28

-все возможные проливы на рабочий стол тщательно вытираются и при необхо-

димости нейтрализуются содой;

-перед взвешиванием образцы сушатся фильтровальной бумагой и протираются этиловым спиртом.

Лабораторная работа 4

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ В КОНТАКТЕ И ПРОТЕКТОРНАЯ ЗАЩИТА

Цель работы: ознакомиться с контактной коррозией металлов, влиянием на нее различных факторов и применением в практике защиты.

4.1. Теоретические предпосылки

Контактная коррозия является довольно распространенным видом коррозии. О

ней нужно помнить всегда, когда корродирующий объект имеет в своем составе по крайней мере два различных по природе металла.

Возьмем два куска из различных металловMe1 и Ме2, причем Me1 относится к более отрицательным и, следовательно, более активным в коррозионном отноше-

нии металлом, а Ме2 - к более положительным металлам. При коррозии Me1 без контакта с Me2 на всей поверхности Me1 устанавливается стационарный потенци-

ал коррозии Е1ст (рис. 4.1), при этом на Me1 наблюдается общая коррозия с опре-

деленной скоростью V1. На Ме2, работающем без контакта с Me1, устанавливается стационарный потенциал коррозии Е2ст, и он также подвергается общей коррозии со скоростью V2.

Если эти два куска металлов привести в контакт в коррозионной среде с высо-

кой электропроводностью (R→0), то на поверхности Me1 и Ме2 установится еди-

ный стационарный потенциал коррозии Е , лежащий между потенциалами Е1 и

ст ст

Е2ст , т.е. при контакте двух металлов потенциал коррозии более отрицательного металла сдвигается в положительную сторону и скорость его коррозии увеличи-

вается. Потенциал более положительного металла смещается в отрицательном на-

правлении, при этом скорость его коррозии уменьшается либо он совсем переста-

ет корродировать, т.е. положительный металл как бы защищается отрицательным.

В условиях ограниченной электропроводности коррозионной среды, что

обычно характерно для реальных условий, распределение потенциала по поверх-

ности металла подчиняется более сложной зависимости(кривые 1 и 2: кривая 2

приведена для коррозионной среды с меньшей электропроводностью, кривая 1 -

для среды с большей электропроводностью). Согласно рис. 4.1, при распределе-

нии потенциала на поверхности Me1 и Me2 по кривой 1 контактная коррозия про-

явится на участках, прилегающих к точкам контакта. Причем коррозия отрица-

тельного металла Me1 на участкеL2 будет усиливаться и достигнет максимума вблизи точки контакта. Me2 на участке L3 будет полностью защищен от коррозии,

в связи с чем расстояниеL3 называют радиусом полной протекторнойзащиты.

30

На участке L4 металл Ме2 защищается металлом Me1, но не полностью, а на уча-

стке L5 металл Ме2 корродирует так же, как он корродировал бы без контакта.

Таким образом, при коррозии двух металлов(или нескольких) в контакте коррозионный процесс полностью или частично локализуется на более отрица-

тельном металле. Локализация коррозии на отдельных участках корродирующего объекта приводит к быстрому выходу его из строя. В этой связи необходимо знать, какие контакты допустимы и как уменьшить опасность контактной корро-

зии при необходимости использовать металлы с очень разными потенциалами.

Ответ на эти вопросы дает ГОСТ9.005-72 ЕСЗКС "Допустимые и недопустимые контакты металлов". Согласно ГОСТ, все конструкционные металлы делятся на

16 групп при атмосферной коррозии и на11 групп при подводной коррозии.

ГОСТ 9.005-72 отмечает, контакт между какими группами металлов является не-

допустимым, ограниченно допустимым и допустимым в этих коррозионных сре-

дах. При необходимости использовать в конструкциях недопустимый контакт нужно предусмотреть методы защиты от контактной коррозии, также регламен-

тируемые ГОСТ 9.005-72. ГОСТ дополнительно приводит примеры рационально-

го конструирования при контакте двух металлов и схемы изоляционной защиты.

Как уже отмечалось выше, контакт двух металлов благоприятно сказывается на коррозии более положительного металла.

Скорость коррозии такого металла уменьшается, или он совсем перестает корродировать в зависимости от того, на сколько контакт металлов сместит по-

тенциал положительного металла в отрицательную сторону. Коррозия полностью прекращается, если потенциал защищаемого металла станет более отрицателен,

чем его равновесный потенциал. Это положительное свойство контактной корро-

зии используется в практике протекторной защиты.

Сущность протекторной защиты заключается в том, что к корродирующей конструкции, выполненной, например, из углеродистой стали, присоединяется жертвенный более отрицательный металлзащитник (протектор). Вся коррозия при этом локализуется на протекторе и, при его периодической смене, обеспечи-

вается эффективная защита стальной конструкции.

31

Протекторная защита обычно используется при подземной и подводной кор-

розии. Для увеличения радиуса действия протектора и уменьшения его расхода протекторная защита всегда используется в комбинации с"пассивной" защитой с помощью различных покрытий: лакокрасочных, битумных, полимерных и т..д

При защите стальных конструкций в качестве протектора применяют обычно Zn и

сплавы А1 и Mg с Zn.

4.2.Ход выполнения работы

Внастоящей лабораторной работе студенту предлагается ознакомиться с про-

текторной защитой железа цинком и определить эффективность защиты и коэф-

фициент полезного действия протектора. Изучение протекторной защиты железа цинком проводится в двух коррозионных ячейках. В первую ячейку помещают железный и цинковый образцы, не соединенные между собой(рис. 4.2). Во вто-

рую ячейку помещают железный и цинковый электроды, соединяющиеся между собой через амперметр (рис. 4.3), с помощью которого оценивается ток защиты. В

процессе коррозии с помощью мультиметра измеряются потенциалы цинка и же-

леза, работающие в контакте и без контакта.

На рисунках 4.2 и 4.3 используются следующие сокращения: Fe – железный электрод; Zn – цинковый электрод;

А– амперметр; М - мультиметр (вольтметр);

К- ключ; Ag/AgCl - хлорсеребряный электрод сравнения.

32

Рис 4.2. Схема установки для исследования скорости коррозии железа и цинка, работающих без контакта друг с другом

Рис 4.3. Схема установки для исследования скорости коррозии железа и цинка, работающих в контакте друг с другом

Опыты проводятся в следующей последовательности:

1. Четыре электрода (два цинковых и два железных) подготовить к работе: