Способ определения коррозионной характеристики Советский патент 1993 года по МПК G01N17/00 

: Изобретение касается области исследо- BC ния коррозионных процессов и определения скорости коррозии, в частности путем измерения поляризационного сопротивления металла.

| Целью изобретения является упроще- Hijie и повышение достоверности определения коррозионной характеристики системы, что необходимо для оптимального выбора средств защиты от коррозии.

Сущность способа определения коррозионной характеристики системы основе на на том, что в исследуемой среде размещают образец из испытуемого металла и вспомогательный электрод, осуще- ст;вляют последовательно анодную и катодную поляризацию, определяют электрохимические характеристики системы после каждой поляризации сравнивают их между собой и по их соотношению судят о характере торможения коррозионного процесса системы. В качестве электрохимической характеристики используют удельное поляризационное сопротивление, а испытуемый образец выполняют не менее, чем в 10 раз больше вспомогательного. Меньшее (менее чем в 10 раз) различие площадей электродов не обеспечивает четкой инден- тификации катодного или анодного контроля коррозионного процесса, большая разница в площадях электродов практически не влияет на результаты измерений.

При использовании асимметричного двухэлектродного датчика при катодной поXI

ЧЭ

ел

СА (Я

4

ляризации большего по площади электрода суммарное поляризационное сопротивление Rn Rn.K. + Rn.a. Rn.a. так как величина поляризационного сопротивления обратно пропорциональна площади электрода. В этом уравнении Rn.K. и Rn.a. - соответственно катодное и анодное поляризационные сопротивления. По этой же причине при анодной поляризации большего по площади электрода Rn.K. + Rn.a. RH.K. Таким обра- зом, оценка влияния среды на протекание катодного и анодного процессов может быть проведена дифференциально, только лишь по поляризуемости меньшего по площади электрода. Его поляризационное сопротивление равно суммарному сопротивлению датчика.

Сравнивая величины суммарных поляризационных сопротивлений электродов датчиков при различных их полярностях, можно судить о контролируемой стадии (ка- тодной или анодной) коррозионного процесса. В том случае, если меньший по площади электрод поляризуется анодно и получаемое при этом суммарное поляризационное сопротивление существенно боль- ше, чем при катодной поляризации этого электрода, можно говорить об анодном контроле. В противном случае контролирующей стадией является катодная, При от

сутствии резкого различия в суммарной

величине поляризационных сопротивлений при изменениях полярности электродов атчика можно говорить о смешанном хаактере контроля коррозионного процесса. Вполне понятно, что величины омического 35 опротивления цепи и приборов и создаваемая на электродах разность потенциалов постоянны и известны.

Форма асимметрического датчика, материал электродов, их размер определяется ха- 40 рактером среды, задачами исследования и производственного контроля, В производственных условиях конструкцию асимметричного датчика можно упростить, так как внешним, большим по площади электродом 45 может служить внутренняя поверхность аппарата или конструкции, в которую целесообразно вмонтировать лишь один электрод с известной, заведомо меньшей площадью,

- 50

электрически изолированный от конструк ции. Этот электрод, внутренняя поверхность аппарата или конструкции и контактирующая с ними среда в совокупности представляют собой асимметричный датчик. Оба электрода

-

.

датчика изготовляют из одного и того же ме талла, коррозионную стойкость которого в данном электролите необходимо измерить.

Пример. Для определения коррозионной характеристики системы (анодной

.

51О

20 2530

35 4045

50

55

или катодной) углеродистой стали 20 в растворах силиката натрия с рН 8,3; 9,1; 9,5; применялся способ коррозии по величине удельного поляризационного сопротивления использованием двухэлектродного асимметричного датчика с электродами из стали 20.

Площадь электродов датчика составляла 1 и 10 см , то есть различалась в 10 раз. Поляризационное сопротивление измерялось через 1, 10, 60, суток после начала контакта электродов с растворами. Измерялась величина удельного поляризационного сопротивления при анодной и катодной поляризации рабочего электрода. Контрольные эксперименты проводились с растворами гидроксида натрия при тех же значениях рН.

Как известно, гидроокид натрия относится к ингибиторам анодного действия, то есть торможение коррозионного процесса в растворах гидроксида натрия носит анодный характер. Аналогичные эксперименты проводились с использованием двухэлект- родных датчиков с разными по площади электродами (прототип). Данные экспериментов представлены в таблице.

Как следует из приведенного примера, различие площадей электродов в 10 и более раз (площадь рабочего электрода в 10 и более раз превышает площадь вспомогательного) дает четкую картину характера торможения коррозионного процесса. Так, например, в первые сутки контакта стали - растворами силиката натрия и гидроксида натрия при всех значениях рН наблюдается преимущественно анодное торможение коррозионного процесса, о чем свидетельствует значительно большая (в 3 - 4 раза) анодная составляющая величины удельного поляризационного сопротивления. При более продолжительном воздействии на сталь растворов силиката натрия (10 суток) наблюдается смешанный характер коррозионного контроля; при этом анодные и катодные составляющие величины удельного поляризационного сопротивления приблизительно равны. После 60 суток контакта стали с растворами силиката натрия коррозионный контроль становится катодным - катодная составляющая величины удельного поляризационного сопротивления значительно больше анодной. В растворах гидроксида натрия, как и следовало ожидать, во-всех случаях наблюдается анодный контроль и анодная составляющая величины удельного поляризационного сопротивления существенно больше катодной. При равных площадях электродов анодные и катодные составляющие величины удельного поляризационного сопротивления, естественно, равны, поэтому вывод о характере торможения коррозионного процесса не может быть сделан, Также затруднительно определение характера торможения в том случае, если площадь поверхности электродов датчика различается менее чем в 10 раз (в условиях примера - в 5 раз). Это приводит к тому, что анодные и катодные составляющие величину удельного поляризационного сопротив0

ления различаются незначительно и результаты измерений могут быть интерпретированы неоднозначно.

Если же, в соответствии с прототипом, полярность электродов вообще не меняется (а значит и соотношение площадей электродов остается постоянным), принципиально невозможно определить коррозионную характеристику системы - в зависимости от характера внешней поляризации.

Изобретение касается исследования коррозионных процессов и определения скорости коррозии, в частности, путем изме- поляризационного сопротивления металла. Целью изобретения является упрощение и повышение достоверности определения коррозионной характеристики системы, что необходимо для оптимального выбора средств защиты от коррозии. В исследуемой среде размещают образец из испытуемого металла и вспомогательный электрод, осуществляют последовательно анодную и катодную поляризацию, определяют электрохимические характеристики системы, после каждой поляризации сравнивают их между собой и по их соотношению судят о характере торможения коррозионного процесса системы. В качестве электрохимической характеристики используют удельное поляризационное сопротивление, а испытуемый образец выполняют не менее, чем в 10 раз больше вспомогательного. 1 табл. Ё

Формула изобретения Способ определения коррозионной характеристики системы, по которому в исследуемой среде размещают образец из испытуемого металла и вспомогательный электрод, осуществляют последовательно айюдную и катодную поляризации, определяют электрохимические характеристики системы после каждой поляризации, сравнивают

их между собой и по их соотношению судят о характере торможения коррозионного процесса системы, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения достоверности определения, в качестве электрохимической характеристики используют удельное поляризационное сопротивление, а испытуемый образец выполняют не менее чем в 10 раз больше вспомогательного.

Таблица

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы