CS270341B1

CS270341B1 - Způsob zjišíovárií kinetiky a mechanismu elektrochemické koroze kovů

Info

Publication number: CS270341B1
Application number: CS883856A
Authority: CS
Inventors: Rostislav Ing Csc Silber
Original assignee: Rostislav Ing Csc Silber
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1990-06-13
Also published as: CS385688A1

Abstract

Způsob zjišíování kinetiky a mechanismu elektrochemické koroze kovů v modelových podmínkách kombinovanou radiometrickou a elektrochemickou metodou. Vzorek zkoumaného materiálu se označí radioindikátory, umístí se do reakční nádoby s elektrolytem. Snímají se časové závislosti korozního, případné řízeného potenciónálu, případné řízené proudové hustoty zkoumaného materiálu. Současně se zjišíuje obsah jednotlivých^složek označených radioindikátory uvolňujících se do elektrolytu..

Description

Vynález se týká způsobu zajišťování kinstiky a mechanismu elektronické koroze kovů v modelovaném korozním prostředí.

Pro studium elektrochemické koroze kovů a pro hodnocení korozní odolnosti uvažovaných kovových materiálů pro daný korozní systém jsou známy a používány elektrochemické metody, znložoné na měření polarizačních křivek testovaných materiálů v příslušném elektrolytu. Rozborem potenciodynamických, potenciostatických a intenziostatických polarizačních křivek lze získat základní údaje pro hodnocení korozních vlastností kovových materiálů. Kvantitativní údaje o množství jednotlivých složek vzorku, rozpouštějících se v korozním prostředí, lze získat citlivými analytickými metodami, mezi kterými radioindikátorové metody splňují požadavky kladené na'citlivost a selektivnost stanovení mnohdy velmi nízkého obsahu rozpouštěných složek. Radiometrické stanovení obsahu radioindikátory označených složek kovových materiálů na základě měření aktivity korozního prostředí v různých časových intervalech umožňuje relativně snadné sledování kinstiky rozpouštění kovových materiálů.

Nedostatkem těchto známých metod je skutečnost, že elektrochemické metody poskytují pouze kvalitativní informace o korozním chování kovových materiálů a na druhé straně radiometrické metody poskytují pouze kinetické údaje c rozpouštění zkoušených materiálů. ·

Známý stav techniky v této oblasti zdokonaluje způeob zjišťováni kinstiky a mechanismu elektrochemické kprbze kovů, při kterém se vzorky zkoumaného materiálu, jehož složky jsou označovány radioindikátory, ponoří do korozního prostředí, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se současně měří elektrochemické parametry vzorku polarizační metodou a časová závislost obsahu rozpuštěných složek vzorku v korozním prostředí radiometrickou metodou, přičemž se pomocí odstředivého čerpadla zajišťuje cirkulace korozního prostředí.

Polarizační metodoú lze měřit buá časovou závislost korozního potenciálu, nebo časovou závislost potenciálu vzorku řízeného vkládanou proudovou hustotou, popřípadě časovou závislost proudu na vkládaném'potenciálu. Složky zkoumaného materiálu lze označit radioindikátory, například aktivací neutrony v jaderném reaktoru nebo nabitými částicemi v cyklotronu. Cirkulací korozního prostředí - elektrolytu - mezi reakční nádobkou, va které js umíatěn vzorek, a měrnou celou s detekční jednotkou je umožněno radiometrické měření obsahu rozpuštěných složek testovaného materiálu v elektrolytu v časovém průběhu korozní zkoušky.

Uvedené nedostatky v podstatě odstraňuje způsob zjišťování kynetiky a mechanismu elektrochemické koroze kovů, jehož podstata spočívá v tom, že se vzorek zkoumaného materiálu označí radioindikátory, umístí do reakční nádoby s elektrolytem, cirkulujícím mezi rsakční nádobou a měrnou celou, potom se snímají časové závislosti korozního, popřípadě (.řízeného potenciálu, popřípadě řízené proudové hustoty zkoumaného materiálu a současně zjišťuje obsah jednotlivých jeho složek označených radioindikátory uvolňujících se do elektrolytu.

Způsob zjišťování kinstiky a mechanismu elektrochemická koroze kovů v modelových podmínkách kombinovanou radiometrickou a elektrochemickou metodou podle vynálezu umožňuje stanovit kinetikú a mechanismus elektrochemické koroze kovových materiálů za zvolených podmínek korozní zkoušky a tak vhodně spojit kvalitativní slektrodismické údaje s radiometricky stanovenými? kvantitativními .údaji o rozpouštění složek kovových materiálů.

Způsob zjišťování průběhu elektrochemické koroze v modelovaných korozních podmínkách kombinovanou radiometrickou a elektrochemickou metodou lze provádět například tak, že vzorek testovaného materiálu se ozáří v jaderném reaktoru, popřípadě v cyklotronu, zavěsí na platinový ’ drátek, který'umožňuje snímání korozního potenciálu, popřípadě vkládání počátečního řídicího potenciálu nebo proudové hustoty při potenciostatických, potenciodynamických nebo intenziostatických měřeních, a umístí do reakční nádobky, která je spojene dvouvětvovým solným můstkem se srovnávací elektrodou a která dále obsahuje pracovní platinovou elektrodu. Přívodní reakční nádobka se naplní elektrolytem a pomocí cirkulační jednotky, která je tvořena odstředivým čerpadlem, realizovaným v tomto případě pouzdrem, ve kterém rotuje magnetické míchadlo, spojeným s reakčním prostorem, je celý okruh zahrnující 1 měrnou celu naplněn elektrolytem, který · cirkuluje mezi reakční nádobkou a měrnou celou. Tříelektrodové uspořádání takto umožňuje snímání potenciostatických, potenciodynamických a intenziostatických polarizačních křivek a uspo

CS 270341 Β1· řádání měrná cela - detektor snímání kinetických křivek rozpouštění jednotlivých radioindikátory označených složek.

