CS201916B1

CS201916B1 - Method of detecting the course of the extraction corosion in model conditions by the radioindication method and device for performing the same

Info

Publication number: CS201916B1
Application number: CS29579A
Authority: CS
Inventors: Zorjan Jojko; Dobroslav Kuchynka; Jaroslav Prusek
Original assignee: Zorjan Jojko; Dobroslav Kuchynka; Jaroslav Prusek
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1980-12-31

Description

Vynález se týká způsobu zjišťování průběhu extrakění koroze v modelových podmínkách radioindikétorovou metodou a zařízení k provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for detecting the course of corrosion extraction under model conditions by the radio-indicator method and to an apparatus for carrying out the method.

Pro studium koroze kovů jsou v současné době známé a používaná elektrochemické metody, tj. měření při řízených potenciálech, při potenciostatietickýeh nebo potenciodynamických podmínkách. Toto měření umožňuje studium korozních dějů na kovech. Měření se provádí tak, že se kovový materiál, jehož korozní vlastnosti se ověřují, vloží do příslušného elektrolytu, za řízených elektrochemických podmínek se vzorek polarizuje a přitom se registruje závislost proudu na potenciálu. Rozbor získaných potenciodynamických polarizačních křivek poskytuje základní informaci pro hodnocení korozních vlastnosti kovových materiálů. Potenciostatické a intenciostatická měření umožňují pouze hodnotit náchylnost kovů a slitin k různým druhům koroze.Electrochemical methods, ie measurements at controlled potentials, potentiostatic or potentiodynamic conditions, are currently known and used for the study of metal corrosion. This measurement allows the study of corrosion processes on metals. The measurement is carried out by placing the metal material whose corrosion properties are verified in an appropriate electrolyte, polarizing the sample under controlled electrochemical conditions while recording the current-potential dependence. Analysis of obtained potentiodynamic polarization curves provides basic information for evaluation of corrosion properties of metallic materials. Potentiostatic and intensostatic measurements only make it possible to assess the susceptibility of metals and alloys to various types of corrosion.

Nedostatkem dosud známých elektrochemických způsobů měřeni je kvalitativní Charakter výsledku měření. Kvantitativní zjištění průběhu koroze, při kterém jsou určovány jednotlivé prvky a jejich množství, které přešlo za zkušebních podmínek ze vzorku kovového materiálu do roztoku, je v současné době možno provádět pouze analytickým způsobem. Citlivost a přesnost analýzy však nedostačuje při velmi nízkém obsahu některých prvků. Současně je analýza necitlivá v náběhových, počátečních fázích korozního průběhu. Další nevý201 916The lack of known electrochemical methods of measurement is the qualitative nature of the measurement result. At present, quantitative detection of the corrosion behavior, in which the individual elements are determined and the amount that has passed from the metal sample into the solution under test conditions, can only be carried out in an analytical manner. However, the sensitivity and accuracy of the analysis is insufficient due to the very low content of some elements. At the same time, the analysis is insensitive in the start-up, initial phases of the corrosion course. Other disadvantages 916

201016 hodou je pracnost a časová náročnost analytických stanovení.201016 is the laborious and time consuming of analytical determinations.

Uvedené nedostatky se odstraňují způsobem zjišíovéní průběhu extrakční koroze v modelových podmínkách radioindikační metodou, přičemž se radioaktivní vzorek zkoušeného materiálu na stanovenou dobu.ponoří do agresivního roztoku, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ss celková stanovená doba zkouěky radioaktivního vzorku rozdělí na zvolený počet dílčích časových intervalů prodlužujících se v časové posloupnosti, odpovídající závislosti koroze na čase, při stejné aktivitě odebraných vzorků roztoku. Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu sestává ze zásobní nádobky se zkušebním roztokem, spojené přívodní větví's nejméně jednou reakční nádobkou s radioaktivním vzorkem zkoušeného materiálu, která je odběrovou větví spojena s jednotkou odběru a jeho podstata spočívá v tom, že v přívodní větvi a odběrové větvi jaou zařazeny přepouštěci ventily pro zabezpečení naplnění a vypuštění reakční nádobky, které jsou spojeny s jednotkou pro řízení jejich činnosti.These drawbacks are eliminated by the method of detecting the course of extractive corrosion in model conditions by the radioindication method, wherein the radioactive sample of the test material is immersed in an aggressive solution according to the invention for a given period of time. the number of sub-intervals of time, corresponding to corrosion versus time, with the same activity of the sampled solution. The apparatus for carrying out the method according to the invention consists of a test solution reservoir connected by a feeder line with at least one reaction vessel with a radioactive sample of the test material, which is connected to a sampling unit with a sampling unit. Relief valves are provided to ensure the filling and draining of the reaction vessel, which are connected to a unit for controlling their operation.

