Сплавы на никелевой основе для весьма агрессивных сред

Под средами с весьма высокой агрессивностью понимаются горячие растворы серной и соляной кислот. В таких агрессивных средах из металлических материалов наиболее устойчивыми являются сплавы на никелевой основе.

Например, сплав ХН65МВ устойчив при повышенной температуре в сернокислых и солянокислых средах, в концентрированной уксусной кислоте.

Сплав Н70МФ рекомендован к использованию в сернокислых, солянокислых растворах, сплав более устойчив к межкристаллитной коррозии.

I

Е

Екор

а

I

Е

Екор

б

I

Е

Екор

г

ЕО2равн

I

Е

Екор

в

ЕО2равн

Рис. 1.3. Формы анодных поляризационных кривых на металлах

Ход выполнения работы

Работа заключается:

а) в качественной оценке коррозионной активности сталей различного состава (Ст3, 30ХГСА, 20Х13, 12Х18Н9Т) в солевых средах (NaCl, Na₂SO₄) с помощью снятия анодных поляризационных кривых;

б) в количественной оценке скорости их коррозии в исследуемых средах с помощью коррозиметра Эксперт–004.

Снятие анодных поляризационных кривых

Качественная оценка коррозионной активности сталей в различных средах проводится исходя из формы анодных поляризационных кривых. При снятии анодных поляризационных кривых на металлах может быть получено четыре вида таких кривых (рис. 1.3).

Поляризационные кривые первого вида (рис. 1.3а) характерны для металлов подвергающихся общей коррозии. Поляризационная кривая второго вида (рис. 1.3б), так называемая анодная кривая с пассивацией, характерна для металлов, которые в исследуемой коррозионной среде в зависимости от условий коррозии могут быть активны и подвергаться общей коррозии, но могут и пассивироваться. Поляризационные кривые третьего вида (рис.1.3в) указывают на то, что в целом при потенциале коррозии металл пассивен, но склонен к локальным формам коррозии. Поляризационная кривая четвертого вида (рис.1.3г) характерна для стойкого в данной среде металла.

Таким образом, по форме реальной анодной поляризационной кривой стали, полученной в исследуемой коррозионной среде, можно качественно описать ее коррозионное поведение и сравнить коррозионное поведение разных сталей в этой среде.

При выполнении настоящей лабораторной работы поляризационные кривые снимаются в потенциодинамическом режиме по стандартной методике с помощью потенциостата П-5848 в следующей последовательности:

– повторить основные положения инструкции по использованию потенциостата;

– включить потенциостат согласно инструкции и дать ему прогреться;

– подготовить к работе исследуемый электрод (зачистить, обезжирить содой, промыть);

– поместить электрод в ячейку с исследуемой средой. Ячейку подключить к потенциостату;

– определить значение стационарного потенциала электрода с помощью вольтметра на блоке БВВ;

– установить значение стационарного потенциала на задатчике потенциалов U₂ (блок БЗН) (при снятии поляризационных кривых в потенциодинамическом режиме используется задатчик потенциалов U₂);

– установить скорость развертки потенциала с помощью тумблеров «Амплитуда» и «Время» (блок БЗН), задать направление развертки тумблером

«^–0⁺». Скорость развертки потенциалов обычно устанавливается в диапазоне 4 -10 мВ/с;

– подготовить к работе самопишущий регистратор тока КСП–4: вложить бумагу, установить скорость ее движения (обычно скорость движения бумаги устанавливается в 1800 мм/час), проверить работу пера, установить перо регулятором «Смещение» (блок БУ потенциостата) в нужное положение, задать необходимый диапазон измерений тока переключателем «Величина тока» (блок БУ);

– включить ячейку с помощью тумблера на блоке БУ, при этом значение потенциала исследуемого электрода не должно измениться, а через ячейку не должен протекать ток;

– включить одновременно развертку потенциала тумблером «Подъем – сброс» на блоке БЗН и двигатель протяжки бумаги на регистраторе КСП-4 тумблером «Диаграмма»;

– снять поляризационную кривую в диапазоне потенциалов Е_ст – 1, 5 - 2, 0 В (н.в.э.);

– по окончанию снятия поляризационной кривой отключить ячейку, далее тумблером «Подъем – сброс» на блоке БЗН сбросить заданное значение потенциала;

– заменить в ячейке исследуемый электрод или исследуемую среду и повторить вновь все операции по подготовке электродов и снятию поляризационной кривой.

Оценка скорости коррозии сталей с помощью коррозиметра

Коррозиметр «Эксперт–004» состоит из измерительного преобразователя (ИП) и двухэлектродного измерительного датчика с меняющимися электродами. Измерительный датчик включает в себя специальный разъем, с помощью которого датчик присоединяется к разъему «ИЗМ» на задней панели измерительного преобразователя, головку датчика и два электрода, меняющихся в ходе выполнения работы. Характеристика электродов, использующихся при выполнении лабораторной работы № 1, приведена в табл. 1.2. Электроды находятся в специальной коробке.

