CS257643B1

CS257643B1 - Probe for electrochemical evaluation of corrosion resistance of metals

Info

Publication number: CS257643B1
Application number: CS867574A
Authority: CS
Inventors: Milan Prazak; Jan Tlamsa; Dana Jirouskova; Jana Neuvirtova
Original assignee: Milan Prazak; Jan Tlamsa; Dana Jirouskova; Jana Neuvirtova
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS757486A1

Abstract

Sonda sestává z pouzdra s pomocnou a referenční elektrodou, které je směrem ke zkoumanému vzorku opatřeno výstupním otvorem pro elektrolyt. Do výstupního otvoru pouzdra je vložen porézní snímač, nasycený polotuíiým elektrolytem; tento porézní snímač - tampon je uvnitř pouzdra v kontaktu s pomocnou elektrodou a s referenční elektrodou.The probe consists of a housing with an auxiliary and reference electrode, which is provided with an outlet opening for the electrolyte towards the sample under investigation. A porous sensor saturated with a semi-solid electrolyte is inserted into the outlet opening of the housing; this porous sensor - swab is in contact with the auxiliary electrode and the reference electrode inside the housing.

Description

Vynález se týká sondy pro elektrochemické hodnocení korozní odolnosti kovu bez porušení výrobku. Pomocí této sondy je možno zmořit polarizační křivky kovů jakožto charakteristiky jejich korozní odolnosti přímo na hotovém zařízení nebo výrobku bez jeho porušení a v libovolné poloze.The invention relates to a probe for the electrochemical evaluation of the corrosion resistance of a metal without breaking the product. With this probe it is possible to measure the polarization curves of metals as characteristics of their corrosion resistance directly on the finished device or product without breaking it and in any position.

Měření polarizačních křivek kovů, představujících vzájemnou závislost proudové hustoty a potenciálu kovu ve vhodném elektrolytu, pro posouzení korozní odolnosti kovů použitých na konstrukci technických zařízení, je známé. Korozní odolnost kovů závisí jednak na složení konstrukčního materiálu, jednak na způsobu jeho zpracování. Změřená polarizační křivka pak slouží jako kontrola kvality výrobku z hlediska korozní odolnosti.Measurement of the polarization curves of metals, representing the interdependence of the current density and the potential of the metal in a suitable electrolyte, to assess the corrosion resistance of the metals used in the construction of technical devices is known. The corrosion resistance of metals depends both on the composition of the construction material and on the way it is processed. The measured polarization curve then serves as a product quality control for corrosion resistance.

Dosud, se tato měření ve většině případů provádějí tak, že z hotového výrobku se oddělí ν' část materiálu jako vzorek, který je třeba dále rozměrové přizpůsobit laboratornímu měřicímu zařízení. Pro zjištění údaje o proudové hustotě je třeba vymezit přesnou část plochy kovu, na níž měření probíhá, Dále je známa sonda pro elektrochemické hodnocení korozní odolnosti kovu bez porušení výrobku, která sestává z pouzdra elektrolytu, v němž je umístěna pomocná elektroda a referenční elektroda.Until now, these measurements are in most cases carried out by separating a portion of the material as a sample from the finished product, which needs to be further dimensionally adapted to the laboratory measuring equipment. In order to determine the current density, it is necessary to define the exact portion of the metal surface to be measured. Further, a probe for the electrochemical evaluation of metal corrosion resistance without product breakage is known, which consists of an electrolyte housing in which an auxiliary electrode and a reference electrode are located.

Pouzdro je směrem ke zkoumanému vzorku opatřeno výstupem elektrolytu. Do pouzdra se zavede tekutý elektrolyt, který přes výstupní otvor přichází do styku s měřeným vzorkem. Nevýhodou této známé sondy je, že činná plocha měřeného vzorku musí být svislá nebo vodorovná směrem vzhůru, a současně musí být rovinná, tak aby těsnění sondy mohlo zabránit vytékání elektrolytu. Činná plocha měřeného vzorku nemůže být v poloze vodorovné směrem dolů, neboť v tomto případě nelze vyloučit usazování bublin vzduchu nebo jiných plynů na jejím povrchu, což ruší výsledky měření.The housing is provided with an electrolyte outlet toward the sample to be examined. A liquid electrolyte is introduced into the housing and comes into contact with the sample to be measured through the outlet opening. A disadvantage of this known probe is that the active surface of the sample to be measured must be vertical or horizontal upwards and at the same time it must be flat so that the probe seal can prevent leakage of electrolyte. The active surface of the sample to be measured cannot be in the horizontal position downwards, since in this case the deposition of bubbles of air or other gases on its surface cannot be ruled out, which disturbs the measurement results.

Nevýhody této známé sondy pro elektrochemická měření odstraňuje sonda pro elektrochemické hodnocení odolnosti kovu bez porušení výrobku, setávající z pouzdra s pomocnou elektrodou a referenční elektrodou, které je směrem ke zkoumanému vzorku opatřeno výstupním otvorem pro elektrolyt, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že do - výstupního otvoru pouzdra je vložen porézní snímač nasycený polotuhým elektrolytem, kterýžto porézní snínťač je uvnitř pouzdra svým vnitřním koncem v kontaktu s pomocnou elektrodou a svou boční částí se opírá o referenční elektrodu. Je výhodné, jestliže pouzdro je prostřednictvím pomocné elektrody spojeno s dotlacovacim ramenem, které je v daném případě tvořeno trubkou, spojenou jedním koncem s pomocnou elektrodou a druhý konec je spojen s pružícím elementem, například s přísavkou.The disadvantages of this known electrochemical measurement probe are eliminated by a metal-free electrochemical resistance evaluation probe consisting of a housing with an auxiliary electrode and a reference electrode having an electrolyte outlet opening toward the sample to be examined. SUMMARY OF THE INVENTION A porous transducer saturated with a semi-solid electrolyte is inserted into the outlet opening of the housing, the porous detector inside the housing is in contact with the auxiliary electrode and its side portion is supported on the reference electrode. Advantageously, the housing is connected by means of an auxiliary electrode to a thrust arm, which in this case is formed by a tube connected at one end to the auxiliary electrode and the other end connected to a spring element, for example a suction cup.

Výhodou sondy podle vynálezu je, že nevyžaduje oddělení tekutého elektrolytu a vymezení přesné plochy pomocí izolujícího těsnění, jež bývá zdrojem chyb a úniku elektrolytu u dosud známých sond.The advantage of the probe according to the invention is that it does not require the separation of the liquid electrolyte and the delimitation of the exact surface by means of an insulating seal which is a source of errors and electrolyte leakage in the prior art probes.

Vynález je blíže vysvětlen na popisu jeho konkrétního provedení pomocí připojeného výkresu, kde je znázorněn příčný řez sondou.The invention is explained in more detail in the description of a specific embodiment thereof by means of the attached drawing, in which a transverse section of the probe is shown.

Sonda sestává z pouzdra 1^ válcovitého tvaru vloženého do výstupního otvoru 8, zhotoveného z elektricky izolační hmoty, v němž je vyjímatelně vložen porézní snímač _2 - tampon prosycený polotuhým elektrolytem určeným ke zjišťování korozně elektrochemických charakteristik kovových materiálů. Porézní snímač 2 je v elektrolytickém kontaktu se zkoumaným kovem 3_ ~ tj· součástí technického zařízení, vzorkem - pomocnou elektrodou _4 zhotovenou z elektrochemicky inertního materiálu a s referenční elektrodou 2/ zhotovenou z materiálu udržujícího konstantní elektrodový potenciál v použitém elektrolytu. Zkoumaný kov _3 pomocná elektroda 2 ^a referenční elektroda 5 jsou spojeny s vodiči k propojení s měřicím přístrojem. Pouzdro 2 3θ spojeno trubkou 6 z nevodivého materiálu s pružícím elementem ]_, který zajišťuje přítlak pouzdra I_ včetně porézního snímače 2_ ke zkoumanému kovu 2· Pružící element 2 může současně účinkovat jako přísavný držák. Sonda podle vynálezu pracuje následným způsobem:The probe consists of a cylindrically shaped housing 1 inserted into an outlet 8 made of an electrically insulating material, in which a porous sensor 2 - a tampon saturated with a semi-solid electrolyte for detecting the corrosion-electrochemical characteristics of metallic materials is removably inserted. The porous sensor 2 is in electrolytic contact with the metal to be examined, i.e. a part of the technical device, a sample electrode 4 made of an electrochemically inert material and a reference electrode 2 / made of a material holding a constant electrode potential in the electrolyte used. The metal 3 to be investigated by the auxiliary electrode 2 ^{and the} reference electrode 5 are connected to the conductors to communicate with the measuring instrument. The housing 2 3θ is connected by a tube 6 of non-conductive material to a spring element 10 which ensures that the housing 1 including the porous sensor 2 is pressed against the metal 2 to be examined. The spring element 2 can simultaneously act as a suction cup. The probe according to the invention operates as follows:

