LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Поляризаційні методи визначення швидкості корозії металів та їх метрологічна оцінка

вимірювальний діапазон методу НПП знизу. Тому вимірювальний діапазон поляризації, з урахуванням подвоєних її значень, повинен бути в межах 30 – 60 мВ і не перевищувати 80 – 100 мВ.

Поляризаційні характеристики можна отримувати як за двохелектродною схемою, так і за трьохелектродною. У цьому випадку для зручності розрахунків методом НПП катодні і анодні поляризаційні криві будували в координатах: струм | І |, мА - поляризація Δ Ε, мВ відносно потенціалу корозії (див. рис.1). Обробку результатів поляризаційних вимірювань та обчислення значень швидкості корозії і коефіцієнтів Тафеля проводили графічним і комп'ютерним методами. Розрахунки icor проводили по формулі (3) за величинами густини поляризаційних струмів i1 та i2 при різних значеннях першої поляризації ΔU1 від 25 до 60 мВ з інтервалом у 5 мВ і, відповідно, при вдвічі більших поляризаціях ΔU2. Такий режим поляризації було використано для встановлення оптимального діапазону отримання достовірних даних. Коефіцієнти Тафеля ba, bc обчислювали за формулою (4).

У даній роботі для підвищення точності нового методу визначення КПК на двохелектродному датчику враховуються початкова різниця потенціалів та опір розчину між електродами. Удосконалено принцип вимірювання поляризаційних даних, суть якого полягає в обліку значень поляризаційних струмів I1 та I2, що відповідають мінімальній заданій різниці потенціалів (DU1= 25 - 40 мВ) та подвоєній різниці потенціалів DU2 = 2DU1 за вилученням падіння напруги на опорі розчину. Використовували режим гальванодинамічної поляризації з поступовим нарощуванням і періодичним короткочасним перериванням поляризаційного струму. При цьому вимірювали струми і міжелектродну поляризацію, значення якої коректували урахуванням ІRs-падіння напруги. Принцип вимірювання поляризаційних даних з графіками залежності струму І та міжелектродної поляризації DU від часу вимірювання (τ) проілюстровано на рис.2.

В експериментальній установці поляризаційних вимірів використовували потенцостат ПИ-50, програматор ПР-8, реєстратор струму ПДК-1. Реєстрацію падіння напруги на опорі розчину проводили за допомогою осцилографа С8-13 у режимі запам'ятовування. При опрацюванні методики розроблена програма поляризації та підібрані оптимальні режими вимірювань.

У п'ятому розділі викладені результати експериментальної перевірки метода НПП, які проводили на металах різної природи, а саме на маловуглецевій і нержавіючій сталях, гальванічних цинкових покриттях, отриманих з різних електролітів. Випробування проводились у нейтральних розчинах (рН 6,5 – 8,5) достатньої провідності, щоб не враховувати опір розчину, з близьким до реальних корозійних середовищ складом, а також у розчинах з низькою провідністю, де враховували опір розчину. При цьому досліджували, як впливають на параметри, що визначаються методом НПП, і їх похибки, такі методологічні фактори, як метод отримання поляризаційних даних (потенціостатичний, потенціодинамічний чи гальванодинамічний), двохелектродні або трьохелектродні виміри, швидкість накладання поляризації V і її діапазон. Має також суттєве значення стан металу і підготовка його поверхні. Усі ці фактори є впливовими і важливими з погляду на струм корозії і коефіцієнти Тафеля саме як на виміряні величини, тобто коли необхідно оцінити точність і достовірність їх визначення.

Як показали виміри на сталі 20 в 0,1 М NaCl з дифузійним контролем корозії, значення кінетичних параметрів на свіжозачищеній поверхні не залежать від методу отримання поляризаційних характеристик і швидкості накладання поляризації, вони добре узгоджуються з літературними даними граничного струму за киснем у стаціонарних умовах 15 -30 мкА/см2. Слід зауважити, що обчислені величини КПК дещо змінюються в діапазоні поляризації, здебільшого зростають. На електродах, відпалених в інертній атмосфері, значення icor, визначені при ΔU1 = 30 мВ і ΔU1 = 60 мВ, змінюються незначно, в межах 0,5 – 15%, а на не відпалених електродах різниця досягає 20 - 70%. Тобто, енергетична неоднорідність поверхні металу призводить до того, що реальні поляризаційні характеристики відрізняються від теоретичних, що відповідають рівнянням (1) і (2), у зв'язку з чим виникає додаткова похибка. Розрахунки КПК, проведені на одному електроді протягом 14 діб періодичних вимірювань, виявили, що в умовах зростання первинних пасивних плівок (після трьох діб випробувань) вони змінюються залежно не тільки від діапазону поляризації, а й швидкості розгортки V. Порівняння середньо-інтегральних значень ШК з гравіметрією показали (таблиця), що найменші розходження результатів відповідають нижнім значенням діапазону поляризації та розгортки потенціалу. Вплив цих факторів при зростанні первинних пасивних плівок більше позначається на ba і вказує, імовірно, на зміну уявних коефіцієнтів переносу в анодних процесах утворення поверхневих гідратованих комплексів Fe 2+ різного складу, тобто на переформування поверхневої оксидної плівки.






Таблиця . Виміри швидкості корозії i cor 102 (А/м2) і коефіцієнти Тафеля ba (мВ)

методом НПП за 14 діб експерименту в залежності від V.

V, мВ/с

∆U1, мВ

0,5 год.

1 доба

3 доба

7 доба

14 доба

Средн

інтегр

Відхил від гравім.,

%



icor ba

icor ba

icor ba

icor ba

icor ba

icor


0,2

30

40

50

60

34,7 56

33,6 55

31,6 55

28,1 55

12,8 31

13,2 32

13,4 32

13,5 32

14,1 38

13,9 38

14,2 38

14,8 38

19,9 59

22,2 59

24,5 60

27,0 61

20,6 41

21,1 42

22,0 42

24,2 43

18,6

19,6

20,4

22,3

-15,8

-11,3

-7,7

+0,9

0,5

30

40

50

60

45,9 64

43,0 64

38,8 63

36,0 62

17,1 41

16,5 41

16,4 41

16,8 41

15,5 44

17,1 45

17,8 46

19,1 46

22,4 70

29,0 73

31,7 73

33,9 73

26,8 60

26,3 60

27,6 60

29,9 60

22,3

24,9

26,1

27,9

+0,9

+12,7

+18,0

+26,2

1,0

30

40

50

60

32,2 63

36,5 64

39,0 65

39,2 65

17,3