, Cj - сумма концентраций других солей в исследуемом раство . ре.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОф АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) () )) 0 А

4(5!)С 01 N 27 54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С С1+С2 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПМЙ (21) 3399775/18-25 (22) 25.02.82 (46) 15.01.85. Бюл. ))- 2, (72) А.Н.Лебедев и А.С.Дербьппев (53) 543.257(088.8) (56) 1. Романов В.В. Методы исследования коррозии металлов. М., Металлургия, 1965, с. 21.

2. Крюкова Т.А ., Синякова С.И., Арефьева Т.В. Полярографический анализ. M., Госхимиздат, 1959,с.180 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОЙ АГРЕССИВНОСТИ РАСТВОРОВ, включающий измерение предельного катодного тока восстановления кислорода на электродах в исследуемом и стандартном растворах. в присутствии электролита, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения коррозионной агрессивности по отношению к металлу электрода, в качестве стандартного раствора используют раствор NaCl с концентрацией

"де С вЂ” концентрация NaC1 в исследуемом растворе; (g — сумма концентраций других солей в исследуемом растворе.

1053590

Изобретение относится к области химической промьолленности и можег быть использовано при зашите от коррозии и разработке рекомендаций на конструкционные материалы для обо- 5 рудования, например опреснительных установок, работающих с морской водой, а также технологическими и .".точными нейтральными растворами.

В практике коррозионных испытаний 10 широкое распространение получил гравитационный способ измерения коррозионной агрессивности растворов IIo разности массы образца металла до и r:о"ле испытаний (11. IS

Однако повышенная длительность измерения не позволяет использовать его при ускоренном анализе коррозионной агрессивности растворов.

Наиболее близким техническим реше- 20 нием к предлагаемому является способ определения коррозионной агрессивности растворов, включающий измерение предельного катодного тока восстановления кислорода на электродах в:ис- 25 следуемом и стандартном растворах в присутствии электролита (2 ).

Оцнако этот способ эффективно используется в аналитической химии для количественного определения вещест- щ ва в растворе, а применение его для определения коррозионной агрессивности растворов приводит к значительной ошибке в измер=нии.

Например, вода Тихого океана (67,2 мас.Е) содержит, г/л:

NaC1 24,1 х„=Ба БО 4,10

2 3

0,20

1, I7

40 х+=И С1, 5 37 х -=КС1 0,76

Сумма i- олен 35, 7 r /z

Обычно при сравнительной оценке коррозионной агрессивности такого раствора необходимо оцечить влияние других солей, кроме ЕаС1, и особенно солей магния и кальция.

Как показали исследовачия, влия.ие других солей проявляется главным образом в их способности образовывать пленки труднорастворимых соединений на поверхности металла, препятствуя тем самым диффузии к металлу кислорода — основного коррозионного агента в нейтральных растворах. По отношению препельных таков васс гановления кислорода я исследуемом и стан24,1ИаС1+(х„+х +х +x +х ) (г /л), (1) а стандартный (2) 24,1 г/л NaC1, Применение известного способа дает значительную ошибку в измерениях.

Это связано с тем, что в данном случае нужно оценить не количество вещества (кислорода) в растворе (обычная задача метода стандартных растворов), а коррозионную агрессивность раствора к металлу электрода по степени диффузионного сопротивления (для кислорода) пленок, образующихся на поверхности электрода в результате его взаимодействия с раствором.

Определить по отношению предельных токов восстановления кислорода только влияние солей к„, к,, хэ, х+, х в исследуемом растворе (1) на диффузионное сопротивление пленки на поверхности электрода, сравнивая с измерениями в стандартном растворе (2), можно лишь в том случае, если концентрации кислорода в растворах (1) и (2) бли"ки.

Однако в стандартном растворе (2) концентрация кислорода будет заведомо вышее, чем в исследуемом растворе (1), Ф поскольку концентрация сопи в стандартном растворе в 1,5 раза ниже, чем суммарная концентрация солей в исследуемом растворе. дартном растворах можно судить о коррозионной агрессивности исследуемого раствора, оценивая в целом с епень торможения диффузии кислорода к поверхности металла.

Измерение стандартных растворов известным способом ведут на фоне постороннего электролита, концентрация которого равна как в стандартном, так и в исследуемых растворах. Если применять этот метод для определения коррозионной агрессивности воды Тихого океана то, очевидно, в качестве постороннего электролита следует принять NaC1 и на его фоне оценит: влияние других солей.

Очевидно также, что и в качестве стандартной пробы н"обходимо принять раствор NaC1 с концентрацией

24,1 г/л. Если использовать обозначения, привецечные выше, то исследуемый раствор (вода Тихого океана) можно представить как. Цель изобретения — повышение точности определения коррозионной агрессивности по отношению к металлу электрода.

Цель достигается тем, что в спо собе определения коррозионной агрессивности растворов, включающем измерение предельного катодного тока восстановления кислорода на электродах в исследуемом и стандартном раство- 10 рах в присутствии электролита, в качестве стандартного раствора используют раствор NaC1 с концентрацией

C = C t, где С вЂ” концентрация

NaC1; С - 15 сумма концентраций других солей в исследуемом растворе.

