Способ определения срока службы защитных покрытий на металлах в агрессивных средах

 

Использование: определение срока службы защитных покрытий на металлах, преимущественно оксидных, при Коррозионном воздействии агрессивных сред. Сущность изобретения: через определенные промежутки времени от начала испытаний выборочной партии из массива исследуемых образцов, размещенных в условиях, приближенным к эксплуатационным, извлекают отдельные образцы. На каждом образце партии перед извлечением измеряют стационарный потенциал (рст, затем каждый образец пар- , тии помещают в электрохимическую ячейку, где определяют потенциал пробоя рпр, и по промежутку времени от начала испытаний, при котором стационарный потенциал равен потенциалу пробоя,м определяют срок службы защитных покрытий. 1 . 1 табл.1 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 К 27/48

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4922754/25 (22) 28.03.91 (46) 23.05.93. Бюл. M 19 (71) Тольяттинский политехнический институт (72)С.Х, Петерайтис, А,Базелева, Франц Удо (DE), А.В. Чернов и Г.Н. Стешина (56) Коррозия: Справочное издание/Под ред,Л,Л. Шрайера. Пер.с англ. M.; Металлур гия, 1981, с.537 — 538, ° Коркош С,В„Образцов В,M., Яндушкин

К.Н. Надежность судовых теплообменников. Л.: Судостроение, 1972, с.105-109. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКА

СЛУЖБЫ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛАХ В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

Изобретение относится к исследованию химических и физических свойств веществ, а именно к определению срока службы защитных покрытий на металлах, преимущественно оксидных, при коррозионном воздействии агрессивных сред, например к определению срока службы боратного покрытия на алюминии в системах охлаждения водными растворами этиленгликоля.

Целью изобретения является повышение точности определения срока службы защитных покрытий.

На чертеже показано изменение значений рст и уЪР для покрытия во времени.

В основу способа положено следующее положение. При наличии на поверхности металла качественного защитного покрытия

„.,5Lj„„1817013 А1 (57) Использование: определение срока службы защитных покрытий на металлах, преимущественно оксидных, при коррозионнбм воздействии агрессивных сред. Сущность изобретения: через определенные промежутки времени от начала испытаний выборочной партии из массива исследуемых образцов, размещенных в условиях, приближенным к эксплуатационным, извлекают отдельные образцы. На каждом образце партии перед извлечением измеряют стационарный потенциал р;, затем каждый образец пар, тии помещают в электрохимическую ячейку, где определяют потенциал пробоя р р. и по промежутку времени от начала испьгганий, при котором стационарный потенциал равен потенциалу пробоя, определяют срок службы защитных покрытий. 1 ил. 1 табл. оксидного типа на анодной поляризационной кривой будет наблюдаться пассивная область. По изменению величины пассивной области можно судить о состоянии защитного покрытия. Поэтому, определяя. разность значений pnf - р т образца металла с защитным покрытием через определенные промежутки времени, можно установить момент нарушения целостности защитного покрытия. Промежуток времени от начала испытаний, при котором массивная область на анодном участке кривой отсутствует, определяет срок службы защитного покрытия, Промежутки времени от начала испытаний до замера уст и рпр могут быть различными и выбираются в зависимости от агрессивности среды, марки материала, ус1817013 ловий эксплуатации и т,п. Нецелесообразно задавать конкретные промежутки времени, так как они не меняют сущности предлагаемого изобретения, Время определения потенциала пробоя защитного покрытия р р, характеризующего коррозионный износ защитного покрытия, соизмеримо с временем определения традиционными методами, например гравиметрическим, физическим, химическим и металлографическим. Однако применение потенциала пробоя для определения срока службы защитных покрытий позволяет повысить точность способа, Это связано со следующими причинами: во-первых, потенциал пробоя защитного покрытия (исходя из

его физической сущности) реагирует на все дефекты в покрытии, особенно в местах выхода на поверхности металла анодных и катодных фаз при несовершенствах структуры металла, таких как вакансии; дислокации по границам зерен, что особенно характерно; например, для алюминиевых сплавов; вовторых, потенциал пробоя регистрируется техническими средствами измерения, ° Способ реализуется следующим образом, Массив образцов с исследуемым покрытием помещается в стенд для коррозионно-электротехнических измерений, моделирующих условия испытаний, максимально приближенные к эксплуатационным. Через определенный промежуток времени от начала испытаний на выборочной партий образцов производят измерение рс> в условиях действующего стенда, Затем эта партия образцов извлекается из стенда и-на каждом из них в трехэлектродной ячейке по стандартной методике определяется потенциал пробоя. Полученные значения р<> и фпя сравнивают между собой.

