Практическая часть

Работу проводят на установке, схема которой представлена на рис. 2.1. Коррозионный элемент составляют из двух различных металлов – цинк и медь. В этой паре анодом будет являться цинк, а катодом – медь. Измеряют рабочую поверхность образца, зачищают ее тонкой наждачной бумагой, обезжиривают фильтровальной бумагой, смоченной органическим растворителем, помещают электрод в одно из колен U-образного сосуда. В другое колено сосуда помещают образец из другого металла, обработанного по такой же методике, и наливают в U-образный сосуд исследуемый электролит.

Ход работы

Перед началом работы рубильник 7 должен быть разомкнут, а декадный магазин сопротивлений 8 выключен, что соответствует нулевому сопротивлению цепи. При разомкнутом положении рубильника 7 измеряют вольтметром потенциалы каждого электрода без протекания тока. Эти значения соответствуют потенциалам и. Затем замыкают рубильник7 и измеряют вольтметром потенциалы электродов, определяют их полярность и записывают показания вольтметра и микроамперметра. Увеличивая пошагово сопротивление декадного магазина 8, последовательно уменьшают величину тока пары на 20 мкА и измеряют потенциалы анода () и катода () при каждом значении тока. Минимальное значение тока, при котором измеряют потенциалы анода и катода, получают при полностью введенном сопротивлении декадного магазина8. Затем выключают рубильник 7 и снова измеряют потенциалы электродов.

Все измерения производят после трехминутной выдержки при каждом значении тока. После окончания измерения электроды отключают, извлекают из сосуда и выливают электролит из сосуда. Электроды промывают водой и сушат фильтровальной бумагой, сосуд ополаскивают водой.

Обработка экспериментальных данных

Результаты измерений записывают в таблицу 2.1.

Потенциал электрода по отношению к стандартному водородному электроду рассчитывают по формуле (1.12).

Таблица 2.1

Катод

материал………………………………………………………

линейные размеры…………………±……………………мм

площадь поверхности S = ……......……………………см²

Анод

материал………………………………………………………

линейные размеры…………………±……………………мм

площадь поверхности S =………......……………………см²

Электролит…………………………..……………………………….

Температура электролита t = ………±……………………………°С

Величина тока I, мкА	Потенциалы по отношению к хлоридсеребряному электроду, В		Потенциалы по водородной шкале, В		Примечание
	катода Ек	анода Еа	катода Ек	анода Еа

На основании полученных опытных данных строят коррозионную диаграмму Е_a = f(I) и Е_к = f(I), используя которую определяют максимальный ток (I_макс) изучаемой гальванической пары и по формулам (2.1-2.3) рассчитывают степень анодного, катодного и омического контроля.

По результатам работы делают выводы о контролирующем факторе контактной коррозии исследуемых металлов в условиях испытания.

Лабораторная работа №3 защита сталей внешним током от коррозии

Цель работы:исследовать эффективность электрохимической защиты сталей от коррозии в электролитах в зависимости от плотности налагаемого постоянного электрического тока.

Существуют два вида электрохимической защиты металлов от коррозии с помощью постоянного электрического тока, налагаемого на металл от внешнего источника: катодную и анодную защиту.

Катодная защита .внешним током – это способ, при котором защищаемый металл присоединяют к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока (т. е. в качестве катода), а к положительному полюсу присоединяют дополнительный электрод, который является анодом. При таких условиях поверхность защищаемого металла поляризуется катодно, ее потенциал смещается в отрицательную сторону, что приводит к уменьшению или полному прекращению коррозионного разрушения. Анодный процесс при этом протекает на дополнительном электроде – аноде. Для полного прекращения электрохимической коррозии чистого металла его нужно катодно заполяризовать до значения обратимого потенциала (Е_ме)_обр, а многокомпонентный сплав - до значения обратимого потенциала его наиболее отрицательной составляющей. Катодную защиту внешним током широко применяют как дополнительное (к изолирующему покрытию), а иногда и как самостоятельное средство защиты от коррозии подземных металлических сооружений - трубопроводов, газопроводов, резервуаров, подводных поверхностей металлических конструкций в морской воде - обшивки судов, свай и др.

Анодная защита внешним током – это способ, при котором защищаемый металл присоединяют к положительному полюсу внешнего источника постоянного тока (т. е. в качестве анода), а к отрицательному полюсу присоединяют дополнительный электрод, который является катодом. При этом поверхность защищаемого металла поляризуется анодно, ее потенциал смещается в положительную сторону, что обычно приводит к увеличению электрохимического растворения металла. Однако, при достижении определенного значения потенциала может наступить пассивное состояние металла, что приводит к значительному снижению скорости электрохимической коррозии металла. Для длительного сохранения пассивного состояния требуется незначительная плотность анодного тока. На дополнительном электроде – катоде при этом протекает катодный процесс. При больших плотностях анодного тока возможно достижение значений потенциала, при которых наступает явление перепассивации (транспассивности), то есть растворение металла с переходом в раствор ионов высшей валентности, в результате чего образуются растворимые или неустойчивые соединения (железо и хром образуют ионы FeО₄^2- и СгО₄^2-), что приводит к нарушению пассивного состояния и увеличению скорости коррозии металла.

Эффективность электрохимической защиты, металлов от коррозии, характеризуют величиной защитного эффекта z (%) и коэффициентом защитного действия k_з (г/А):

, (3.1)

где - отрицательный показатель изменения массы металла в электролите без электрохимической защиты, г/(м^2.ч);

- отрицательный показатель изменения массы металла в том же электролите при применении электрохимической защиты, г(м^2.ч),

, (3.2)

где - удельная убыль массы металла в электролите без электрохимической защиты, г/м²;

- удельная убыль массы металла в том же электролите при применении электрохимической защиты, г/м²;

i – плотность тока А/м².

Значение отрицательного показателя изменения массы рассчитывают по формуле:

, (3.3)

где m₀ и m₁ – масса металла до и после коррозии соответственно, S – площадь рабочей поверхности, t – продолжительность коррозионного процесса.