18
Vкор
Fe2+
Fe(OH)2 mFe(OH)3 kH2O
HFeO2-
Fe(OH)
Fe(OH)23
3 6 9 12 РН Рисунок 2.3. Зависимость скорости коррозии железа от рН среды
Если раствор Na2S04 подщелочить еще в большей степени, до рН >13, то в та-
ком растворе железо может корродировать с образованиемFe02-, т.е. вновь по-
лучаются растворимые продукты коррозии, при этом повышается скорость об-
щей коррозии и увеличивается вероятность локальных форм коррозии, в частно-
сти коррозионного растрескивания.
Зависимость скорости коррозии железа от рН коррозионной среды представ-
лена на рис. 2.3.
2.2.Ход выполнения работы
Вданной лабораторной работе студентам предлагается проанализировать кор-
розионную ситуацию в четырех различных средах, примером могут служить сле-
дующие четыре вида коррозионных сред:
1) подкисленный раствор NaCI или Na2SO4 с рН 1÷2,5, моделирующий корро-
зию железа в кислых грунтах, в кислых сточных водах и т.д.
2) водопроводная вода с рН 5÷8, моделирующая коррозию железа под водой, в
атмосфере и нейтральном грунте.
19
3) раствор Са(ОН)2 с рН 12, моделирующий коррозию железа в свежеприготов-
ленном влажном бетоне.
4) раствор Са(ОН)2 + NaCI с рН 12, моделирующий коррозию железа во влаж-
ном бетоне при контакте его со средами, содержащими NaCI.
Так как коррозия достаточно длительный по времени процесс, наблюдения за ним предлагается делать как на образцах, помещенных в коррозионные среды не-
посредственно на занятии (текущие наблюдения), так и на образцах, помещенных в данные среды заранее (длительные испытания).
Прежде всего студент подготавливает необходимое количество образцов для испытаний. Подготовка включает в себя следующие операции: зачистку образцов для удаления всех дефектов и продуктов коррозии, обезжиривание их содой, про-
мывку водой, травление серной кислотой и окончательную промывку. Далее ра-
бота проводится в следующем порядке:
-загрузить образцы в стаканы с исследуемыми коррозионными средами на 2- 3 часа;
-провести наблюдения за процессом коррозии в период испытаний, отметить появление газовых пузырьков на поверхности образцов, появление на них про-
дуктов коррозии, изменение вида коррозионной среды;
-измерить стационарный потенциал коррозии в этих средах относительно хлорсеребряного электрода сравнения со значением потенциала 0,2 В;
-пересчитать значение полученного потенциала коррозии на стандартную шкалу, шкалу нормального водородного электрода (н.в.э.) ( рис.2.4);
|
|
|
Ехх.с.э |
|
|
|
|
0 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
–Е |
Ех |
Ен.в.э |
Ех.с.э +Е,В |
||
|
|
Ехн.в.э |
|
|
|
Рис.2.4. Пересчет потенциала на шкалу нормального водородного электрода
20
- описать состояние контрольных образцов, подвергавшихся коррозии в ис-
следуемых коррозионных средах длительное время, отметить также изменение вида коррозионных сред.
Все экспериментальные данные и наблюдения за ходом процесса коррозии за-
носятся в табл. 2.1.
На основании наблюдений, отраженных в табл. 2.1, а также с помощью диа-
граммы Пурбе для железа (рис.2.2) и графика зависимости скорости коррозии же-
леза от рН (рис. 2.3) проводится анализ коррозионной ситуации.
Таблица 2.1
Результаты коррозионных испытаний
Корро- |
ЕКОР |
Текущие наблю- |
Результаты длительных испыта- |
||
зионная |
|
|
дения |
|
ний |
|
|
|
|||
среда и ее |
Х.С.Э. |
Н.В.Э. |
|
|
|
|
Продукты кор- |
Изменение вида |
|||
рН |
|
|
|
розии |
корроз. среды |
|
|
|
|
||
Для анализа коррозионной ситуации необходимо определить:
1) вид окислителей, участвующих в процессе коррозии (на основании наблю-
дений за ходом коррозии и теоретических предпосылок);
2)предполагаемые продукты коррозии(с помощью диаграммы Пурбе при известных Екор и рН среды);
3)упорядоченность продуктов коррозии (на основании длительных испыта-
ний).
Результаты анализа коррозионной ситуации заносятся в табл. 2.2.
|
|
Анализ коррозионной ситуации |
Таблица 2.2 |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Коррозионная |
Окислите- |
Предполагаемые продукты кор- |
Опасность корро- |
||
среда и ее рН |
ли |
|
розии и их упорядоченность |
зии |
|
На основании |
данных табл. 2.2 делается вывод об |
опасности коррозии в |
|||
данных средах и необходимости защиты в них металла.