Pouzdro £ obsahující porézní snímač 2_, tj . tampon s polotuhým elektrolytem, pomocnou elektrodu £ a referenční elektrodu £, je přitlačováno pružícím elementem J_ ^a trubkou £ k povrchu zkoumaného kovu £ tj. části zařízení, a to v libovolné poloze, aniž by mohlo docházet k vytékáni elektrolytu. Po připojení elektrických přívodů Re zkoumanému kovu 3, pomocné elektrodě £ a referenční elektrodě 5 je možno pomocí vhodného přístroje - například potenciostatu- měřit polarizační křivku zkoumaného kovu, jež slouží jako jeho korozní charakteristika.The housing 8 comprising the porous sensor 2, i. the semi-solid electrolyte pad, the auxiliary electrode 6 and the reference electrode 6 are pressed by the spring element 7 ^{and the} tube 6 to the surface of the metal to be examined, i.e. the part of the device, in any position without leakage of electrolyte. After connecting the electrical leads Re to the investigated metal 3, the auxiliary electrode 6 and the reference electrode 5, the polarization curve of the investigated metal can be measured by means of a suitable device, for example a potentiostat, which serves as its corrosion characteristic.

Princip činnosti sondy podle vynálezu spočívá v tom, že elektrolytický kontakt mezi třemi elektrodami, tj. měřeným kovem, referenční elektrodou kontrolující potenciál měřeného kovu a pomocnou elektrodou zavádějící do systému proud z měřícího přístroje - s výhodou potenciostatu - je vytvořen tamponem, který dosedá na měřený kov přesně velkou a konstantní plochou a který je prosycen polotuhým elektrolytem, jenž obsahuje kromě látek zvyšujících viskozitu též rozpuštěné složky obvykle používané pro zjišfování korozně elektrochemických charakteristik kovových materiálů. Sonda je mírně přitlačována pružícím elementem k povrchu kovu v jeho libovolné poloze, tj. vodorovné, svislé, v podhledu nebo v některé z mezipoloh, aniž by mohlo dojít k úniku elektrolytu nebo ke ztrátě kontaktu s některou ze 3 elektrod v důsledku pohybu plynové bubliny.The principle of operation of the probe according to the invention is that the electrolytic contact between the three electrodes, i.e. the metal to be measured, the reference electrode controlling the potential of the metal to be measured and the auxiliary electrode introducing current into the system from the meter - preferably a potentiostat) is formed by a swab. metal with a precisely large and constant surface and which is saturated with a semi-solid electrolyte, which contains, in addition to viscosity-increasing substances, dissolved components usually used for detecting corrosion-electrochemical characteristics of metallic materials. The probe is slightly pressed by the spring element to the metal surface in any position, ie horizontal, vertical, soffit or in any of the intermediate positions, without causing electrolyte leakage or loss of contact with any of the 3 electrodes due to gas bubble movement.

Vynález je možno využívat pro kontrolu korozní odolnosti materiálu u zařízení pro jadernou energetiku, chemický průmysl a jiné strojírenské obory, zejména ve výrobních a přeprovozních etapách.The invention can be used to control the corrosion resistance of materials in nuclear power plants, the chemical industry and other engineering fields, particularly in production and transfer stages.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A probe for electrochemical corrosion resistance evaluation of metals without product breakage comprising a shell with an auxiliary electrode and a reference electrode having an electrolyte outlet orifice towards the sample to be examined, characterized in that the outlet orifice (8) of the shell (1) is a porous sensor (2) saturated with a semi-solid electrolyte is inserted, the porous sensor (2) inside the housing (1) in contact with the auxiliary electrode (4) with its inner end and resting against the reference electrode (5) with its side part.

Probe according to claim 1, characterized in that the housing (1) is connected to the pipe (6) and the spring element (7) by means of an auxiliary electrode (4).