В предлагаемом способе посторонним электролитом является также NaC1, но концентрация постороннего электролита 20 в исследуемом и стандартном растворах .различна.

В соответствии с предлагаемым способом в качестве исследуемого раство- ра (вода Тихого океана) 24, 1 г/л НаС1 25 (х х + х +к, + к ) взят стандартный раствор, но не 24, 1 г/л NaC1 a .

С =24,1 г/л ИаС1+С у (г/л), где С „су=х1+х1+х 3+ХФ+хФ. 30 т.е. концентрация постороннего электролита NaC1 в стандартном растворе больше, чем в исследуемом, на сумму концентраций других солей (кроме

NaC1} в исследуемом растворе.

3а счет того удалось выравнить концентрации кислорода в стандартном и исследуемом растворах.

Кислород в стандартной и исследуемой пробах определяли аналити-, 0 чески по методу Винклера (по трем параллельным пробам). Отклонения концентраций кислорода в стандартной и исследуемой пробах незначительнЫ .и составляют 1,4-2,6Х. Например, для воды Черного моря, стандартного ..раствора для воды Черного моря (1 9,22 г/л NaC1) воды Тихого океа на и стандартного. раствора для воды 1ихого океана (35,7 г/л NaC1) составляет 7,50 7,70, 7,35 и

7,25 мг/л.

Отличие предлагаемого способа заключается в-том, что концентрация постороннего электролита в исследуемом и стандартном растворах различна, а в качестве стандартно-. го раствора используют раствор NaC1, 13,4

300

Раствор NaCl

1053590 4 с концентрацией С =С„+С, где С, концентрация NaC1 в исследуемом растворе, а С вЂ” сумма концентраций других солей (кроме NaC1) в этом же растворе. Это позволяет исключить влияние торможения диффузии кислорода,через пленку труднорастворимых соединений на поверхности электрода на измерение предельного катодного тока восстановления кислорода на электроде.

Для осуществления способа готовят два раствора: исследуемый и стандартный с концентрацией NaC1(Ñ), равной сумме концентраций NaC1 в исследуемом растворе С„ и концентрации С, других солей, кроме ИаС1, в исследуемом растворе. Затем опре деляют величину предельного катодно го тока восстановления кислорода на электроде в этих растворах.

По величине отношения токов в стандартном (i ) и исследуемом (i ) растворах строят шкалу коррозионной агрессивности.

Максимальная коррозионная агрессивность раствора соответствует от1 ношению т-, равному 1. Чем меньше

1„ это отношение, тем ниже коррозионная агрессивность раствора. В отдельных точках этой шкалы целесообразно иметь с о такое отношение Ф для растворов, коро розионная агрессивность кбторых хорошо изучена.

Наличие указанных точек в шкале позволяет не только дать сравнительную характеристику коррозионной агрессивности исследуемого раствора, но и прогнозировать достаточно достоверно сроки службы технологического обо рудования.

Пример. Исследовали коррози-" онную агрессивность двух имитаторов воды (Тихого океана и.Каспийского моря), а также раствора повареннойсоли (NaC1) по отношению к углеродистой стали путем измерения предельных катодных токов восстановления кислорода на электроде. ,Общее содержание соли в исследуе" мых растворах составляло, г/л:

Имитатор воды

Тихого океана 25,7

Имитатор воды

Каспийского моря

5 1053590 б

Готовили также стандартные раст- растворах. Измерение вели в течение воры NaC1 с концентрацией 35,7, 13,4 20 мин при температуре растворов и 300 г/л соответственно. С помощью 50 С. потенциостата п-5827 на вращающемся Определяли величину отношения тодисковом: электроде: из углеродистой 5 ков в исследуемом и стандартном растстали Ст.3 (частота вращения ворах и по ней судили о коррозионной

1100 об/мин) измеряли предельные ка- агрессивности раствора. Результаты тодные токи восстановления кислорода измерения коррозионной агрессивности в исследуемом (1 ) и стандартном (0 ) раствора приведены в таблице.

Способ измерений

Раствор

Предлагаемый известный

Скорость коррозии, г/м2. ч

Характеристика агрессивности раствора

Характеристика агрессивности раствора

Отношение предельных токов исследуемого и стандартного растворов

Стандартный (300 г/л

NaCI) 3,33

Наиболее агрессивен

Наиболее агрессивен

Имитатор воды Тихого океана

1,63

0,65

Средняя агрессивность

Средняя агрессивность

Имитатор воды Каспийского моря

Наименьшая аг- 0,62 рессивность

0,48

Наименьшая агрессивность

Предлагаемый способ повышает производительность труда приблизительно в 3 раза.

ВНИИПИ Заказ 96/2 Тираж 898 Подписное

Филиал ППП "Патеит" ° г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Предлагаемый способ обеспечивает следующие преимущества: высокую точность измерений в широком диапазоне концентраций солей; ускорение исследования коррозионной агрессивности морских и нейтральных минерализованных технологических и сточных растворов, исследование коррозионной агрессивности нейтральных растворов любой концентрации; повышение производительности труда за счет ускорения определения коррозионной агрессивности растворов, что важно при разработке нового оборудования, в частности опреснительных установок, а также при переработке стоков прЬмьппленных предприятий методом упаривания.