LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

слід очікувати, коефіцієнти Тафеля в малопровідних середовищах більш чутливі до впливу омічного падіння напруги, порівняно з icor, і зменшуються у 2 – 2,5 рази.

У шостому розділі наведені результати оцінки точності і достовірності метода НПП, проведеної зіставленням з результатами гравіметричного та фотоколориметричного методів для сталі 20 в 0,1 М NaCl . Випробування проводили на електродах, відпалених в інертній атмосфері, вимірюючи поляризаційні характеристики через проміжки часу 0,5; 1; 2; 4; 6 годин. Потім знаходили середньо-інтегральну швидкість корозії за 6 годин випробувань методом числового інтегрування по формулі трапеції. Розходження результатів розробленого метода НПП для п'яти паралельних серій становило в середньому – 13,8% від гравіметрії і +11,1% від аналітичного метода визначення швидкості корозії за атестованою методикою. Такі розходження дещо менші, порівняно з іншими нелінійними методами визначення швидкості корозії, які відомі з літератури.

Порівняння з методами-аналогами Енгеля та Бєлєєвського-Куделіна, які використовують потенціостатичні 3-хелектродні вимірювання, проводили на прикладі сталі 20 в 0,1 М NaCl ( за результатами вимірів протягом 6 годин) та в модельній воді з сумішшю 0,5 г/л KJO3 та 0,2 г/л уротропіну. Метод Енгеля (1) використовує анодні і катодні поляризаційні дані поблизу потенціалу корозії при ΔЕа = - ΔЕс. Методом Белєєвського-Куделіна (2) іcor та коефіцієнти Тафеля розраховують, використовуючи дані поляризації одного знаку, де струми І1 та І2 відповідають анодній або катодній поляризації ∆Е та 2∆Е. Так, корозійні параметри, обчислені методом (1) у розчині 0,1 М NaCl були завищеними майже у 2 рази, а обчислені з анодних кривих методом (2) взагалі не давали реальних значень. У той же час, результати розрахунків за катодними кривими добре узгоджувались з методом НПП. В корозійній системі з пасиваійним контролем розрахунки, проведені методом НПП, задовільно співпадали з даними методу (1) і розрахованими з анодних кривих методом (2). Розрахунки методом (2), проведені з катодних кривих, знову не давали реальних значень. Таким чином, результати показали, що розроблений метод НПП має переваги перед методами Енгеля (1) та Бєлєєвського-Куделіна (2) в тому, що не дає суперечливих значень для реальних середовищ, які відповідають моделі корозії з дифузійним або пасиваційним контролем.

У сьомому розділі розглянуто аспекти стандартизації корозійних вимірювань та розробки метрологічного забезпечення вимірів поляризаційного опору приладом Р5126 та корозійно-індикторною установкою УК-2. Запропоновано проект стандартного зразка корозивності середовища, який має просту розбірну конструкцію з підтриманням постійних умов перемішування розчину, температури та обробки поверхні електродів допоміжним устроєм. Метрологічні характеристики стандартного зразка, виготовленого з сталі 20, у розчині 0,3% Na2SO4 при температурі 250С визначені на п'яти зразках у серії з 100 експериментів з використанням методів прикладної статистики та стандартів ДСТУ 2681-94, ГОСТ 8.207-76. Оцінені випадкова та систематична складові похибок поляризаційного опору, швидкості корозії та коефіцієнта пропорційності К, підтверджений нормальний закон розподілу результатів з надійною ймовірністю Р = 0,95. У кінцевому підсумку результати вимірювання становлять: Rp = 226,7 Омсм2 10,6 %, ім = 2,0 мм/рік 5,8 %, К = 115 16% Оммм/рік, Р = 0,95.

При розробці методик метрологічної повірки приладу Р5126 та установки УК-2. (Додатки Б,В) підібрали середовища, корозивність яких відповідала початку, середині та кінцю вимірювального діапазону, а саме: сталь 20 -1н H2SO4 ( Rp 3,0 4,0 м ); сталь 20 – 0,01 н Na2SO4 ( Rp 250 300 м); сталь 12Х18Н10Т - 1н H2SO4 ( Rp 6,0103 8,0103 Ом ); сталь 12Х18Н10Т – 10 н H2SO4 ( Rp 3,5 4,5 м). Для цих середовищ визначили метрологічні характеристики вимірів Rp, icor та коефіцієнта перерахунку К.

Специфічною методичною похибкою в методі Rp є відносна похибка δК. Систематичні та випадкові складові δ К знаходили методом приведення, оскільки К визначається з непрямих вимірів. Найбільш впливовою при цьому є похибка визначення масових втрат, яку знаходили за результатами гравіметричних та фотометричних вимірів. У похибці коефіцієнта К переважає його систематична складова, що пов'язане зі складністю визначення К. Загалом, для трьох середовищ похибка визначення ШК на установці УК-2 знаходиться в межах 20%, що відповідає досягнутому рівню точності корозійних вимірювань.


Висновки

  • Встановлені і обґрунтовані закономірності впливу складу середовища та умов перебігу корозійного процесу на емпіричні коефіцієнти взаємозв'язку К між поляризаційним опором та швидкістю корозії в методі лінійної поляризації. Для окремих інгібіторів кислотного травлення ( КПІ-3, КПІ-9, Катапін К, ХОСП-10) ця закономірність для маловуглецевої сталі має лінійний характер в залежності від концентрації інгібітору та концентрації кислоти, що пояснюється зміною Ψ-отенціалу. Залежність коефіцієнта К від температури в інтервалі 25 0С – 100 0С для маловуглецевої сталі в сірчаній кислоті в області концентрацій 0,01н - 2,0н має мінімум при t ≈ 50 0С, що, можливо, пов'язане з екстремальною температурною точкою ізоморфного перетворення заліза. У нейтральних середовищах з низькою та середньою мінералізацією коефіцієнт К мало залежить від температури. Для забезпечення належної точності визначення швидкості корозії методом лінійної поляризації необхідно використовувати знайдені закономірності коефіцієнта К для досліджених систем.

  • Вперше створено метод нелінійної подвійної поляризації (НПП) для визначення кінетичних параметрів корозії металів з дифузійним або пасиваційним контролем. Теоретичне обґрунтування метода проведено на основі поляризаційних вимірів за двохелектродною схемою в області нелінійності поляризаційної кривої поблизу потенціалу корозії. Виведені аналітичні формули розрахунку струму корозії та коефіцієнтів Тафеля по двох значеннях поляризаційних струмів І1 та І2, які відповідають поляризації DU та 2DU, а також формули відносної методичної похибки визначення струму корозії залежно від точності вимірювання поляризаційних струмів.

  • Розроблено алгоритм, блок-схему, лабораторну установку та методику вимірів поляризаційних даних методом НПП з урахуванням опору корозійного середовища, які підвищують точність вимірів. Застосовано режим гальванодинамічної поляризації з періодичним короткочасним перериванням струму і фіксацією падіння напруги на опорі розчину. В залежності від електропровідності розчину точність визначення КПК з урахуванням опору розчину підвищується на 10 – 120 %. Значення коефіцієнтів Тафеля більш чутливі до впливу опору розчину і у розчинах з низькою провідністю


  •