Способ определения оптимальной концентрации ингибитора Советский патент 1988 года по МПК G01N27/46 

Изобретение относится к технике ингибиторной защиты конструкционных материалов от коррозионно-механического разрушения и может быть исполь- эовано при разработке новых ингибиторов для оценки эффективности защиты и определения оптимальной их концентрации.

Цель, изобретения - применение спо- . ;оба для материалов с прямолинейными Н рещинами.

Способ включает испытание образцов с идентичной исходной трещиной, Подлежащей защите, на статическую или циклическую коррозионную трещино- стойкость в средах без ингибитора и с исследуемым ингибитором минимальной концентрации {например, 0,01 моль/л при одинаковых начальных значениях коэффициента интенсивности напряже- . НИИ выбираемого из условия отсутствия роста трещины в течение базы ис- :Пытаний, одинаковой для всех экспериментов и устанавливаемой из уело- ВИЯ стабильности электрохимических характеристик (изменение рН не более 0,1 и электродного потенциала , не более 10 мВ за 10 ч) с одновременным измерением значений рН и электродно- го потенциала v на поверхности образца и в вершине трещины, на основании- которых определяют разности потенциалов в вершине трещины относительно потенциала поверхности и потенциала термодинамической устойчивости воды и по их средним положительным значе- киям за время испытаний, полученным в средах без. ингибитора и с (п-1) числом концентра1 1и ингибитора, су- дят об эффективности- ингибиторной защиты при данной его конц ентрации, затем повышают концентрацию исследуемого ингибитора и проводят аналогичные испытания до тех пор, пока опре- деляемые изменения средних положительных значений этих разностей потенциалов с дальнейшим ростом концентрации ингибитора.на 0,01 моль/л не будут превьшать 10 мВ одновр еменн по обоим параметрам, а концентрация, которая соответствует этому условию, считается оптимальной для трещины.

На фиг,1 приведены экспериментальные данные изменения значений рН, в вершине стационарной трещины(сплошные линии) и на поверхности рН образца (пунктирные линии) при испытаниях на статическую коррозионную

. 0 5 0 Q ,

5

0

5

трещиностойкость образцов из стали Ф340Х в дистиллированной воде С различной концентрацией нитрита натрия в течение базы Г; 1 - С О моль/л; 2 -С 0,04 мрль/л; 3 -С 0,10 моль/л; 4 - С 0,15 моль/л (4 образца),

На (|)иг.2 приведены экспериментальные данные изменения значений электродного потенциала У, в вершине стационарной трещины (сплошные линии) и на поверхности образца У (пунктирные линии) при испытаниях на статическую коррозионную трещиностойкость образцов из стали 40Х в дистиллированной воде с различйой концентрацией нитрита натрия С в течение базы р : 5 - С О моль/л; 6 - С 0,04 моль/л; 7 С 0,10 моль/л, 8 - С 0,15 моль/л.

На фиг.З приведены значения разности потенциалов л в -вершине стационарной трещины относительно потенциала поверхности d УО Ч ц- Ч д в зависимости от времени Т при испытаниях на статическую коррозионную трещиностойкость образцов из стали 40Х в дистиллированной воде с различной концентрацией нитрита натрия С : 9 -С О моль/л; 10 -С 0,04 моль/л; 11 -С 0,10 моль/л; 12 -С 0,15 моль/л.

На фиг.4 приведены значения раз- ности д fg потенциалов в вершине стационарной трещины относительно потенциала Y термодинамической устойчивости воды л fg - Vg ( fIt -14 -59,1 pHg) в зависимости от времени Г при испытаниях на статическую коррозионную трещиностойкость образцов из стали 40Х в дистиллированной воде С различной концентрацией нитрита натрия С : 13 - С О моль/л; 14 .- С - 0,04 моль/л; 15 - С 0,10 моль/л; 16 - С 0,15 моль/л, .

На фиг.2 приведены средние значения Д / а(, и и . для стационарной трешины в зависимости от концентрации нитрида натрия С: 17 ; 18 - л V.

Оптимальную концентра1щю ингибитора устанавливают на основании зависимостей изменения величин 4 iPoc от его концентрации С (фиг.5), При этом оптимальной считают такую минимальную концентрацию ингибитора, выше которой изменение величин 4 . ийfg lic увеличением концентрации на О,.01 моль/л не превышает 10 мБо В случае определения различных значеНИИ оптимальных концентраций по а га и U fg,. за рекомендуемую принимают ее большее значение. В рассмотренном примере оптимальной для защиты стали 40Х в дистиллированной воде при наличии стационарной трегцины длиной 5 мм является концентрация нитрита натрия 0,10 моль/л (фиг.5).

Аналогичные кривые получают при испытании образцов циклической наг- рузкой.

Подобным образом были определены . оптимальные концентрации бихромата калия при защите сталей 40Х и 20X13 в дистиллированной воде, которые соответственно составляют для стационарной трещины длиной 5 мм 0,04 и 0,02 моль/л, а для развивающейся трещины длиной 3,5 мм 0,20 и 0,04 моль/л.

Изобретение позволяет применять способ для изделий с прямолинейными трещинами, а также проводить количественную оценку эффективности йнгиби- торной защиты от коррозионно-механи- ческого разрушения, что способству- ет разработке и выбору ингибитора для защиты изделий при их эксплуатации, в коррозионной, среде.

14

1420503

0

5

0

5

0

Формула изобретения

Способ определения оптимальной концентрации ингибитора при заищте материалов от коррозионно-механичес- кого разрушения, включающий нагруже- ние образца материала и измерение рН среды и электродного потенциала на поверхности образца в среде без ингибитора и при различных концентрациях ингибитора, отличающий- с я тем, что, с целью применения способа для материалов с прямолинейными трещинами, дополнительно испытывают образец с идентичной исходной трещиной в среде без ингибитора при параметрах нагружения базы, выбираемых из условия отсутствия роста трещины в течение испытаний одинаковой для всех эксперимен гов к устанавливаемой из условия стабильности электрохимических характер истик, с дополнительным измерением рН и электродного потенциала в вершине трещины, определяют величину смещелия разности электродных потенциалов и потенциалы термодинамической устойчивости воды об-, разцов, при этом оптимапьная концентрация ингибитора соответствует изменению -средних положительных значений этих разностей .на величину, не правы- шающую +10 мВ при увеличении концентрации ингибитора на 0,01 моль/л.

Изобретение относится к области |янгибиторной защиты конструкций и изделий от корро зионно-механнческого разрушения при их эксплуатации в кор- | 6зионной среде и может быть испо ль- 9овано для оценки эффективности ин- гибиторной защиты, при разработке и. §ыборе ингибиторов, определении их оптимальной концентрации. Целью изоб ретения является применение способа определения оптимальной концентрации ингибитора для защиты изделий от кор- розионно-механического разрушения при наличии в них прямолинейных -кор- розионно-усталостных трещин. Поставленная цель реализуется путем проведения испытаний образцов с идентичной длиной прямолинейной трещины, подле- жащей защите, на статическую и циклическую коррозионную трещр ностой- кость в средах без ингибитора и с ингибитором различной концентрации и измерения- при этом значений водородного показателя среды и электродного потенциала металла :на поверхности и в вершине коррозионно-уста- лостной трещины. Оптимальная ко|1цент- рация ингибитора соответствует йзме- нению разности электродных потенциалов и потенциала термодинамической . устойчивости на зеличину, не превышающую ±10 мВ, при увеличений концентрации ингибитора на 0,01 модь/л. 5 ил.

-т

-600

-900

IЛ

фиг. 5