Způsob zjištování průběhu extrakční koroze v modelových podmínkách radioindikační metodou podle vynálezu umožňuje stanovit mechanismus a kinetiku průběhu extrakční koroze kovového materiálu za zvolených podmínek korozní zkoušky a doplnit tak potenciostatická měření o kvantitativní určení průběhu koroze se stanovením prvků, které přešly v jednotlivých časových fázích zkoušky ze vzorku kovového materiálu do roztoku a určením jejich množství. Další předností vynálezu je možnost provádět zkoušky vzorků s vysokou radioaktivitou bez ohrožení lidského zdraví a zvýšit citlivost stanovení prvků tím, že lze zvětšit plochu zkoušeného vzorku, což umožňuje přesněji reprodukovat měření a vyloučit možné chyby vzniklé nehomogenitou materiálu vzorku. Způsob zjištování průběhu extrakční koroze v modelových podmínkách radioindikační metodou se provádí tak, že vzorek materiálu, jehož korozní chováni je ověřováno, je ozářen v jaderném reaktoru a vložen do zvoleného roztoku.The method of detecting the extraction corrosion course in model conditions by the radioindication method according to the invention allows to determine the mechanism and kinetics of the extraction corrosion of metal material under selected corrosion test conditions and thus to complement the potentiostatic measurements with quantitative determination of corrosion course with determination of elements that passed the metal material into solution and determining their amount. Another advantage of the invention is the ability to perform high radioactivity specimens without endangering human health and increase the sensitivity of the element determination by increasing the area of the test specimen, allowing more accurate reproduction of measurements and avoiding possible errors due to inhomogeneity of the sample material. The method of determining the course of extraction corrosion under model conditions by the radio-induction method is carried out in such a way that a sample of the material whose corrosion behavior is verified is irradiated in a nuclear reactor and placed in a selected solution.

V předem stanovených dílčích časových intervalech, prodlužujících se podle stanoveného programu vypracovaného na základě předpokládaného průběhu koroze, je odebírán roztok obsahující značené radioaktivní prvky, které přešly v průběhu koroze z kovu do roztoku. Vzorek roztoku odebraný za každý dílčí časový interval je změřen pomocí gama-spektrometr^ s následným kvantitativním a kvalitativním stanovením obsahu prvků. Takto lze určit přednostní nebo zpomalené uvolňování některého z prvků zkoušeného materiálu do roztoku, tj. stanovit extrakční průběh koroze. Ze sledu dosažených výsledků je možné konstruovat časovou závislost průběhu extrakční koroze,kovu pro jednotlivé prvky. Tím je dán obraz o dalším průběhu koroze - pasivní, aktivní.At predetermined sub-intervals, according to a predetermined program developed based on the anticipated corrosion course, a solution containing labeled radioactive elements that are transferred from the metal to the solution during corrosion is withdrawn. A sample of the solution taken for each time interval is measured with a gamma-spectrometer followed by quantitative and qualitative determination of the element content. In this way it is possible to determine the preferential or delayed release of some of the elements of the test material into the solution, i.e. to determine the extraction course of the corrosion. From the sequence of results it is possible to construct time dependence of extraction corrosion, metal for individual elements. This gives a picture of the further course of corrosion - passive, active.

PříkladExample

Vzorek oceli AKVS odebraný z potrubí zařízení pro výrobu metylalkoholu, byl ozářen v jaderném reaktoru po dobu 40 hodin. Potom byl vložen do nádoby s provozním médiem, které bude proudit za provozu potrubím ze zkoušeného materiálu. Protože závislost koroze uvedeného materiálu na čase je přibližně exponenciální, byl proveden odběr vzorku média v časových intervalech 1, 2, 5, 8, 10, 20, 50, 80, 100, 200, 500, 800, 1000, 2000, 5000 min.A sample of AKVS steel taken from the pipeline of the methanol production plant was irradiated in the nuclear reactor for 40 hours. It was then placed in a container of process medium that would flow through the pipe of test material during operation. Since the corrosion dependence of said material over time is approximately exponential, a sample of the medium was taken at intervals of 1, 2, 5, 8, 10, 20, 50, 80, 100, 200, 500, 800, 1000, 2000, 5000 min.

