Способ определения скорости коррозии магнитных металлов Советский патент 1983 года по МПК G01N17/00 

(.54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ « КОРРОЗИИ МАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение отнасится к испытательной технике, а именно к способам определения скорости коррозии магнитных металлов. Известен способ определения скорости коррозии, заключакадийся в том, что образец подвергают воздействию коррозионной среды, а о скорости коррозии судят по величине площади, занятой коррозионными поражениями, которую определяют визуально, и выражают результаты наблюдений по восьмибалльной системе - шкале Недостатками известного способа яйляются субъективность оценки и невозможность определить скорость коррозии металла под защитным покрытием Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ опре деления скорости коррозии магнитных металлов 2 , заключающийся в том, что образец металла взвешивают, подвергают воздействию чхгрессивной среды удаляют продукты коррозии,вновь взве шивают i определяют уменьшение масся металла, по которому судят о скорости К коррозии по формуле Х) - Д m/d С, где дт - уменьшение массы образца; (f - площадь поверхности образца; Т - время испытаний. Недостатком известного способа . являются его ограниченные технологические возможности в связи с трудностью удаления продуктов коррозии, имеющих хорошую адгезию к основному металлу, необходимостью удаления защитных покрытий в случае испытания образцов с покрытием и невозможностью определения кинетики процесса на одном образце. . Целью изобретения является расядирение технологических возможноСтей способа путем определения коррозии на образцах с трудно удаляемамя покрытиями и продуктами коррозии и определения кинетики процесса на одном образце. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения скорости коррозии магнитных метгшлов, заключающемуся в том, что образец металла взвешивают, подвергают воздействию агрессивной среды, вновь взвешивают и определяют уменьшение массы металла, по которому судят о скорости коррозии, образец до и после воздействия агрессивной среды дополнительно взвешивают в неоднородном магнитном поле с вертикально расположенным вектором градиента напряженности, а уменьшение массы металла определяют по формуле

kAF,

дт

де k - коэффициент, зависящий от характеристики магнитного поля, материала и формы образца;

UF уменьшение силы смещения в результате уменьшения массы металла из-за воздействия агрессивной среды, которое определяется по формуле Р , ( - вес образца соответственно до и после воздействия агрессивной среды; J, J.- вес образца до и после воздействия агрессивной среды при дополнительном взвешивании образца и неоднородном магнитном поле. Кроме того, используют неоднородное магнитное поЛё с постоянным про изведением напряженности и градиент напряженности. Способ основан на том, что сила смещения, действующая на образец с п6к1)ытием, определяется лишь массой магнитного металла, так как взаимодействием немагнитного покрытия с создаваелым при взвешивании полем можно пренебречь. Поэтому дополнительное взвешивание исследуемого образца в неоднородном магнитном поле позволяет определить массу металла, а следовательно, и ее уменьшение в процессе коррозии без удаления защит ного покрытия и продуктов коррозии. Известно, что если в неоднородное магнитное поле поместить постоянный магнит таким образом, что его ось и направление поля совпадают, крутящий момент, действующий на него, равен нулю. В этом случае магнит испытывает только смещающую силу Г, так как силы, действующие на полюсы, находящиеся в точках с неодинаковой напряженностью поля, будут различать ся по величине и направлению. Если М - момент постоянного магнита, то сила F-смещения, действующая на магнит, равна F - MdH/dx, где dH/dx - градиент напряженности магнитного поля. В данном случае магнитный момент испытуемого образца из магнитного металла-Ферромагнетика индуцируется самим полем, поэтому и на образец действует сила . F :,, dH/dx,

гдеде-.т, р - соответственно, магнитная восприимчивость, масса и плотность магнитного металла;Н -i истинная напряженность

магнитного поля.

Если вектор градиента напряженности магнитного поля расположен вертикально, то сила, действующая на образец, направлена также вертикально и может быть найдена по разнице результатов взвешивания образца в поле и вне его.