Такая последовательность измерений повторяется на остальной части образцов с большей длительностью испытаний до тех пор, пока не наступит равенство <р и уЪр, Промежуток времени от начала испытаний, при котором наступит равенство рст и Ър, определяет срок службы защитного покрытия.

Пример. Проводилось определение срока службы защитного оксидного покрытия (боратного) на алюминиевом сплаве

АМц в 66 -ном водном растворе этиленгликоля, Рабочая поверхность образцов подвергалась шлифовке и полировке. Защитное химическое покрытие (боратное) наносилось согласно существующим инструкциям.

Подготовленные к испытаниям образцы помещались в стенд, моделирующий условия эксплуатации изделия с защитным покрытием, Температура 66 -ного водного раствора этиленгликоля 70 С, рН 3,83, скорость среды 2 м/с, Через 10 ч после начала испытаний измерили стационарный потенциал в услови, ях эксплуатации на стенде с помощью рН-метра P-340. Затем образцы (no 3 образца на одну временную точку) извлекали из стенда и по одному пбмещали в 3-электродную электрохимическую ячейку, заполненную 66 $-ным водным раствором этиленгликоля, выдерживали там 20 мин при

70 С и с помощью потенциометра П-5827 снимали анодную поляризационную кривую от установившегося значения потенциала до величины. +1,5 В для определения потенциала пробоя, Электрод сравнения— хлоросеребряный, вспомогательный электрод — платиновый, скорость развертки потенциала 0,25 mB/c, Затем операции по измерению рс> в условиях эксплуатации и снятию анодных поляризационных кривых повторяли до тех пор, пока не получили равенства стационарного потенциала и потенциала пробоя. Результаты исследований сведены в таблицу, В результате испытаний получили равенство потенциалов стационарного и пробоя через 4500 ч, Дополнительное обследование состояния защитного покрытия с целью проверки способа на микроскопе

МИМ-3 подтвердило, что через 4500 ч поступило нарушение сплошности защитного покрытия.

Результаты электрохимических исследований защитных свойств боратного покрытия хорошо согласуется с проведенными натур40 ними коррозионными испытаниями алюминиевых теплообменников с боратным покрытием в 66 $-ном водном растворе этиленгликоля при температуре 70 С и скорости среды 2 м/с.

45 Натурные испытания проводились на специальном стенде, имитирующем условия эксплуатации реальных систем охлаждения. Теплообменники выдержали, ресурс

4000 ч, и после их вскрытия следы коррозии обнаружили только на трубных досках в местах подпайки, что могло быть результатом плохой отмывки флюсов. Каналы же теплообменников были без следов коррозии.

Использование предлагаемого способа

55 определения срока службы защитных оксидных покрытий на металлах при коррозионном воздействии агрессивных сред обеспечивает, по сравнению с существующими способами, следующие преимущества: высокую точность определения срока

1817013

Формула изобретения

Способ определения срока службы защитных покрытий на металлах в агрессивных средах, заключающийся в помещении

Ъ

Ъ г ему 1.

Составитель С. Петерайтис

Техред М.Моргентал Корректор О. Густи

Редактор Т. Шагова

Заказ 1119 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 службы защитных покрытий за счет применения технических средств измерения, позволяющих определить даже начальные структурные разрушения; воэможность определения срока службы защитных покрытий более дешевым способом, чем натурные испытания, особенно при исследовании коррозии внутренних поверхностей трубопроводов и теплообменников, требующих разрезки и, как следствие, их одноразовое использование. исследуемых образцов в условиях, прибли. женных к эксплуатационным, с последующим определением и через фиксированные промежутки времени на извлеченных иэ

5 раствора образцах срока службы защитных покрытий, отличающийся тем,что,с целью повышения точности определения срока службы покрытий, на каждом образце перед извлечением измеряют стационарный

10 потенциал ус, после чего каждый образец помещают в злектрохимическую ячейку, определяют потенциал пробоя покрытия пр и по промежутку времени от начала испытаний, при котором стационарный потенциал

15 равен потенциалу пробоя покрытия, опоеделяют срок службы защитных покрытий, а