- •Металловедение и защита металлов от коррозии
- •Защита металлов от коррозии Работа 1 Определение радиуса действия анодного протектора
- •Методика проведения работы
- •Вопросы для самопроверки
- •Работа 2 Электрохимическое никелирование стали
- •Методика проведения работы
- •Вопросы для самопроверки
- •Работа 3 Исследование скорости коррозии металлов в электролитах
- •Методика проведения работы
- •Вопросы для самопроверки
- •Работа 4 Катодная протекторная защита
- •Методика проведения работы
- •Вопросы для самопроверки
- •Металловедение Работа 5 Исследование цвета побежалости металлов при термической обработке
- •Методика проведения работы
- •Вопросы для самопроверки
Работа 3 Исследование скорости коррозии металлов в электролитах
Одним из методов защиты от коррозии является обработка среды, с которой соприкасается металл. Эта обработка может заключаться либо в удалении из неё коррозионно-активных элементов, либо во введении в неё специальных замедлителей – ингибиторов коррозии.
Примером первого случая может служить удаление из среды растворённого в ней кислорода продувкой, нагреванием и др., примером второго – введение в кислоты при травлении в них металла веществ – ингибиторов, замедляющих растворение самого металла и не замедляющих растворение оксида металла. Ингибиторы коррозии – одно из наиболее экономичных средств защиты металлов. Применение ингибиторов позволяет существенно повысить надёжность и долговечность технологического оборудования. В зависимости от природы ингибиторы делятся на органические и неорганические.
Некоторые неорганический ингибиторы коррозии преимущественно замедляют анодный процесс, пассивируя поверхность металла (хроматы, бихроматы, нитриты). Если концентрация или активность такого анодного ингибитора недостаточна, чтобы запассивировать всю поверхность металла, и происходит только уменьшение анодной поверхности, то коррозия может сосредоточиться на оставшихся небольших анодных участках. Вследствие этого разрушение металла становится местным, более опасным.
Некоторые неорганический анодные ингибиторы повышают эффективность катодного процесса, в результате чего стационарный потенциал металла сдвигается в область пассивации. В качестве ингибиторов такого типа можно использовать катионы металлов высшей валентности, нитриты, нитраты и др. Анодные ингибиторы, повышающие эффективность катодного процесса, также опасны в употреблении, так как в случае недостаточной концентрации в электролите они могут быть мощными стимуляторами коррозии.
Действие неорганических катодных ингибиторов основано в большинстве случаев на том, что в щелочной среде (на катодных участках наблюдается увеличение значений рН) они дают нерастворимые соединения, осаждающие и изолирующие часть поверхности металла от действия электролита (например, соли цинка, кальция). Катодные замедлители совершенно безопасны в применении.
Большинство неорганических ингибиторов не оказывает защитного действия в кислых средах. Поэтому в кислых средах более эффективными являются органические замедлители коррозии, механизм действия которых носит адсорбционный характер. Органические ингибиторы могут замедлять как анодный (анодный ингибитор), так и катодный процессы (катодный ингибитор) или оба процесса сразу (смешанный ингибитор).
Действие адсорбированных органических веществ на кинетику сопряженных процессов коррозии определяется в основном двумя факторами: степенью заполнения поверхности электрода молекулами или ионами органических веществ Ө и изменением потенциала, сопровождающим адсорбцию. При адсорбции органических веществ катионного типа действие двух факторов направлено в одну сторону – на уменьшение скоростей катодного и анодного процессов; и коррозия металлов снижается. Адсорбция на электродах органических веществ анионного типа иногда приводит к увеличению скорости коррозии, если смещениепотенциала в отрицательную сторону в большей степени ускоряет указанные сопряженные процессы, чем их замедляет увеличениеӨ.
Эффективность действия замедлителя Z обычно рассчитывают по формуле:
(3.1)
где , – скорость коррозии в среде, соответственно без замедлителя и с замедлителем, .
Для количественной оценки скорости коррозионного разрушения используют следующие показатели коррозии:
1. Показатель изменения массы К характеризует потерю массы металла (отрицательный показатель ) или увеличения массы металла (положительный показатель ), отнесённые к единице его поверхности за единицу времени:
(3.2)
где изменение массы корродирующего металла в результате коррозии,;
где – поверхность образца,;
– время коррозии, час.
2. Объёмный показатель коррозии характеризует объём выделившегося или поглощенного газа, отнесённый к единице поверхности образца и за единицу времени:
(3.3)
где – объём выделившегося или поглощенного газа,