V uvedeném experimentálním uspořádání lze provádět automatický sběr elektrochemických a radiometrických dat v časovém průběhu korozní zkoušky a na základě jejich automatického hodnocení lze dále provádět modifikaci korozních podmínek, jako je změna proudové hustoty vkládané na vzorek, popřípadě změna řídícího potenciálu.

Vynález a jeho účinky jsou dále podrobněji vysvětleny na příkladu konkrétního vynálezu za pomoci popisu připojených výkresů,’ kde na obr. 1 jsou uvedeny polarizační křivky vzorků oceli 14CrlNi2 popouštěných při teplotách 300 °C - křivka 1, 560 °C - křivka 2, 680 °C křivka 3 v modelovém korozním prostředí, a na obr. 2 je závislost korozního potenciálu ^UKOR’ ^mn°2ství rozpuštěného chrómu - mQ_r a korozní rychlosti V(,_r na čase u vzorku popouštěného při teplotě 480 °C. ,

Vzorky oceli 14CrlNi2 byly po žíhání při teplotě 1 040 °C po 45 min. popouštěny při teplotách v rozsahu 380 až 640 °C s následným chlazením na vzduchu. Potom byly vzorky upraveny na rozměry 1 x 10 x 30 mm a meoharricky obroušeny na hrubost 3/0. Ke sledování kinetiky rozpouštění oceli byl vybrán radioizotop Cr-51, který vzniká ozářením oceli neutrony v jaderném reaktoru. Modelové korozní prostředí mělo následující složení: 0,6 g Fe₂/S0₄/^.9 H₂0, 1,61 g CuSO^.5 H₂0, 0,93 g NiCl₂· 6 H₂0 a 1,11 g ZnSO^ v 1 litru roztoku. Redox potenciál tohoto korozního prostředí měřený platinovou elektrodou proti kalomelové elektrodě činil 0,48 V. Před vlastní korozní zkouškou byly vzorky mořeny ve zředěné HNOj, odmaštěny v toluenu a opláchnuty vodou. »

Základní informace o korozním chování sledovaného materiálu v modelovém korozním prostředí byly získány z polarizačních křivek, znázorněných na obr. 1. Ze závislosti proudové hustoty na řídicím potenciálu vyplývá, že oblast pasivity oceli je poměrně široká a pohybuje se v rozmezí 0,1 až 0,4 V.

Na obr. 2 je uvedena časová závislost korozního potenciálu vzorku oceli popouštěného při teplotě 480 °C a paralelněrradiometricky získaná časová závislost hmotnosti rozpouštěného chrómu a korozní rychlosti chrómu, získaná derivací předchozí závislosti. Z časové závislosti korozního potenciálu vyplývá, že po počáteční fázi, kdy se hodnota korozního potenciálu přibližuje hodnotě redox potenciálu korozního prostředí /0,48 V/, dochází k jeho posunu k zápornějším hodnotám. Po době asi 250 min. korozní potenciál prudce klesne až na hodnotu kolem -0,1 V a do doby asi 500 min. pozvolně stoupá na hodnotu asi 0,40 V. Tento průběh se na kinetické křivce projeví prudkým vzrůstem množství rozpouštěného chrómu a kvalitativně obdobnou závislostí korozní rychlosti chrómu na čase. V dalším časovém průběhu dochází ke změnám korozního potenciálu v intervalu hodnot 0,40 až 0,20 V, které se na kinetické křivce projeví obdobným způsobem jako v případě prvního píku.

Časový průběh korozního potenciálu a korozní rychlosti odpovídá představám o průběhu bodové koroze chromových ocelí v prostředí obsahujícím chloridové ionty. Předností uvedeného způsobu sledování je skutečnost, že lze získat informace o průběhu nerovnoměrných druhů koroze měřením kinetiky rozpouštění složek oceli. Doplnění kinetických křivek měřením korozního potenciálu ukazuje zase na oblast potenciálu, ve které koroze probíhá, a lze tak získat informace o elektrochemickém průběhu sledovaného děje.

Vynález je-určen pro základní hodnocení průběhu elektrochemické koroze kovových materálú v kapalném korozním prostředí a získané výsledky lze využít ve strojírenství a hutnictví zejména pro hodnocení a kontrolu jakosti legovaných ocelí a slitin určených pro použití v různých korozních podmínkách.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob zjišťování kinetiky a mechanismu elektrochemické koroze kovů v modelových podmínkách kombinovanou radiometrickou a elektrochemickou metodou, vyznačující se tím, že se vzorek zkoumaného materiálu označí radlolndikátory, umístí do reakční nádoby a elektrolytem, cirkulujícím mezi reakční nádobou a měrnou celou, potom se snímají časové závislosti korozního, popřípadě řízeného potenciálu, popřípadě řízené proudové hustoty zkoumaného materiálu n uuučiiíinč sici zjišťuje obsah jednotlivých jeho složek uvolněných do elektrolytu a označených radlolndikátory.