CZ24649U1 - Tester pro korozní zkoušky v okludováných roztocích - Google Patents

Description

Tester pro korozní zkoušky v okludovaných roztocích

Oblast techniky

Tester umožňuje jednoduchým způsobem hodnotit korozní chování kovu za podmínek omezené výměny elektrolytu u povrchu kovu s okolím, kdy vzniká tzv. okludovaný roztok. Tato situace je velmi běžná v reálné korozní situaci; např, kovový povrch stíněný těsněním nebo jiným kovovým povrchem, kovový povrch stíněný úsadami, kovová zařízení uložená v půdě, kovové archeologické předměty, kovové obaly jaderného odpadu v trvalém úložišti, atd.

Dosavadní stav techniky

K hodnocení koroze kovů v okludovaných roztocích se využívají expoziční zkoušky nebo io elektrochemické polarizační metody. Expoziční zkoušky jsou založeny na působení zkušebního roztoku na zkušební kovový vzorek, jehož povrch je částečně stíněn zkušebním tělesem, které tvoří mezi svým povrchem a povrchem kovového vzorku úzkou štěrbinu naplněnou elektrolytem.

Vznik okludovaného roztoku ve štěrbině na povrchu pasivovatelného materiálu vede k intenzivnímu štěrbinovému napadení. K vyvolám štěrbinové koroze se využívá též anodické polarizace kovového vzorku s částečně stíněným povrchem pomocí vnějšího zdroje proudu, pri čemž se hodnotí velikost proudu nutného k polarizaci na daný potenciál. Zavedené způsoby jsou vhodné pro hodnocení odolnosti kovů vůči štěrbinové korozi, kdy je stíněný povrch ve vodivém spojení s nestíněným povrchem s dobrým přístupem pro ovzdušněný elektrolyt, a může se tak uplatnit článek s různým odvzdušněním. Z praxe známe situace, kdy je exponován kovový povrch elek20 trolytům ve zcela stíněných prostorech. Jedná se o významné technické aplikace, jako např. kovová zařízení uložená v půdě, kovové schránky jaderného odpadu v trvalém úložišti, kovové archeologické předměty, kovový povrch stíněný úsadami, uzavřené chladicí systémy v energetických provozech nebo ve spalovacích motorech, uzavřené systémy ústředního topení, atd. Pro tyto situace nejsou zmíněné techniky vhodné. Korozní chování kovů v těchto situacích závisí na změně složení okludovaného roztoku vlivem probíhajících reakcí, které většinou vedou k vyčerpání rozpuštěného kyslíku a změně pH,

Podstata technického řeSení

Podstatou funkce předmětného testeru svitkového testu je expozice kovového povrchu ve velmi malém objemu elektrolytu v poměru k velikosti plochy exponovaného kovu. Korozní chování kovu za těchto podmínek je výrazně ovlivněno změnami složení přiléhajícího elektrolytu, které plynou z omezené výměny elektrolytu u povrchu kovu s okolím; vzniká tzv. okludovaný roztok. Tato situace je běžná v reálné korozní situaci; např. kovový povrch stíněný těsněním nebo jiným kovovým povrchem. Vznik okludovaného roztoku zajišťuje svitek 2 umístěný ve zkumavce 1 se zkušebním roztokem 3. Svitek 2 tvoří pás fólie zkoušeného kovu o rozměrech 30 x 4 cm, kterýje těsně svinut společně s pásem filtračního papíru o stejných rozměrech do těsného svitku 2. Svitek 2 zajištěný proti rozvinutí je pak vložen do zkumavky 1 o délce 140 až 160 mm a vnitřním průměru 13 až 15 mm se zkoušeným elektrolytem 3 tak, aby hladina elektrolytu 3 dosahovala do poloviny výšky svitku (obr. 1) - varianta A. V případě požadavku anoxických podmínek je zkumavka i plněna (obr, 2) zkušebním roztokem tak, aby hladina dosahovala do výšky dvoj40 násobku výšky svitku 2, a uzavřena v inertní atmosféře dusíku nebo argonu - varianta B. Svitkový test je možné realizovat za libovolné teploty vodného elektrolytu. Po expozici se hodnotí korozní odolnost kovového povrchu pomocí míry přilnutí filtračního papíru ke kovovému povrchu. Pokud zůstává kovový materiál v pasivním stavu, je filtrační papír snadno snímatelný, zatímco na aktivovaném kovovém povrchu filtrační papír lpí. Korozní napadení se hodnotí vizuálně a korozní rychlost v aktivním stavu se hodnotí pomocí hmotnostního úbytku kovové fólie. Změny složení zkušebního roztoku a vznik nerozpustných korozních produktů, lze hodnotit analýzou sejmutého filtračního papíru, pokud není složení ovlivněno přístupem kyslíku po rozvinutí svitku.

