Лабораторная работа №4
Изучение влияния различных факторов на скорость коррозии.
а) Общие сведения
К внешним факторам электрохимической коррозии металлов относятся:
1. состав коррозионной среды;
2. условия коррозии:
- температура,
- давление,
- скорость давления среды и др.
Состав коррозионной среды определят водородный показатель рН, который влияет на скорость электрохимической коррозии, изменяя потенциал катодных деполяризационных реакций.
Коррозия большинства металлов в нейтральных растворах (воде и водных растворах солей) протекает с кислородной деполяризацией и её скорость сильно зависит от скорости протекания катодных реакций ионизации кислорода и подвода кислорода к корродирующей поверхности металла.
Скорость электрохимической коррозии металлов в растворах солей так же, как и в кислых растворах, зависит от природы растворённой соли и ёё концентрации, причём это зависимость может быть различной.
Водные растворы гидролизующихся солей влияют на скорость коррозионного процесса в зависимости от того, уменьшают они рН раствора или увеличивают.
Соли, образующие с ионом корродирующего металла комплекса, сильно смещают потенциал анодного процесса в отрицательную сторону и обеспечивают протекание анодного процесса, уменьшая концентрационную поляризацию, что приводит к увеличению скорости коррозии до некоторого предела.
С ростом концентрации солей увеличивается концентрация ионов хлоре, сульфата и амония, активирующих и облегчающих анодный процесс, и уменьшается растворимость деполяризаторе – кислорода, что затрудняет протеканию катодного процесса.
В каком – то интервале концентраций сильнее сказывается первый эффект, а затем преобладает второй (рис. 1)
Рис.1 Влияние концентрации соли NH4Clскорость коррозии низкоуглеродистый стали.
Влияние скорости движения электролита на электрохимическую коррозию металлов имеет сложный характер.
Особенно большое влияния этот фактор оказывает на коррозию металлов в нейтральных электролитах, протекающую с кислородной деполяризацией.
Он облегчает диффузию кислорода и зачастую изменяет характер процесса и его контролирующую стадию.
Так, при коррозии железа и стали в водопроводной воде начальное увеличение скорости движения воды, облегчающее диффузию кислорода к поверхности корродирующего металла вследствие уменьшения толщины диффузионного слоя электролита, приводит к заметному возрастанию скорости коррозии. Дальнейшее увеличение скорости движения воды приводит к снижению скорости коррозии, вызываемому наступлением пассивности (образованием защитной плёнки) при достаточно обильном поступлении кислорода
При очень больших скоростях движение воды вновь наблюдается увеличение скорости коррозии металла, обусловленное явление механического (эрозионного и кавитационного) разрушение защитной плёнки и самого металла (рис. 2)
Рис. 2 Влияние Vводе на Vкор.
При высокой шероховатости образца прочность закрепления окисной плёнки небольшая и при увеличении скорости потока происходит смыв плёнки, увеличивается доступ кислорода, и скорость коррозии несколько увеличивается.
Для ,,чистых’’ образцов такое увеличении скорости не наблюдается.
В электролитах, затрудняющих или исключающих наступление пассивности (морская вода), снижение скорости коррозии металла с увеличением скорости движения электролита не наблюдается (рис. 3)
На коррозию металлов в кислых средах, которая протекает в водородной деполяризацией, скорость движения электролита оказывает меньшее влияние, чем в нейтральных средах.
б) Проведение работы.
Суть работы в том, что бы на основании литературных опытных данных построит зависимости влияния различных факторов на скорость коррозии, затем объяснить характер хода кривых и сделать практические выводы.
Установление влияния состава коррозионной среды (Na Cℓ) на скорость электрохимической коррозии.
а. Данные к работе:
-
% Na Cℓ
Vкор. гр/м2 •г
0
3
5
10
15
20
25
1.5
2.2
1.8
1.6
1.1
0.7
0.25
б. Объяснить почему с повышением концентрации раствора скорость коррозии вначале растёт, а затем падает. Связать этот процесс с явление кислородной деполяризацией анодного процесса.
в. Построить график зависимости скорости коррозии от концентрации раствора Na Cℓ.
г. Практические выводы и рекомендации.
2. Установление влияния скорости потока водопроводной воды на скорость коррозии.
а. Данные к работе
|
Скорость потока, м/с |
Скорость коррозии мм/год | ||
|
образец I |
образец II |
образец I |
образец II |
|
0 0.2 0.4 0.81 1.5 2.2 |
0 0.1 0.3 0.6 1.2 2.1 |
0.35 0.75 1.0 0.60 0.63 0.65 |
0.51 0.7 0.5 0.45 0.35 0.24 |
Образец I – высокая шероховатость;
Образец II – низкая шероховатость.
б. Построить график зависимости скорости коррозии от скорости потока водопроводной воды.
в. Объяснить характер изменений скорости коррозии от скорости потока вода для образцов I и II.
г. Практические выводы и рекомендации.
3. Установление влияния скорости потока воды на скорость коррозии.
а. Данные к работе
-
Скорость потока, м/с
Скорость коррозии мм/год
0
0.25
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
7.5
8.0
0.14
0.25
0.40
0.65
0.75
0.80
0.85
0.88
0.89
0.9
0.95
б. Построить график зависимости скорости коррозии от скорости потока морской воды.
в. Объяснить характер изменения скорости коррозии от скорости потока морской воды.
г. Практические выводы и рекомендации.
Форма отчёта:
КФ СП ,,ИЭНТ’’ Студент……………….
Кафедра металловедения Группа………………...
Лабораторная работа №4
Изучение влияния различных факторов на скорость коррозии.
1. Общие сведения о влиянии внешних факторов на скорость коррозии.
2. Методика выполнения работы.
3. Опытные данные к работе в таблицах на каждый внешний фактор (концентрация раствора, водопроводная вода, морская вода)
4. Графики зависимости скорости от каждого внешнего фактора.
5. Анализ полученных данных и выводы по работе.
Принял_____________