2. Аппаратура и методика работы

Коррозионный элемент составляют из двух различных металлов (железо, легированные стали, медь, цинк, алюминий и др.). Измеряют рабочую поверхность образцов, зачищают ее тонкой наждачной бумагой, затем обезжиривают электрод кашицей окиси магния, при необходимости травят в кислоте и помещают в одно из пространств электролитической ячейки. В другое пространство ячейки помещают также обработанный второй образец из другого металла и наливают в ячейку исследуемый электролит (растворы NaCl, Na₂SO₄, KCl, K₂SO₄ и др. различных концентраций).

Собирают установку, схема которой приведена на рис. 5. Переключатель Кл должен быть разомкнут, а магазин сопротивлений МС выключен (сопротивление системы мало).

18

рожно помещают по три параллельных образца. Образцы должны быть полностью погружены в кислоту.

ЭП -электроплитка Тр.Р - терморегулятор

Испытание продолжают два часа. По окончании испытания выключают подогрев, открывают колбы, измеряют температуру кислоты и осторожно извлекают подставки с образцами¹.

¹ Загрузку и извлечение образцов необходимо производить в очках и перчатках.

Образцы тщательно промывают водой и сушат фильтровальной бумагой. Для удаления оставшихся продуктов коррозии образцы протирают мягкой (карандашной) резинкой, затем органическим растворителем и взвешивают. Результаты испытаний записывают в табл. 1.

б. Измерение потенциалов.

Для измерения потенциалов корродирующего металла собирают установку, схема которой дана на рис. 7.

Образцы для измерения потенциалов имеют вид прямоугольных пластин размером 20х10х2 мм . Измеряют рабочую поверхность образцов, зачищают наждачной бумагой, обезжиривают и закрепляют образцы в пробках.

Электролитический ключ наполняют серной кислотой.

Поочередно на время измерения потенциала помещают электролитический ключ электрода сравнения в соответствующую колбу с образцом.

23

2) влияние содержания хрома и никеля на коррозионную стойкость стали; исследуют стойкость сталей Х17, Х18Н9, Х25 в одной кислоте

(например, в HNO₃ или H₂SO₄);

3) влияние термообработки (закалки и отжига) на кислотостойкость хромистой или хромоникелевой стали в одной кислоте (например, в HNO₃);

4) влияние легирования на кислотостойкость никеля; исследуют коррозионную стойкость никеля и его сплавов с медью (монель-металл) и молибденом (хастеллой) в одной кислоте (например, в H₂SO₄);

5) влияние легирования на кислотостойкость меди; исследуют коррозионную стойкость меди и ее сплавов с кремнием (кремнистая бронза) и алюминием (алюминиевая бронза) в одной кислоте (например, в H₂SO₄);

6) коррозионную активность разных кислот; исследуют коррозионную стойкость одного сплава в разных кислотах одной концентрации и при одинаковой температуре;

7) кинетику коррозионного разрушения одного металла или сплава в одной кислоте;

8) влияние температуры на коррозионную стойкость металлов и сплавов; исследуют поведение одного сплава или металла в одной кислоте при трех температурах.

Вариант исследования, сплав, кислоту, ее концентрацию и температуру указывает преподаватель. В каждой работе исследуют: три металла в одной кислоте, или один металл в трех кислотах, или один металл в одной кислоте при трех температурах.

2. Аппаратура и методика работы

а. Коррозионные испытания

Испытывают девять образцов одного или разных металлов или сплавов (по три параллельных образца) в одной или различных кислотах. Испытания проводят на установке (рис. 6), состоящей из трех колб со снабженными обратными холодильниками притертыми пробками, установленных в водяном термостате.

В каждую колбу наливают равное количество кислоты, следя за тем, чтобы уровень раствора был ниже отверстия холодильника не меньше, чем на 2 см. Колбы закрывают, помещают в водяную баню, включают электронагреватель и устанавливают контактный термометр на заданную температуру. Испытываемые образцы (502523 мм) зачищают наждачной бумагой; затем образцы измеряют с точностью до 0,1 мм, обезжиривают окисью магния, промывают, протирают фильтровальной бумагой , сушат и определяют их массу, взвешивая на аналитических весах с точностью до 0,0002 г.

После нагрева термостата до заданной температуры измеряют температуру кислоты и в каждую колбу на изолированном крючке осто-

22

Замыкают переключатель Кл и измеряют иономером-милливольтметром МВ потенциалы электродов, определяют их полярность и записывают показания милливольтметра МВ и микроамперметра мА через 1 - 2 минуты.

Затем, увеличивая сопротивление магазина сопротивлений, по- следовательно уменьшают величину тока пары и измеряют потенциалы анода и катода при каждом значении тока (количество измерений тока должно быть не меньше трех) . Минимальное значение тока, при котором измеряют потенциалы анода и катода, получают при полностью введенном сопротивлении магазина сопротивлений . Затем размыкают цепь и снова измеряют потенциалы электродов. Все измерения производят после трехминутной выдержки при каждом значении тока. После окончания измерений отключают и извлекают из сосуда электроды и выливают электролит из сосуда. Электроды промывают водой и сушат фильтровальной бумагой. Сосуд ополаскивают водой.

Результаты испытаний записывают в табл. 1.

3. Обработка опытных данных

Поверхность и материал катода _____________________ см²

Поверхность и материал анода _____________________ см²

Электролит _________________________________________

Температура ^оС______________________________________

Таблица 1

Ток	Потенциал катода, В		Потенциал анода, В		Плотность тока,мА/см2
мА	по ЭС	по НВЭ	по ЭС	по НВЭ	катода	анода

Потенциал электрода по отношению к стандартному водородному электроду рассчитывают по формуле (5)

Е_ме^нвэ = Е_ме^эс + Е _эс^нвэ (5)

На основании полученных опытных данных определяют полярность контактирующих металлов, строят коррозионную диаграмму : Е_a = f ( I ) и Е_к = f ( I ). Используя коррозионную диаграмму, рассчитывают для наибольшего значения достигнутого тока:

а) степень анодного, катодного и омического контроля;

б) показатель изменения массы (весовой показатель коррозии) анода.

Степень контроля рассчитывают по формулам (2)- (4) .

Показатель изменения массы K_m^{-- ,}(г/м² ч) рассчитывают по формуле

K_m^— = I A / 26,8 n S (6)

19

где I - коррозионный ток, А;

26,8 - количество электричества, необходимое для растворения 1г‑экв металла, А·ч;

А - атомная масса металла анода, г;

n - валентность иона металла, переходящего в раствор;

S- поверхность анода, м². .в) Глубинный показатель - проницаемость ( мм/год).

0.76 * К^-_вес

П = ----------------- (7)

d_мет

По результатам работы проводят обсуждение полученных результатов, дают заключение о механизме контактной коррозии исследуемых металлов в условиях испытания (контролирующем факторе), протекающие реакции, оценивают коррозионную стойкость анода по десятибалльной шкале (см. Прил. 1), допустимость контактов.

Рекомендуемая литература:

1,2,3,6,8,9

Вопросы для самопроверки

1. Практические ряды потенциалов металлов.

2 . Допустимость контактов металлов.

3. Выбор контактов металлов в зависимости от условий эксплуатации деталей.

4. Методы защиты металлов от контактной коррозии.

5. Элементы рационального конструирования и размещения оборудования.

6. Крепежные соединения в конструкциях электрохимических производств . Принцип выбора контактов.

Лабораторная работа № 4