Способ определения коррозионной характеристики
Изобретение касается исследования коррозионных процессов и определения скорости коррозии, в частности, путем измеполяризационного сопротивления металла. Целью изобретения является упрощение и повышение достоверности определения коррозионной характеристики системы, что необходимо для оптимального выбора средств защиты от коррозии. В исследуемой среде размещают образец из испытуемого металла и вспомогательный электрод, осуществляют последовательно анодную и катодную поляризацию, определяют электрохимические характеристики системы, после каждой поляризации сравнивают их между собой и по их соотношению судят о характере торможения коррозионного процесса системы. В качестве электрохимической характеристики используют удельное поляризационное сопротивление, а испытуемый образец выполняют не менее, чем в 10 раз больше вспомогательного. 1 табл. Ё
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 N 17/00
Г1,тСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГЬСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4771414/28 (22) 09.11.89 (4й) 15.02.93. Бюл. М 6 (71) Всесоюзный межотраслевой научно-исследовательский институт по защите металл в от коррозии (7 ) А.П.Акольаин и Н.Г.Ануфриев (5б) Mansfeld, F.Corrasion (USA), 1971, v.30, р. 92.
Розельфельд И.Л„Жигалова К.А. Ускорбн н не методы корроаион ныл испытании мет плое. M.: 1т1еталпургип. 1966. с.159 — 166. (56) 51106О5 О11Р5 565НР19 КОРР0316ОН Н ОЙ ХАРАКТЕ РИ СТИКИ (57) Изобретение касается исследования коррозионных процессов и определения скорости коррозии, в частности, путем измерЕния поляризационного сопротивления
Изобретение касается области исследования коррозионных процессов и определенйя скорости коррозии, в частности путем измерения поляризационного сопротивления металла, Целью изобретения является упрощение и повышение достоверности определения коррозионной характеристики системы, что необходимо для оптимального выбора
1 средств защиты от коррозии.
Сущность способа определения коррфзионной характеристики системы основ на на том, что в исследуемой среде р змещают образец из испытуемого мет лла и вспомогательный электрод, осуществляют последовательно анодную и кйтодную поляризацию, определяют элект„„Я „„1795354 А1 металла, Целью изобретения является упрощение и повышение достоверности определения коррозионной характеристики системы, что необходимо для оптимального выбора средств защиты от коррозии, В исследуемой среде размещают образец из испытуемогометалла и вспомогательный электрод,осуществляют последовательно анодную и катодную поляризацию, определяют электрохимические характеристики системы, после каждой поляризации сравнивают их между собой и по их соотношению судят о характере торможения коррозионного процесса системы, В качестве электрохимической характеристики используют удельное поляризационное сопротивление, а испытуемый образец выполняют не менее, чем в 10 раз больше вспомогательного. 1 табл, рохимические характеристики системы после каждой поляризации сравнивают их между собой и по их соотношению судят о характере торможения коррозионного процесса системы. В качестве электрохимической характеристики используют удельное поляризационное сопротивление, а испытуемый образец выполняют не менее, чем в 10 раз больше вспомогательного. Меньшее (менее чем в 10 раз) различие площадей электродов не обеспечивает четкой индентификации катодного или анодного контроля коррозионного процесса., большая разница в площадях электродов практически не влияет на результаты измерений, При использовании асимметричного двухэлектродного датчика при катодной по1795354 ляризации большего по площади электрода суммарное поляризационное сопротивление Вп = Вп.к. + Rn.a. = Rn.a, так как величина поляриэационного сопротивления обратно пропорциональна площади электрода. В этом уравнении Rn. и Rn,a. — соответственно катодное и анодное поляризационные сопротивления. По этой же причине при анодной поляризации большего по площади электрода Rn,<. + Rn.>, = Rn,<. Таким образом, оценка влияния среды на протекание катодного и анодного процессов может быть проведена дифференциально, только лишь по поляризуемости меньшего по площади электрода. Его поляризационное сопротивление равно суммарному сопротивлению датчика, Сравнивая величины суммарных поляризационных сопротивлений электродов датчиков при различных их полярностях, можно судить о контролируемой стадии (катодной или анодной) коррозионного процесса. В том случае, если меньший по площади электрод поляризуется анодно и получаемое при этом суммарное поляризационное сопротивление существенно больше, чем при катодной поляризации этого электрода, можно говорить об анодном контроле. В противном случае контролирующей стадией является катодная, При отсутствии резкого различия в суммарной величине поляризационных сопротивлений при изменениях полярности электродов датчика можно говорить о смешанном характере контроля коррозионного процесса.