Последнюю формулу пожно .переписать в виде ЗСЛ dH/dx Большой интерес представляют в первую очередь исследования коррозионной стойкости сплавов на основе железа, никеля и кобальта, широко используемых в промышленности. Однако отсутствие данных по магнитной восприимчивости указанныхматериалов, а также сложность определения истинной напряженности магнитного поля ограничивают возможность использования последней формулы для определения массы металла. Поэтому в предлегаемом способе предусматривается определение коэффициента k по экспериментальным данным. Тогда уменьшение массы металлического образца, снабженного защитным покрытием происходящее в результате коррозионного воздействия агрессивной среды, может быть найдено по данным измерения силы смещения до и после воздействия с помощью соотношения k Am/uF. Коэффициент k определяют с помощью калибровочной зависимости массы металлического образца без покрытия от силы его взаимодействия с неоднородным магнитным полем. Для этого берут два или более одинаковых по форме (например, выполненные в виде цилиндра или плоской пластины), но отличающихся по массе образца исследуемого металла, поочередно взвешивают их сначала в неоднородном магнитном поле, с вертикально расположенным вектором градиента напряженности, затем вне поля, по разнице результатов взвешивания находят соответствующую силу, строят калибровочный график и по тангенсу угла его наклона находят коэффициент k. Так как напряженность магнитного поля неодинакова вдоль продольной оси образца, сила смещения зависит от форма последнего (неизменности поперечного сечения образца по длине) и положения во внешнем поле. Использование магнитного поля с постоянным произведением ot HdH/dx позволяет избежать трудностей, свя- занных с точностью изготовления образца и фиксированием его в определенном участке поля при взвешивании. Для создания поля с oL const может быть использовано, например, устройст во, представляющее собой два электромагнита с профильными полюсными наконечниками . Способ осуществляется следующим образом. Берут два образца исследуемогчэ материала-металла без покрытия одинаковой формы и различной массы, ука занным выше методом определяют коэффициент k, затем образец исследуемог металла с немагнитным покрытием или без него взвешивают в неоднородном магнитном поле и вне его, подвёргают воздействию агрессивной среды, вновь взвешивают в неоднородном магнитном поле и вне его и по убыли мас сы металла с помощью приведенной выше формулы, а также формулы для опрв деления средней скорости коррозии V k(P4 - Ро + Jo- Jo) - К„ -, где V- время воздействия агрессивно среды,о скорости коррозии испытуемого металла с покрытием или без него. Предлагаемый способ позволяет осу ществить качественный контроль корро зионной стойкости магнитного металла под немагнитным покрытием без удаления последнего, причем кинетическую зависимость процесса пожно получить на одном образце. Формула изобретения 1. Способ определения скорости коррозии магнитных металлов, заключа ющийся в том, что образец металла взвешивают, подвергают воздействию агрессивной среды, вновь взвешивают определяют уменьшение массы металла, о которому судят о скорости коррозии, тличающийся тем, что, целью расширения технологических возможностей способа путем определения скорости коррозии на образцах с трудноудаляемыьш покрытиями и продуктами коррозии и определения кинетики проесса на одном образце, последний до и после воздействия агрессивной cpejrj ополнительно взвешивают в нерднород ном магнитном поле с вертикально расположенным вектором градиента напряенности, а уменьшение массы металла определяют по формуле где k коэффициент, зависящий от характеристики магнитного поля, материала и формы образца;уменьшение силы смещения в результате уменьшения массы металла из-за воздействия, агрессивной срелы, которое определяют по формуле F - р - РО + Jo - , вес образца соответственно до и после воздействия агрессивной среды; J . J « вес образца соответственно до и после воздействия агрессивг ной среды при дополнительном взвешивании образца в неоднородном магнитном поле. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют неоднородное магнитное поле с постоянным произведением напряженности и градиента напряженности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лакокрасочные покрытия в машиностроении. Справочник под ред. И.М. гольдберга. М., Машиностроение, 1974, с. 506-510. I 2.Жук Н.П. Курс коррозии и згициты металлов. М., Металлургия, 1968, с. 361-377 {прототип).