4.4. Результаты эксперимента
В отчете необходимо изложить основы теории контактной коррозии, привести схему установки, таблицы экспериментальных данных, расчеты скоростей коррозии чистого, а также цинка контактируемого с медью, железом, свинцом и другими металлами и сделать выводы.
4.5. Контрольные вопросы
Что такое контактная коррозия? Причины ее возникновения.
Определите понятие "электродный потенциал". Как рассчитать его величину?
Как определить возможность самопроизвольного течения процесса контактной коррозии?
Какие имеются методы определения скорости коррозии?
От каких факторов зависит скорость контактной коррозии и как она зависит от этих факторов?
Какие имеются методы уменьшения скорости контактной коррозии?
Каковы принципы выбора контактных пар для изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях?
Как влияют конструктивные особенности машин и аппаратов на возникновение контактной коррозии?
Лабораторная работа № 5. Катодная защита металлов от коррозии
5.1. Цель работы
Исследовать эффективность катодной защиты стали в нейтральном электролите в зависимости от плотности налагаемого тока (определить защитный эффект, степень защиты, коэффициент защитного действия и удельный расход электроэнергии при катодной защите).
5.2. Пояснения к работе
Скорость электрохимической коррозии металла и сплава можно значительно уменьшить, если подвергнуть их электрохимической защите. В зависимости от вида поляризации, различают катодную и анодную защиты.
Катодная защита - это защита металла от коррозии с помощью поляризации постоянным током от внешнего источника, при которой защищаемый металл присоединяют к отрицательному полюсу, а к положительному – дополнительный электрод. При этом поверхность защищаемого металла поляризуется катодно, его потенциал смещается в отрицательную сторону, что приводит к ослаблению работы локальных анодов или к их превращению в катоды, т.е. к уменьшению или полному прекращению коррозионного разрушения. При этом анодный процесс протекает на дополнительном электроде. Для полного прекращения электрохимической коррозии металла его нужно катодно заполяризовать до значения равновесного потенциала, а сплав – до значения равновесного потенциала его наиболее отрицательной анодной составляющей.
Эффективность катодной защиты принято характеризовать величинами защитного эффекта, степенью защиты и коэффициентом защитного действия, которые определяют по следующим формулам:
защитный
эффект
где
и
– массовые показатели скорости коррозии
до и после защиты, г/(м2∙ч);
степень
защиты
коэффициент
защитного действия
где
и
–
массовые потери металла без наложения
поляризации и при наложении поляризации
за одно и то же время, г; J
– величина поляризующего
тока, А.
Полная защита не всегда целесообразна, т.к. в случае малой катодной поляризации приходится накладывать очень большие токи. Поэтому, удлиняя срок службы конструкции, чаще ограничиваются частичной защитой.
Применение больших токов для защиты нецелесообразно из-за того, что может возникнуть явление отрицательного защитного эффекта или перезащиты. Ускорение коррозии происходит вследствие разрушения пленки вторичных продуктов коррозии, либо слишком интенсивно выделяющимся водородом, либо из-за изменения рН приэлектродного слоя. Это всегда необходимо учитывать при катодной защите.
При выборе оптимальной катодной плотности тока для катодной защиты исходят из необходимости достижения защитного эффекта при достаточно хорошем коэффициенте защитного действия (значительное уменьшение коррозионных потерь на единицу катодной плотности тока).
К важнейшим факторам, характеризующим свойства анода и определяющим его практическую пригодность, относят скорость его коррозии и допустимую плотность тока. Аноды могут быть изготовлены из растворимых (сталь, алюминий), труднорастворимых (чугуны, графит) и нерастворимых (платина и ее сплавы, титан, платинированный титан, сплавы свинца) материалов.
Катодная защита широко применяется как дополнительное (к изолирующему покрытию), а иногда и как самостоятельное средство защиты от коррозии подземных металлических сооружений, аппаратов химических производств и т.д.
Главные преимущества этого метода: высокая эффективность, возможность автоматизации, а также регулирования поляризующего тока и поддержания определенного значения потенциала.
К недостаткам катодной защиты можно отнести высокую начальную стоимость установки, необходимость систематического контроля и профилактического ремонта, вредное воздействие на соседние, незащищенные металлические конструкции.