Вполне понятно, что величины омического сопротивления цепи и приборов и создаваемая на электродах разность потенциалов постоянны и известны.
Форма асимметрического датчика, материал электродов, их размер определяется характером среды, задачами исследования и . производственного контроля, В производственных условиях конструкцию асимметричного датчика можно упростить, так как внешним, большим по площади электродом может служить внутренняя поверхность аппарата или конструкции, в которую целесообразно вмонтировать лишь один электрод с известной, заведомо меньшей площадью, электрически изолированный от конструкции. Этот электрод, внутренняя поверхность аппарата или конструкции и контактирующая с ними среда в совокупности представляют собой асимметричный датчик. Оба электрода датчика изготовляют из одного и того же металла, коррозионную стойкость которого в данном электролите необходимо измерить.
Пример. Для определения коррозионной характеристики системы (анодной
55 или катодной) углеродистой стали 20 в растворах силиката натрия с рН 8,3, 9,1; 9,5; применялся способ коррозии по величине удельного поляризационного сопротивления использованием двухэлектродного асимметричного датчика с электродами из стали 20, Площадь электродов датчика составляла 1 и 10 см, то есть различалась в 10 раз.
Поляризационное сопротивление измерялось через 1, 10, 60, суток после начала контакта электродов с растворами. Измерялась величина удельного поляризационного сопротивления при анодной и катодной поляризации рабочего электрода, Контрольные эксперименты проводились с растворами гидроксида натрия при тех же значениях рН.
Как известно, гидроокид натрия относится к ингибиторам анодного действия, то есть торможение коррозионного процесса в растворах гидроксида натрия носит анодный характер, Аналогичные эксперйменты проводились с использованием двухэлектродных датчиков с разными по площади электродами (прототип). Данные экспериментов представлены в таблице.
Как следует из приведенного примера, различие площадей электродов в 10 и более раз (площадь рабочего электрода в 10 и более раз превышает площадь вспомогательного) дает четкую картину характера торможения коррозионного процесса, Так, например, в первые сутки контакта стали— растворами силиката натрия и гидроксида натрия при всех значениях рН наблюдается преимущественно анодное торможение коррозионного процесса, о чем свидетельствует значительно большая (e 3 - 4 раза) анодная составляющая величины удельного поляризационного сопротивления. При более продолжительном воздействии на сталь растворов силиката натрия (10 суток) наблюдается смешанный характер коррозионного контроля; при этом анодные и катодные составляющие величины удельного поляризационного сопротивления приблизительно равны, После 60 суток контакта стали с растворами силиката натрия коррозионный контроль становится катодным — катодная составляющая величины удельного поляризационного сопротивления значительно больше анодной. В растворах гидроксида натрия, как и следовало ожидать, во .всех случаях наблюдается анодный контроль и анодная составляющая величины удельного поляризационного сопротивления существенно больше катодной. При равных площадях электродов анодные и катодные составляющие величины удельного поляри1795354 ления различаются незначительно и результаты измерений могут быть интерпретиро-. ваны неоднозначно.
Если же, в соответствии с прототипом, 5 полярность электродов вообще не меняется (а значит и соотношение площадей электродов остается постоянным), принципиально невозможно определить коррозионную характеристику системы — в зависимости от
10 характера внешней поляризации. зационного сопротивления, естественно, равны, поэтому вывод о характере торможения коррозионного процесса не может быть сделан. Также затруднительно определение характера торможения в том случае, если площадь поверхности электродов датчика различается менее чем в 10 раз (в условиях примера — в 5 раз). Это приводит к тому, что анодные и катодные составляющие величину удельного поляризационного сопротив15 их между собой и по их соотношению судят о характере торможения коррозионного процесса системы, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения досто20 верности определения, в качестве злектрохимической характеристики используют удельное поляризационное сопротивление, а испытуемый образец выполняют не менее чем в 10 раз больше вспомогательного.
Формула изобретения
Способ определения коррозионной характеристики системы, по которому в исследуемой среде размещают образец из испытуемого металла и вспомогательный электрод, осуществляют последовательно анодную и катодную поляризации, определяют электрохимические характеристики системь после каждой поляризации, сравнивают
Таблица
Продолжи-. тельность экспериментов, сут.
