ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОРРОЗИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОВ Измерение электродных потенциалов из "Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов " При проведении ускоренных испытаний, а также лабораторных исследований необходимо учитывать, что коррозионный процесс зависит от большого числа факторов, нередко не поддающихся точному учету. Материал образцов обычно бывает неоднородным и по своей реакционной способности они слишком отличаются друг от друга. Состояние защитных пленок также зависит от структуры металла и качества обработки поверхности, которую трудно в каждом отдельном случае воспроизвести. Часто не удается воспроизвести и условия, зависящие от коррозионной среды (конвекционные токи, изменения в концентрации электролита, температурные перепады в камерах по высоте и т. п.). Поэтому при испытаниях необходимо по возможности повышать точность эксперимента и увеличивать количество образцов, испытываемых параллельно. Для оценки точности эксперимента необходимо определять вероятную ошибку опыта. [c.117] Вопросы статистической обработки результатов коррозионных испытаний подробно разобраны в работах Г. В. Акимова, Миерса и Эванса [1, 23—25]. Мы рассмотрим лишь метод определения вероятной ошибки опыта и показателя точности. [c.117] Увеличение количества параллельных образцов резко уменьшает вероятную ошибку и показатель точности. Так, например, Акимов [1] показал, что лишь одним увеличением количества образцов вдвое (шесть вместо трех) вероятная ошибка s была снижена с 0,00328 до 0,00053, а показатель точности Р — с 2,5 до 0,4%. [c.118] Изд-во АН СССР, вып. 3, 1951, 39. [c.118] Большинство коррозионных процессов, протекающих в условиях эксплуатации -металлов в различных средах (морская вода, атмосфера, химические производства), носит электрохимический характер. Поэтому по различным электрохимическим характеристикам можно судить о коррозионной устойчивости металлов и сплавов [1]. В ряде случаев они могут заменить длительные испытания. [c.119] Электрохимические свойства металлов изучают в лабораторных условиях за сравнительно короткие промежутки времени, поэтому они могут быть отнесены к ускоренным методам определения коррозионной стойкости материалов в различных средах. [c.119] Общие положения. Несмотря на то что электродный потенциал не является абсолютным показателем устойчивости металла в данной среде, его установившееся значение и характер зависимости потенциала от времени могут дать ряд важных сведений о характере коррозионного процесса и поведении металла в естественных условиях. Метод измерения электродных потенциалов, кроме того, широко используется в более сложных электрохимических исследованиях, позволяющих получить данные о стойкости сплавов, покрытий. Поэтому любому исследователю, занимающемуся ускоренными испытаниями, знание этих методов необходимо. [c.119] Аппаратура для измерения потенциалов усложняется, если необходимо воспроизвести специальные условия, например произвести измерения в присутствии различных газов или в условиях, имитирующих коррозию в естественной атмосфере, когда на поверхности металлов вследствие перепада температур или при выпадении дождя образуются тонкие, видимые слои электролитов. [c.122] Электродные потенциалы измеряют не только на стационарных электродах, но и на вращающихся. В последнее время вращающиеся электроды применяют очень широко, так как они дают возможность изучать ряд теоретических вопросов, а также определить практически важные характеристики металлов (см. гл. II). [c.123] Для измерения потенциала на вращающемся электроде при наложении внешнего тока поляризации пользуются схемой, приведенной на рис. 68. На рисунке видно, что электрический контакт с исследуемым электродом осуществляется через скользящий контакт 3, стержень 4 из графитированной меди и втулку 5 из изоляционного материала, в которую вкладывается образец 6. В сосуд с электролитом 9 помещается электролитический ключ 2 каломельного электрода /. Для проведения поляризации пользуются вспомогательным электродом 8, расположенным в отдельном сосуде и соединенным с рабочим пространством П-образной трубкой 7, заполненной электролитом. Носик измерительного ключа подводится непосредственно к нижней — рабочей части вращающегося электрода. [c.124] Ф — потенциал металла, измеренный по отношению к электроду сравнения. Потенциал металла имеет положительный знак, когда он присоединен к положительному полюсу измеряющего прибора. [c.125] Потенциалы металлов обычно изучают в течение суток, проводя измерения сначала через 1, 3, 5, 10, 15, 30 мин, потом через 1, 2, 3, 4, 5, 6 ч и, наконец, через 24 ч. В некоторых случаях опыт длится 10 суток, тогда измерения производят один раз в сутки. [c.125] Интерпретация результатов измерений. Предположим, что в результате введения в сплав легирующего компонента или изменения состава электролита, или нанесения защитного средства потенциал металла в данной среде сдвинулся в положительную сторону (ф2 ф1). Как правило, большое смещение потенциала в положительную сторону указывает на то, что сильно уменьшилась скорость анодной реакции, и сплав запассиви-ровался на рис. 69 видно, что кривая анодной поляризации А переместилась в положение (р°Б. Можно заранее предсказать, что такая система в естественных условиях эксплуатации окажется более стойкой (ток коррозии уменьшится с 1 до 2). [c.125] Смещение потенциала в отрицательную сторону чаще всего обусловлено облегчением анодной реакции ионизации металла. На рис. 69, б видно, что смещение потенциала в отрицательную сторону явилось результатом смещения анодной поляризационной кривой из положения ф°Л в положение Ф° . Это должно насторожить исследователя, ибо может привести к увеличению коррозии (1 з 2). [c.126] Иногда потенциал может сместиться в отрицательную сторону благодаря уменьшению скорости катодной реакции, например лри удалении окислителя из электролита. В этом случае скорость коррозии, как это видно из рис. 69, б, должна уменьшаться из-за смещения катодной поляризационной кривой из положения ф°Л в положение ф°Б ( 2 11). Отличить эти случаи можно постановкой кратковременных коррозионных опытов с целью определения величины коррозии. [c.126] По величине измеряемого электродного потенциала можно судить и о характере коррозионного процесса и установить, таким образом, какая из электрохимических реакций определяет скорость коррозии. Это очень важно при выборе (обязательно с учетом контролирующего фактора) ускоренного метода коррозионных испытаний. [c.126] Метод изучения электродных потенциалов очень полезен для быстрой оценки способности сплавов восстанавливать пассивное состояние при его нарушении. Для этой цели измеряют потенциалы металлов при зачистке их поверхности с целью удаления окисных слоев под раствором. Этот способ измерения был разработан Г. Б. Кларк и Г. В. Акимовым [9]. [c.127] Легкопассивирующиеся металлы быстро приобретают первоначальное значение потенциала после прекраш,ения зачистки, а труднопассивирующиеся металлы — медленно. Закономерности изменения потенциала во времени при зачистке, а также величина сдвига потенциала могут в некотором отношении характеризовать поведение металла в той или иной среде и, таким образом, позволяют избежать длительных испытаний. [c.127] Другим удачным примером использования метода измерения потенциалов может служить работа Хора и Хайнера [10]. Авторы по кривым изменения потенциала во времени судили о развитии процесса коррозионного растрескивания нержавеющих сталей. Для напряженных и ненапряженных образцов закономерности изменения потенциала различны, а начало появления трещины четко фиксируется по появлению характерного пика на кривой 1 (рис. 70). [c.127] Вернуться к основной статье