Лабораторна робота №4

на тему: “Вимірювання швидкості корозії електрохімічним методом”.

Мета роботи: Практичне ознайомлення з методом визначення швидкості корозії металів в агресивному середовищі.

1 Теоретичні основи

Корозією металів називають самовільне руйнування металічних матеріалів внаслідок хімічної, електрохімічної і біохімічної взаємодії їх з навколишнім середовищем.

Корозійний процес протікає на межі двох фаз метал-навколишнє середовище, в тому числі це гетерогенний процес взаємодії рідкого або газоподібного середовища (або їх окислювальних компонентів) з металом.

Корозія являє собою небажаний процес.

Розрізняють хімічну, і електрохімічну корозії металів.

Електрохімічна корозія зустрічається частіше інших видів корозії і найбільш небезпечна для металів. Вона може відбуватися в газовому середовищі, коли на поверхні металу можлива конденсація вологи.

Електрохімічна корозія підпорядковується законам електрохімічної кінетики. Швидкість її можна визначити на основі закону Фарадея.

В залежності від характеру руйнувань, які супроводжують процес електрохімічної корозії, розрізняють суцільну, місцеву, плямисту, вибіркову, транскристалічну та інтеркристалічну корозію.

Швидкість і характер електрохімічної корозії визначається природою металу та навколишнього середовища. На основі того, з якою швидкістю дане середовище руйнує метал, його вважають як агресивне чи не агресивне в корозійному відношенні.

Швидкість корозії визначають декількома методами. Звичайно використовують ваговий, струмовий і лінійний показники корозії. Перший із них дає втрату ваги за одиницю часу, віднесену до одиниці площі досліджуваного зразка. В другому випадку швидкість корозії визначається силою струму в амперах, яка припадає на одиницю площі зразка:

(1)

(2)

(3)

де В – валентність металу;

R_n – поляризаційний опір, ом·м

С_С,С_В, С_Л – - відповідно швидкість корозії;

К_С,К_В, К_Л – відповідно струмовий, масовий і лінійний коефіцієнти рівні: K_с = 0,02, К_В = 0,021, К_Л = 0,023;

В – валентність металу електроду (для заліза – II);

S – площа змоченої поверхні одного із електродів, см².

Поляризаційний опір визначається за формулою:

(4)

де S - площа змоченої поверхні одного із електродів, см² ;

R₁ - показання приладу.

2. Посуд та обладнання

- Вимірювальний стакан ємкістю 250 см³;

- піпетка Мора ємкістю 10 см³;

- вимірювач швидкості корозії Р-5035.

2. Розчини, та допоміжні матеріали

- Кислота соляна, розчин з масовою часткою 15%;

- вода дистильована;

- спирт етиловий нерозбавлений;

- папір наждачний;

- папір фільтрувальний;

- Салфетка бязева;

4 Опис лабораторної установки

Лабораторна установка для вимірювання швидкості корозії складається із двох металевих електродів (1), розмішених у вимірювальному стакані (2) з розчином соляної кислоти. Електроди розміщені паралельно на відстані 0,5 см, і сполучені з вимірювачем швидкості корозії Р-5035 (3) за допомогою електричного дроту, через вивідні контактні пристрої.

1- залізні електроди; 2- вимірювальний стакан; З - вимірювач швидкості корозії Р-5035.

Рисунок 1- Схема лабораторної установки для вимірювання швидкості корозії металів

5 Послідовність виконання роботи

Проводимо зачищення металевих електродів наждачним папером до повного зникнення слідів корозії, вимірюємо їх площу поверхні, знежирюємо поверхню етиловим спиртом, та розміщуємо їх у вимірювальному стакані. За допомогою піпетки Мора заливаємо 30 см³ розчину соляної кислоти з масовою часткою – 15% у вимірювальний стакан. Поверхня електродів повинна повністю покритися розчином кислоти. Вмикаємо прилад Р-5035 натисненням кнопки "Вкл". Вмикаємо перший піддіапазон вимірювання натисненням кнопки "0,1". Виконуємо компенсацію опору розчину "К_р", для чого натискаємо кнопку "^" і, повертаючи ручку "R_р", добиваємося нульового положення стрілки індикатора. Проводимо компенсацію початкової ЕРС, корозійного датчика, для цього: натискаємо кнопку "+" або "–", натискаємо кнопку "компенсація Е_н", та за допомогою ручок "грубо" і "точно" добиваємося нульового розміщення стрілки індикатора. Проводимо вимірювання поляризаційного опору "R_п", для чого: повертаємо кнопку "компенсація Е_н" в початкове положення повторним натисканням кнопки; повертаючи ручку "К_п" добиваємося нульового положення стрілки індикатора. Натискаємо кнопку "компенсація "Е_н" і переконуємося, що стрілка індикатора знаходиться на нулі. проводимо відлік виміряного поляризаційного опору по рахуючому пристрою "R_п" з урахуванням множника діапазону "0,1".

6 Опрацювання результатів

За формулами 1 – 4 виконати розрахунки поляризаційного опору процесу корозії металу та швидкості корозії.

Зробити висновок про корозійну стійкість зразка металу.

7 Контрольні запитання

1. Які методи захисту металу від корозії вам відомі ?

2. Поясніть механізм катодного захисту металу від корозії з допомогою анодного протектору.

3. Якими параметрами характеризується робота анодних протекторів ?

4. У чому складається розрахунок багатоелектродної системи ?

8. Список рекомендованої літератури

1. Жук Н.П. Курс коррозии и защита металлов. - М.: Металлургия, 1968. - 408 с.

2. Улиг Г.Г.,. Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику. - Ленинград: Химия, 1989. - 454с.

3. Рачев Х и др. Справочник по коррозии / Пер. с болг. - М.: Мир, 1982. –

520 с.