Jednotlivé odebrané vzorky média byly změřeny gama-spektrometrem a byla zjištěna kvantita a kvalita prvků, které přešly z měřeného ocelového vzorku do média. Naměřené výsledky byly vyneseny do grafu a provedena interpolace křivky. Tím byla stanovena kinetika koroze, jejíž znalost je nezbytná pro posouzení životnosti zařízení. Z naměřené závislosti bylo zjištěno, Že zkoušený materiál plně vyhoví požadavkům provozu po dobu předpokládané životnosti zařízení.The individual samples of the medium were measured by gamma-spectrometer and the quantity and quality of the elements that passed from the measured steel sample to the medium was determined. The measured results were plotted and the curve was interpolated. This has determined the corrosion kinetics, the knowledge of which is necessary to assess the service life of the equipment. From the measured dependence it was found that the tested material fully satisfies the requirements of operation during the expected service life of the equipment.

Zařízení podle vynálezu je dále blíže popsáno pomocí popisu připojeného výkresu, na kterém je schematicky znázorněna jedna z možných variant jeho provedení.The device according to the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which one possible variant of its embodiment is schematically illustrated.

Zařízení je tvořeno záspbní nádobkou 2 se zkušebním roztokem, která je spojena přívodní větví j_ s reakční nádobkou 2· ^v této přívodní větvi J. j® umístěn přepouštěcí ventil 6, který zajišíuje přepuštění zkušebního roztoku ze zásobní nádobky 2 do reakční nádobky J. V odběrové větvi 4, která spojuje reakční nádobku 2 ³ jednotkou 2 odběru je umístěn přepouštěcí ventil 2» který zajišíuje vypouštění reakční nádobky 3,· Oba přepouštěcí ventily 6, 1 js°u spojeny s jednotkou 8 pro řízení jejich činnosti .The device consists of a test solution receptacle 2, which is connected by a supply line 1 to the reaction vessel 2, a transfer valve 6 is provided ⁱⁿ this supply line J. A transfer valve 2 is provided in the branch 4 which connects the reaction vessel 2 ^{3 with} the take-off unit 2, which ensures the discharge of the reaction vessel 3.

Zařízení podle vynálezu pracuje takto sThe device according to the invention operates as follows

Zkušební roztok, ve kterém je sledováno korozní chování kovového materiálu, se umístí v zásobní nádobce 2 a podle potřeby zkoušky se teplotně upravuje. Ozářený radioaktivní vzorek se umístí v reakční nádobce 2· ^v časových intervalech řízených z řídicí jednotky 8 se přepouštěeím ventilem 6 přivádí do^eakční nádoby J zkušební roztok. Po proběhnutí dílčího časového intervalu korozní zkoušky se pomocí přepouátěcího ventilu 2 odebere vzorek zkušebního roztoku nebo vyprázdní reakční nádobka _3· Doplnění reakční nádobky 3, zkušebním roztokem pro další interval zkoušky zajišíuje řídicí jednotka 8 ovládáním přepouštěcího ventilu 6 v přívodní větvi 2· Vzorky zkušebního roztoku za každý časový interval zkoušky jsou odděleně odebírány v jednotce odběru 2·The test solution, in which the corrosion behavior of the metal material is monitored, is placed in the storage container 2 and is heat treated as required. The irradiated radioactive sample is placed in the reaction vessel 2 ^at intervals controlled by the control unit 8 and a test solution is fed to the reaction vessel 1 via a relief valve 6. After completion of the corrosion test sub-period, a sample of the test solution or emptying of the reaction vessel 3 is taken by means of the overflow valve 2. each test interval is collected separately in the sampling unit 2 ·

Zařízení podle vynálezu zajišíuje jednorázové automatické provádění korozní zkoušky s kvantitativním stanovením průběhu koroze ve zvoleném časovém úseku s nastavitelným počtem dílčích odečtů. Zařízení je určeno k použití při laboratorním hodnocení korozních vlastností materiálů ve zvoleném prostředí.The device according to the invention provides a one-time automatic performance of the corrosion test with a quantitative determination of the course of corrosion over a selected period of time with an adjustable number of sub-readings. The device is intended for laboratory evaluation of corrosion properties of materials in selected environment.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for detecting the course of extractive corrosion under model conditions by the radioindication method, in which a radioactive sample of a test material is immersed in an aggressive solution for a specified period of time, characterized in that the total determined time of the radioactive sample test is divided into a selected number of time intervals time sequences corresponding to corrosion versus time with the same activity of the sampled solution.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising, from a test solution storage vessel, connected by a supply line to at least one reaction vessel containing a radioactive sample of the test material, which is connected to a sampling unit with a sampling unit. 1) and a discharge line (4) are provided with overflow valves (6, 7) to ensure the filling and draining of the reaction vessel (3), which are connected and a unit (8) for controlling their operation.