-1 CZ 24649 Ul

Stručný popis obrázků na výkresech

Obr. 1 Varianta A testeru - vnější povrch svitku je exponován v aerobním prostředí. Zkumavka, je naplněna zkušebním roztokem do poloviny výšky svitku a je uzavřena zátkou, jíž prochází skleněná trubička.

Obr. 2 Varianta B testeru - vnější povrch svitku je exponován v anaerobním prostředí. Zkumavka je zaplněna zkušebním roztokem do výšky dvojnásobku výšky svitku a je těsně uzavřena zátkou.

Příklad použití

Dvě varianty testeru pro korozní zkoušky v okludovaných roztocích jsou znázorněny na obr. 1 a

2. Obě varianty jsou tvořeny zkumavkou 1 o délce 140 až 160 mm a vnitřním průměru 13 až 15 mm se zkoušeným elektrolytem 3, v němž je umístěn svitek 2 tvořený svinutím tenké fólie zkoušeného kovu společně s proužkem filtračního papíru o stejných rozměrech 30 x 4 cm.

Ve variantě A pro aerobní podmínky vně svitku 2 dosahuje hladina 3 elektrolytu ve zkumavce i do poloviny výšky svitku 2. Zkumavka I je uzavřena pryžovou zátkou 4 opatřenou skleněnou trubičkou 5 o vnitřním průměru 4 mm a délce 50 až 100 mm, která plní funkci zpětného chladiče pro případ práce za zvýšené teploty.

Ve variantě B pro anaerobní podmínky převyšuje hladina elektrolytu 3 výšku svitku 2 a zkumavka 1 je uzavřena pryžovou zátkou 4.

Popisovaný tester byl vyvinut pro klasifikaci agresivity chladicích kapalin na bázi ethylenglykolu vůči siluminové hlavě a bloku spalovacího motoru. Korozní agresivita chladicích kapalin je snižována přídavkem korozních inhibitorů. Zvýšená korozní agresivita kapalin se projevuje korozním napadením siluminových částí motoru, které jsou v kontaktu s těsněním ve spojích s periferiemi motoru, a následnou netěsností. Komerční chladicí kapaliny obsahují radu inhibitorů koroze. Účinnost těchto inhibitorů a celkovou korozní agresivitu chladicích kapalin lze rychle a jednoduše posoudit a porovnat pomocí svitkového testu. Zvýšená agresivita chladicí kapaliny se projeví během 24hodinové expozice svitku s hliníkovou fólií pri 80 °C (varianta A). Dalším příkladem použití je posouzení agresivity prostředí vůči uhlíkové oceli za anoxických podmínek (varianta B). Lze tak hodnotit účinnost protikorozních opatření formou úpravy složení vody v uzavřených okruzích energetických provozů nebo stanovovat agresivitu prostředí trvalého úložiště jaderného odpadu vůči materiálům vnější schránky kontejneru s jaderným odpadem. Průmyslová využitelnost

Popisovaný tester slouží pro jednoduché srovnávání korozního chování kovů za podmínek vzniku okludovaných roztoků bez nároků na nákladné vybavení. Hodnocení je založeno na jednoduchém kritériu posuzovaném vizuálně. Popisovaný tester může nalézt uplatnění ve vývoji a výrobě korozních inhibitorů nebo testování agresivity chladicích kapalin vůči materiálům chladicího okruhu spalovací motorů.

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Tester pro korozní zkoušky v okludovaných roztocích se vyznačuje tím, že pás kovové fólie společně s páskem filtračního papíru o stejných rozměrech 30 x 4 cm je těsně svinut do svitku (2), kterýje vložen do zkumavky (1) se zkoušeným roztokem (3).

-2CZ 24649 Ul

2. Tester podle nároku lse vyznačuje tím, Že zkumavka (1) je naplněna zkušebním roztokem (3) pouze do poloviny výšky svitku (2) a zkumavka (1) je uzavřena zátkou (4), jíž prochází skleněná trubička (5) o vnitřním průměru 4 mm a délce 50 až 100 mm.

3. Tester podle nároku lse vyznačuje tím, že zkumavka (1) je zaplněna zkušebním 5 roztokem (3) do výšky dvojnásobku výšky svitku (2) a zkumavka (1) je těsně uzavřena zátkou (4).