30

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт»

Химико-технологический факультет

Кафедра технологии электрохимических производств

Курсовая работа

По дисциплине : «Методы исследования электрохимических систем и процессов - 2 »

Выполнила:

ст. 5 курса, ХТФ гр. ХЭ-31м

Фетисова И.С.

Проверила:

к. т. н., ст. н. с.

Белоусова Н.А.

Київ 2014

Стандартизованные методики определения межкристаллитной и питтинговой коррозии

Для испытания материалов на локальные виды коррозии существует две основные группы методов исследования

Физические методы исследования поверхности металла:

• оптическая микроскопия

• растровая электронная микроскопия

• рентгеноспектральный микроанализ

• Оже-электронная спектроскопия

  

• рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и др.

Химический метод испытаний на стойкость к питтинговой коррозии

Метод заключается в выдерживании образцов в растворе, что содержит ионы активаторы ( в данном случае FeCl₃·6H₂O) с последующим определением потери массы образцов

Метод используется для сравнительных оценок питтингостойкости

1. материалов выпускаемых и вновь разрабатываемых марок

2. материала различных плавок

3. материала, изготовленного различными методами

4. образцов из одного и того же материала, подвергнутых различными видами термической, механической, термомеханической обработки, сварки, обработки поверхности

5. образцов, вырезаемых из различных участков изделия (конструкции)

Основным показателем питтингостойкости является условная скорость питтинговой коррозии определяемая гравиметрическим методом и рассчитываемая по формуле:

где V_ПК — скорость питтинговой коррозии в г/(м2·ч),

∆m — суммарная потеря массы металла, г,

S — суммарная площадь поверхности параллельно испытываемых образцов, см²,

t – продолжительность испытаний, ч.

Количество и глубина образовавшихся на поверхности металла питтингов являются дополнительными показателями, определяемыми при помощи оптической микроскопии.

Метод цветных индикаторов

Сущность метода заключается в накладывании на поверхность металла пористого гигроскопичного материала (часто — фильтровальной бумаги), пропитанного испытательным водным раствором, содержащим анионыактиваторы и окислители Кз[Fe(СN)_б] и K4[Fe(CN)₆] в различных соотношениях, и выдерживания его на поверхности металла в течение некоторого определенного времени. По истечении указанного срока с поверхности металла аккуратно удаляют указанный материал и подсчитывают на нем количество синих пятен, возникших в местах образования питтингов по реакции иона Fe²⁺, образующегося в очагах локальной коррозии, с Кз[Fe(СN)_б] и K4[Fe(CN)₆]. Количество синих пятен и является критерием склонности испытуемого материала к питтинговой коррозии.

Электрохимический метод испытаний на стойкость к питтинговой коррозии

Метод заключается в измерении потенциала свободной коррозии и проведении гальваностатической и/или потенциодинамической поляризации образцов.

Этот метод рекомендован для определения питтингостойкости нержавеющих сталей, легко пассивирующихся в нейтральных водных средах.

Согласно стандарту оба типа испытаний проводят либо в условиях, моделирующих реальные условия эксплуатации металла, либо при следующих условиях: естественная аэрация, один из двух составов:

№1 — 0,5 моль/л NaCl, 25 °С, ε~4,3*10^-2 1/(Ом*см)

(упрощенная модель морской воды);

№2 — 0,3 г/л Na2SO4 + 0,4г/л NaCl, 50 °С, ε~8*10^-4 1/(Ом*см)

(упрощенная модель загрязненной хлоридом оборотной воды).

Удельная электропроводность растворов ε приведена для 20 °С.

Еcor – потенциал свободной коррозии;

Ерс – минимальный гальваностанический потенциал питтинговой коррозии , устанавливающийся во времени при анодной поляризации образца эмпирически подобранной наименьшей плотностью тока (jm), при которой образуются стабильные питтинги;

Еb – потенциал питтингообразования. Определяемый из анодной анодной потенциодинамической кривой прямого хода при определениях, эмпирически подобранных анодных плотности тока и скорости развертки потенциала;

Егр – потенциал репассивации стабильных питтингов, определяемый из анодной потенциодинамической поляризационной кривой обратного хода при тех же значениях jm и dE/dt. При определении Егр обеспечивается приблизительное постоянство максимальной плотности тока jmax, достигаемой в процессе анодной поляризации, что обеспечивается переключением направления развертки потенциала при определенной, заранее подобранной плотности тока jch.

Наиболее важным из указанных потенциалов является Еb, объективно отражающий физико-химическое состояние металла и не зависящий от исходного состояния поверхности.

• После погружения образца в раствор регистрируют потенциал не менее 1ч, принимая за Еcor потенциал в конце выдержки

• Включают анодную поляризацию плотностью тока jmin=-0,3A/м2 и измеряют потенциал в течение 0,5 ч. За величину Ерс принимают средний потенциал в интервале 25-30мин при условии, что амплитуда колебаний потенциала не превышает ±30мВ

• после определения потенциала коррозии задают при помощи потенциостата стабилизировавшийся потенциал со скоростью , выбранной в интервале 0,5-1,5 В/ч в анодном направлении. Затем изменяют направление развертки на обратное, продолжая поляризацию, пока плотность тока не уменьшится до 0,02-0,03 А/м2.

• По построенным в координатах E-lgj поляризационным кривым прямого и обратного хода при плотности тока jm определяют соответственно потенциал питтингообразования и – репассивации стабильных питтингов.

Обработка результатов

Химические методы определения стойкости против межкристаллической коррозии

Подготовка образцов

• Вырезка заготовок для образцов

• Изготовление образцов из заготовок

• Изготовление образцов из сварных стыков

• Выбор размеров и количества образцов

• Предварительный нагрев

• Химическая, электрохимическая и механическая подготовка образцов