Величина удельного поляоизаиионного сои отивления гп 10 Ом см като ная анодная раствор силиката нат ия раствор силиката нат ия раствор гидроксиа нат ия раствор гидроксида нат ия
9,5
1;10 полярность периодически меняется
9,1
8,3
9,5
1:1 полярность периодически меняется
9,1
8,3
Соотношение площа- Значение дей электродов вспо- рН расмргательного/рабочего творов
12,0
8,5
9,0
11,0
7,7
8,0
10,0
9,0
9,0
16,0
18,0
32,0
15,4
18,0
32,0
14,5
20,0
32,0
13,0
13,0
13,0
13,0
13,0
12,6
12,2
12,3
12,0
16,0
16,5
17,0
15,4
15,6
15,7
14,5
14,7
15,2 .
4,0
9,0
23,0
4,4
8,1
24,0
5,5
8,0
23,0
1 6,0
17,0
32,0
15,4
17,0
32,0
14,5
20,0
32,0
9,0
3,0
4,0
2,4
2,4
3,1
2,5
2,2
3,2
16,0
16,5
17,0
15,4
15,6
15,7
14,5
14,7
15,2
1795354
11,5
12,2
19,6
16,2
17,6
24,6
13,8
22,7
45,6
4,0
9,1
23,0
4,4
8,0
23,8
5,6
8,5
23,0
10,2
13,0
11,0
12,0
13,1
11,1
12,6
13,0
11,0
3,0
3,0
4,1
2,4
2,3
3,1
2,5
2,2
3,2
9,5
9,1
8,3
9,5
9,1
8,3
9,5
9,1
16,0
16,5
17,0
15,4
15,6
15,7
14,5
14,7
15,2
16,0
17,0
32,0
15,4
17,0
32,0
14,5
20,0
32,0
9,5
9,1
8,3
13,0
13,0
13,0
13,0
13,0
12,6
12,2
12,3
12,0
12,0
8,5
9,0
11,0
7,7
8,0
10,0
9,0
9.0
9,1
8,3
9,0
3,0
4,0
2,4
2,4
3,1
2,5
2,2
3,2
4,0
9,0
23,0
4,4
8,1
24,0
5,5
8,0
23,0
9,5
1:5 полярность периодически меняется
1:15 полярность периодически меняется
1:1 полярность не меняется, аноднэя поляри зация-прототип
1, 1 полярность не меняется, катодная поляризация-прототип
1:10 полярность не меняется, анодная поляризация-прототип!
1:10 полярность не меняется, катодная поляризация-прототип
1 10
14,0
15,0
18,0
13,1
19,9
22,0
15,6
22,8
39,4
12,0
8,4
9,0
11,1
7,6
8,0
10,0
9,0
9,0
16,0
18,0
32,0
15,4
18,0
32,0
14,5
20,0
32,0
13,5
13,2 . 14,0
14,2
15,2
16,0
13,0
14,0
14,1
13,0
13,1
13,1
13,0
13,0
12,6
12,2
12,3
12,2
16,0
16,5
17,0
15,4
15,6
15,7
14,5
14,7
15,2
Продолжение таблицы
1795354
Продолжение таблицы
13,5
13,5
13,5
13,5
13,5
13,1
12,7
12,8
12,5
12,5
9,0
9,5
1 1,5
8,2
8,5
10,5
9,5
9,5
9,5
1:100 полярность не меняется, анодная поляризация-прототип
8,3
9,0
9,1
4,1
2,2
2,2
3,0
2,4
2,1
3.1
4.2
9,1
23,5
4,1
8,1
24,2
5,3
8,1
23,1
9,5
1;100 полярность не меняется, катодная поляризация-прототип
9,1
8,3
13,4
13,4
13,2
12,5
12,6
12,3
12,9
12,9
12,8
1:1000 полярность не меняфтся. анодная поляризация-прототип
12,3
9,2
9,7
11,3
8,4
8,7
10,7
9,7
9,7
9,5
9,1
8,3
9,1
9,1
4,0
2,5
2,1
3,0
2,5
2,2
3,0
4,1
9,2
23,6
4,2
8,2
23,2
5,2
8,2
23,2
1:1000
9,5 полярность не меняется, катодная поляризация-прототип
9,1
8,3
Составитель А.Акользин
Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 426 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