Таблица 1.2

Характеристики электродов для измерения скорости коррозии.

 

Материал	Длина электрода, см	Диаметр электрода, см2	Рабочая площадь электрода, см2	Маркировка ( цвет и количество полос)
Ст3		0, 5	6, 28	1 синяя
30ХГСА		0, 5	6, 28	2 зеленых
12Х13		0, 5	6.28	1 черная
12Х18Н9Т		0, 5	6, 28	2 черных

 

Перед выполнением измерений два электрода из исследуемого материала вынимают из коробки, полируют с помощью войлока, обезжиривают содой, промывают, сушат фильтровальной бумагой и вкручивают в головку датчика. С датчика откручивают защитную гайку, после чего с помощью разъема его присоединяют к измерительному преобразователю. Датчик зажимают в лапке штатива, а электроды датчика помещают в стаканчик с исследуемой коррозионной средой так, чтобы коррозионная среда закрывала рабочую поверхность электродов, но не касалась головки датчика.

Измерение показателя общей скорости коррозии (П, мкм/год) на исследуемом металле проводится в следующей последовательности:

– нажать клавишу « ВКЛ» прибора и удерживать ее до тех пор, пока на дисплее прибора последовательно не появится сообщение:

Коррозиметр

Изм. Коррозии;

– провести ввод параметров режима измерения показателя общей коррозии. Для этого нажать клавишу « ВВОД». На дисплее появится сообщение о параметрах, которые нужно ввести.

– нажать клавишу « 7». На дисплее появится пояснение « Площадь эл.» Ввести численное значение рабочей площади электрода в соответствии с табл. 1 [15] и снова нажать на клавишу «ВВОД». После появления запроса на дисплее прибора вновь нажать клавишу «ВВОД»;

– ввести время измерения скорости коррозии нажатием клавиши « Ф1», для исследуемых сред, представляющих собой солевые растворы с различным рН, достаточно ввести время 30 – 60 с. После ввода числа дважды нажать клавишу «ВВОД»;

– ввести диапазон измерения скорости коррозии нажатием кнопки « → », при этом цифра 1 позволяет измерять скорость коррозии до 20000 мкм/год, 2 - до 2000 мкм/год, 3 - до 200 мкм/год, 4 – до 20 мкм/год. При неизвестных величинах скорости коррозии для данного материала в исследуемой коррозионной среде всегда рекомендуется выбирать диапазон 1.

– выбрать электродную систему нажатием клавиши « 2». В настоящей работе используется двухэлектродная система (2х);

– ввести материал электрода нажатием клавиш « 1» или « 3». При этом необходимо выбрать символ того материала, из которого изготовлены электроды датчика;

– ввести коэффициент материала электрода. Так как во всех опытах изучается коррозионное поведение сталей, то коэффициент пересчета берется равным 1, 0. Для ввода коэффициента вначале нажать клавишу « Ф2», при этом на экране появиться текущее значение коэффициента и материала электрода. Для ввода нового значения нажать клавишу « 7», а после приглашения ввести число 1, 0.

– дважды нажать клавишу «Ввод». При этом коэффициент пересчета запоминается преобразователем;

– для выхода из режима изменения коэффициента пересчета нажать клавишу « Отм »;

– провести измерение показателя общей коррозии исследуемого металла. Для этого нажать клавишу « ИЗМ». На дисплее прибора появится сообщение:

00: 03

0.15 мВ … 2х,

где 00: 03 – текущее время измерения напряжения поляризации;

0, 15 мВ – начальная разность потенциалов рабочего и вспомогательного электродов (желательно, чтобы она не превышала 100 мВ), обусловленная дефектами и небольшими различиями в качестве образцов.

2х – тип электродной системы.

В этом режиме в течение 10 с без наложения поляризующего импульса происходит измерение начальной разности потенциалов рабочего и вспомогательного электродов. По истечении времени измерения начальной разности потенциалов электродов происходит включение поляризующего импульса, а на дисплее появляется сообщение:

МВ 00: 04

МкА u 2х,

где 0, 15 мВ – сохраненное в памяти прибора значение начальной разности потенциалов электродов;

00: 04 – отсчет выбранного времени поляризующего импульса;

0, 12 мкА – текущее значение внешнего тока;

2х – тип электродной системы;

u – символ выбранного диапазона автоматической компенсации начальной разности потенциалов электродов ( u – 100 или U – 500 мВ).

По истечении времени измерения на экране появляется измеренное значение скорости общей коррозии в мкм/год. Для выхода из режима измерения скорости общей коррозии нажать клавишу « ОТМ».

При необходимости исследовать скорость коррозии этого же металла в другой среде повторить операции по подготовке электродов к измерению (отполировать войлоком, обезжирить содой, промыть), заменить коррозионную среду в измерительной ячейке и измерить скорость коррозии.

Экспериментальные результаты по оценке скорости коррозии различных сталей занести в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Скорость коррозии различных видов сталей

 

Марка стали	Исследуемая среда	Потенциал коррозии, В	Глубинный показатель коррозии, мкм/год

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: