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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren mit Ermittlung des elektrochemischen
Rauschens zur Bestimmung der Korrosionsgeschwindigkeit.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Elektrochemisches
Rauschen (ECN) kann als spontane Strom- und Potentialschwankungen
definiert werden, die durch Konosionsreaktionen hervorgerufen werden.
Zum Nachweis von Konosionsreaktionen sind verschiedene Verfahren
angewandt worden, zu denen ein lineares Polarisationswiderstandsverfahren
gehört, bei
dem ein Gleichstromsignal (Gs-Signal) an eine korrodierende Zelle
angelegt wird, die aus zwei oder drei Elektroden besteht, und die
resultierende Gs-Polarisation überwacht
wird. Unter der Voraussetzung, daß der angelegte Strom so klein
ist, daß die
Potentialverschiebung weniger als 20 Millivolt (mV) beträgt, ist
die Reaktion in den meisten Fällen
linear, und der gemessene Widerstand, gewöhnlich als Polarisationswiderstand
bekannt, kann im umgekehrten Verhältnis zur Geschwindigkeit des
gleichmäßigen Korrosionsangriffs
stehen. Andere Verfahren beinhalten die Anwendung der elektrochemischen
Impedanz, wobei auf ähnliche
Weise wie beim linearen Polarisationsverfahren ein sinusförmiger Strom
oder ein sinusförmiges
Potential angelegt wird und das sinusförmige Potential oder der sinusförmige Strom überwacht
wird, das bzw. der aus dem angelegten Strom oder Potential resultiert.
Alternativ kann ein quasistatistisches Rauschsignal an eine korrodierende
Zelle angelegt werden, wobei die elektrochemische Impedanz durch
Zeit- oder Frequenzbereichstransformationen ermittelt wird.
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Obwohl
die obigen Verfahren weit verbreitet angewandt werden, weisen sie
(1) insofern Beschränkungen
auf, als sie nur Informationen über
gleichmäßige Korrosionsbedingungen
liefern, da sie für
die Oberfläche der überwachten
Elektrode ein mittleres Signal liefern; und (2) in Abhängigkeit
von der Umgebung, dem metallischen Werkstoff und der Korrosionsart
ist die Annahme ungültig,
daß die
Korrosionsgeschwindigkeit zum gemessenen Ladungstransport oder zum
Polarisationswiderstand proportional ist, da die Korrosion von örtlich begrenzter
Natur ist. Diese Probleme sind durch Überwachung örtlich begrenzter Korrosion
mittels Anwendung der Analyse des elektrochemischen Potentialrauschens
angegangen worden. Alternativ kann man durch Verbindung der Stromanalyse
mit der Analyse des elektrochemischen Potentialrauschens weitere
Informationen erhalten. Zum Beispiel können zwei gleichartige Elektroden über ein
Amperemeter mit dem Widerstand null miteinander gekoppelt werden,
wobei das Ausgangssignal des Amperemeters mit dem Widerstand null zum
Eingang des Analysesystems für
elektrochemisches Rauschen übermittelt
wird. Auf diese Weise läßt sich die
Schwankung des Kopplungsstroms im wesentlichen auf ähnliche
Weise wie bei der weiter oben beschriebenen Analyse des elektrochemischen
Potentialrauschens analysieren.
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US-A-5139627
von Eden et al. offenbart ein System, das zwei Arbeitselektroden
verwendet, die mit dem gleichen Material gefertigt und den gleichen
Korrosionsbedingungen ausgesetzt werden wie die zu prüfende Metalloberfläche. Dieses
System verwendet ferner eine Einrichtung zur Messung des Kopplungsstroms zwischen
den Arbeitselektroden, eine Einrichtung zur Messung des von den
Elektroden herrührenden
elektrochemischen Potentialrauschens und eine Einrichtung zum Vergleich
des Kopplungsstroms mit dem elektrochemischen Stromrauschen, um
ein Ausgangssignal bereitzustellen, das den Grad der örtlichen
Begrenzung der Korrosion anzeigt. Eden et al. nutzen Ruhepotentialbedingungen
und verwenden zwei Arbeitselektroden in einer Elektrolytumgebung,
wobei beide Elektroden mit einem Amperemeter mit niedrigem Widerstand
kurzgeschlossen werden. Der Strom zwischen diesen beiden Arbeitselektroden
ist das Ergebnis der an ihnen auftretenden Korrosion, wobei der
Meßwert
des Nettostroms in Beziehung zur Korrosion an beiden Elektroden steht.
Nachteile dieses Systems reichen jedoch von der Tatsache, daß die Arbeitselektroden
identisch sein müssen,
um genaue Meßwerte
zu erhalten, und die Herstellung solcher identischer Elektroden
schwierig, wenn nicht unmöglich
ist, und daß außerdem unbekannt
ist, welche Elektrode reagiert, um die Korrosion zu offenbaren,
bis zu der Tatsache, daß dieses
System die Verwendung von zwei Arbeitselektroden erfordert, wodurch
die Anwendbarkeit dieses Systems eingeschränkt wird. Ferner ist die Unterscheidung
zwischen verschiedenen Arten örtlich
begrenzter Korrosion wegen der Tatsache, daß beide Elektroden zur Reaktion
des Systems beitragen, zumindest schwierig.
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Die
britische Patentanmeldung GB-2218521A offenbart eine Mehrkanal-Korrosionsgeschwindigkeitsmeßvorrichtung,
in der Korrosionsgeschwindigkeiten einer Anzahl von Metallen im
Kontakt mit einem gemeinsamen Elektrolyten in einer Vorrichtung
gemessen werden, die einen Potentiostaten, der mit einem Bezugsnormal
und einer in dem Elektrolyten angeordneten Hilfselektrode verbunden
ist, und ein Amperemeter mit dem Widerstand null aufweist, das für jedes
Metall mit einer gewünschte
Spannung gegen Masse vorgespannt werden kann. Die Amperemeter mit
dem Widerstand null und der Potentiostat weisen eine gemeinsame
Erdklemme auf. Die Anordnung gestattet eine Verschiebung der Bezugsspannung
für jedes
Metall gegen die Standardbezugsspannung zu ihrem eigenen Grundkorrosionspotential.
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Die
Internationale Patentanmeldung Nr. PCT/LTS98/08325 offenbart ein
in-situ-Verfahren zur Überwachung örtlich begrenzter
Lochkorrosion wobei ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung örtlich begrenzter
Lochkorrosion in Metallrohren oder Speicherbehältern bereitgestellt werden.
Zum Nachweis von Spannungswerten des elektrochemischen Rauschens
und Stromwerten des elektrochemischen Rauschens werden elektrochemische
Sonden eingesetzt. Die quadratischen Mittelwerte von Strom und Spannung
des elektrochemischen Rauschens werden berechnet und für die nachgewiesenen
Spannungs- und Stromwerte des elektrochemischen Rauschens gespeichert.
Die gespeicherten Strom- und Spannungswerte des elektrochemischen
Rauschens werden durch Transformation in spektrale Leistungsdichtedaten
unter Anwendung einer schnellen Fouriertransformation verarbeitet.
Es wird ein Anstieg der spektralen Leistungsdichtedaten bezüglich der
Frequenz berechnet. Zu den elektrochemischen Sonden gehört ein Paar
Arbeitselektroden, die aus dem gleichen Material wie die überwachten
Rohre oder Speicherbehälter
bestehen, und eine Bezugselektrode aus einem korrosionsbeständigen Material.
Ein linearer Anstieg eines niederfrequenten Teils der spektralen Leistungsdichtedaten
wird unter Anwendung einer Methode der kleinsten Quadrate berechnet.
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Was
nach dem Stand der Technik benötigt
wird, sind ein vereinfachtes System und Verfahren zur Erfassung
der Korrosionsgeschwindigkeit.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1 mit Ermittlung
des elektrochemischen Rauschens zur Bestimmung der Korrosionsgeschwindigkeit
eines elektrisch leitenden Gegenstands.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Arbeitselektrode, die aus dem interessierenden
Material besteht; eine Gegenelektrode, die in einer interessierenden
Umgebung inert ist; eine Bezugselektrode, die in der interessierenden
Umgebung inert ist; und ein Meßsystem
gemäß Anspruch
5.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Zeichnungen sind als Beispiele und nicht einschränkend gemeint:
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2 zeigt eine andere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zur Ermittlung des elektrochemischen Rauschens;
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3 zeigt eine graphische
Darstellung des Potential/Strom-Rohdatendiagramms als Funktion der Zeit
für potentiostatisches
elektrochemisches Rauschen in Salzlösung/Luft;
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4 zeigt eine graphische
Darstellung des Potential/Strom-Rohdatendiagramms als Funktion der Zeit
für potentiostatisches
elektrochemisches Rauschen in Salzlösung/Luft;
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5 zeigt eine graphische
Darstellung mit Vergleich des potentiostatischen elektrochemischen
Rauschens und des Betriebs mit dem Amperemeter mit dem Widerstand
null in Salzlösung/Luft
für die
Spannung als Funktion der Zeit;
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6 zeigt eine graphische
Darstellung mit Vergleich des potentiostatischen elektrochemischen
Rauschens und des Betriebs mit dem Amperemeter mit dem Widerstand
null in Salzlösung/Luft
für den
Strom als Funktion der Zeit;
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7 zeigt eine graphische
Darstellung des Potentials als Funktion der Zeit, welche die Wirkung
einer Strömung
auf das Strom/Potential-Rauschen in Salz-/Kohlendioxid-Lösung darstellt;
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8 zeigt eine graphische
Darstellung des Stroms als Funktion der Zeit, welche die Wirkung
einer Strömung
auf das Strom-/Potential-Rauschen in Salz-/Kohlendioxid-Lösung darstellt.
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9 zeigt eine graphische
Darstellung des Potentials als Funktion der Zeit, welche die Wirkung
eines quaternären
Aminhemmstoffs auf das Strom-/Potential-Rauschen in Salz-/Kohlendioxid-Lösung darstellt;
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10 zeigt eine graphische
Darstellung des Stroms als Funktion der Zeit, welche die Wirkung
eines quaternären
Aminhemmstoffs auf das Strom-/Potential-Rauschen in Salz-/Kohlendioxid-Lösung darstellt.
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BESTE AUSFÜHRUNGSART
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Bestimmung der Korrosionsgeschwindigkeit
an einer Metalloberfläche
unter Anwendung eines außergewöhnlichen
Verfahrens zur Ermittlung des elektrochemischen Rauschens. Die vorliegende
Erfindung verwendet eine Arbeitselektrode, wobei ein durch die Korrosion
dieser Elektrode in dem aggressiven Fluid erzeugtes Potential während eines
bestimmten Zeitraums bezüglich
einer Bezugselektrode gemessen wird; die Arbeitselektrode wird dann
auf das gemessene Potential eingestellt, und ohne Anlegen eines
Potentials (ΔV
= 0) wird die Arbeitselektrode unter potentiostatische Steuerung
gebracht; und anschließend
wird während
eines zweiten Zeitraums der Strom zwischen der Arbeitselektrode
und der Gegenelektrode gemessen. Der Zyklus wird nach der Strommessung
wiederholt. Schließlich
werden der gemessene Strom und das gemessene Potential zur Bestimmung
der allgemeinen und der örtlich
begrenzten Korrosionsgeschwindigkeit verwendet.
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Zur
Bestimmung der Korrosionsgeschwindigkeit wird die Arbeitselektrode
aus dem gleichen Material gefertigt wie der betreffende Artikel
(d. h. die Komponente, der Gegenstand ...). Im allgemeinen ist das
Material ein Metall oder eine Metallegierung. Die Gegenelektrode
kann zwar aus einem beliebigen Material bestehen, einschließlich des
gleichen Materials wie dem der Arbeitselektrode, aber vorzugsweise
weist die Gegenelektrode ein Material auf, das in der jeweils interessierenden
Umgebung inert ist. Zum Beispiel kann die Gegenelektrode aus Platin,
einer Legierung oder Nickelbasis (z. B. Hastalloy C276) , Eisenbasis
(z. B. Edelstahl) oder Chrombasis oder aus Gemischen und deren Legierungen
oder irgendeinem anderen elektrisch leitenden, nichtkorrodierenden
Material bestehen. Ähnlich
der Gegenelektrode kann die Bezugselektrode ein beliebiges Material
aufweisen, weist aber vorzugsweise ein inertes, elektrisch leitendes
Material auf, wobei es sich um das gleiche Material wie das in der
Gegenelektrode verwendete oder um ein anderes Material handeln kann.
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Im
Betrieb sind die Arbeits-, Gegen- und die Bezugselektrode im gleichen
Milieu wie die interessierende Komponente voneinander beabstandet
angeordnet. Zunächst
wird während
einer bestimmten Zeitspanne ein Potential zwischen der Arbeits-
und der Bezugselektrode bei offenem Stromkreis bzw. als Ruhepotential gemessen.
Die Zeitspanne, die von beliebiger Dauer sein kann, beträgt typischerweise
weniger als 1 Minute, vorzugsweise weniger als etwa 10 Sekunden
(s), wobei, der Bequemlichkeit halber und um die Testdauer zu verkürzen, weniger
als etwa 1 s besonders bevorzugt wird. Am Ende der Zeitspanne wird
dann ein dem gemessenen Potential zu diesem Zeitpunkt äquivalentes
Potential an die Arbeitselektrode angelegt, indem vom offenen Stromkreis
auf potentiostatische Steuerung umgeschaltet wird. Sobald potentiostatische
Bedingungen hergestellt worden sind, kann während einer zweiten Zeitspanne
der Strom zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode gemessen
werden (obwohl diese zweite Zeitspanne von beliebiger Dauer sein
kann, wird die gleiche Zeitdauer bevorzugt). Nach der potentiostatischen
Strommessung kann ein neuer Zyklus ausgeführt werden.
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Das
gemessene Potential- und Stromrauschen kann dann genutzt werden,
um die allgemeine und die lokalisierte bzw. örtlich begrenzte Korrosionsgeschwindigkeit
zu messen, wobei herkömmliche
Verfahren angewandt werden, die typischerweise den mittleren Strom
(quadratischer Mittelwert (RMS;)) und das mittlere Potential (RMS
V) sowie die Standardabweichung (σ
i)
verwenden. Zum Beispiel ist bekannt, daß die allgemeine Korrosion
(I
G corr) in der
folgenden Beziehung zum Widerstandsrauschen (R
N)
steht:
während die örtlich begrenzte
Korrosion (I
L corr)
auf die folgende Weise eine Funktion des elektrochemischen Stromrauschens
(σ
i) ist:
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In 1, die eine mögliche Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, ist eine Arbeitselektrode 3 zwischen
einer Bezugselektrode 1 und einer Gegenelektrode 5 und
von beiden beabstandet angeordnet. Die Gegenelektrode 5 und
die Arbeitselektrode 3 sind mit einem Potentiostaten 7,
der einen Komparator 17 (RN) speist,
und einer Meßvorrichtung 15 für lokalisierte
Korrosion verbunden, welche die örtlich
begrenzte Korrosion als Funktion der Zeit messen kann. Unterdessen
sind die Bezugselektrode 1 und die Arbeitselektrode 3 mit
einer Überwachungsvorrichtung 9 für elektrochemisches
Potentialrauschen verbunden (d. h. mit einem Voltmeter), die den
Komparator 17 und einen Leistungsdichteanalysator 11 speist.
Aus diesem Eingangssignal in Kombination mit dem Eingangssignal
von der Meßvorrichtung 7 für elektrochemisches
Stromrauschen kann die örtlich
begrenzte Korrosionsgeschwindigkeit bestimmt werden. Die Überwachungsvorrichtung 9 für elektrochemisches
Potentialrauschen speist ein Eingangssignal in den Komparator 17 ein,
um die allgemeine Korrosionsgeschwindigkeit als Funktion der Zeit
zu bestimmen.
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BEISPIEL 1
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Das
folgende Beispiel beschreibt die Messung der Korrosionsgeschwindigkeit
für einen
Weichstahl (z. B. ASTM-Stahl C 1018) in einem Milieu mit einer Mischung
aus Salzlösung,
Kohlenwasserstoff und Kohlendioxid unter Verwendung der in 1 dargestellten Ausführungsform.
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Die
Gegen- und die Bezugselektrode bestehen aus Hastalloy C276 (im Handel
erhältlich
von Metal Samples, Inc., GA), während
die Arbeitselektrode aus Weichstahl C 1018 besteht.
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Die
Elektroden 1, 3, 5 sind in dem Gemisch
aus Salzlösung,
Kohlenwasserstoff und Kohlendioxid angeordnet. Nachdem 10 Sekunden
lang das Potential zwischen der Arbeits- und der Bezugselektrode
bei offenem Stromkreis gemessen wird, wird das Potential dann fixiert
(ΔV = 0),
und der Strom wird 10 Sekunden lang zwischen der Arbeits- und der
Gegenelektrode gemessen, während
das Potential zwischen der Arbeitselektrode 3 und der Bezugselektrode 1 durch
das kochempfindliche, hochohmige Voltmeter 9 gemessen wird.
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Folglich
verwendet die vorliegende Erfindung das Potential- und Stromrauschen
zur Bestimmung der allgemeinen Korrosionsgeschwindigkeit (aus RN) und das Stromrauschen zur quantitativen
Schätzung
des Grades und der Natur der lokalisierten bzw. örtlich begrenzten Korrosion
aus der Mustererkennungsanalyse.
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BEISPIEL 2
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Strom-
und Potentialrauschen werden während
einer Zeitspanne zwischen 1 und 60 Sekunden abgetastet, wobei der
Strom bei konstant gehaltenem Potential und das Potential bei offenem
Stromkreis gemessen wurden. Der Standardmodus verwendete das in 2 dargestellte System und
bestand aus der folgenden Sequenz:
- 1. Messung
des Potentials zwischen Arbeits- und Bezugselektrode (1 bis 60s) – Zeitspanne
A;
- 2. Aufzeichnung des Potentials am Ende der Zeitspanne A;
- 3. Halten des Potentials (0,1 bis 60s) – Zeitspanne B;
- 4. Messung und Aufzeichnung des Stroms am Ende der Zeitspanne
B;
- 5. Freigabe des gehaltenen Potentials (0 bis 60s) – Zeitspanne
C; und
- 6. Rückkehr
zu '1'.
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3 zeigt die Potential/Strom-Kurven
in einer Salz/Luft-Lösung,
die mit dem potentiostatischen ECN-Verfahren (P-ECN-Verfahren) ermittelt
wurden. Die für
diesen Test gewählten
Zeitspannen waren A = 40 Sekunden, B = 40 Sekunden und C = 0. Während der
Zeitspanne ohne Halten des Potentials (A) wurde das Potential gemessen,
und der Strom war gleich null. Während
der Zeitspanne mit Halten des Potentials (B) war das Potential konstant
(Potentialrauschwert), und der Strom wurde gemessen. Der anfängliche
Stromanstieg war auf den kapazitiven Strom in der Doppelschicht
zurückzuführen, der
von einem kontinuierlichen Anstieg/Abfall des Anoden-/Kathodenstroms
gefolgt wurde. Der erste Wert nach dem anfänglichen Stromanstieg wurde
aufgezeichnet (Stromrauschen) und zusammen mit dem Potentialrauschen
aufgetragen, wie in 4 dargestellt.
Wichtig ist die Feststellung eines Potentialanstiegs bei etwa 1700
Sekunden, der mit einem Abfall des Stromrauschens zusammenfiel,
was auf eine gute Korrelation zwischen den beiden Größen schließen läßt. In dieser
Versuchsdurchführung
wurde wegen der niedrigen Abtastfrequenz kein hochfrequentes Rauschen
beobachtet.
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Der
Vergleich zwischen dem Strom- und Potentialrauschen, das mit dem
herkömmlichen
ECN-Verfahren (Betrieb
mit Widerstand null(ZRM)) bzw. dem potentiostatischen ECN-Verfahren
in Salz-/Luft-Lösung ermittelt
wurde, wurde in den 5 und 6 dargestellt. In diesem
System war die Korrosionsgeschwindigkeit ziemlich hoch, wobei eine
Arbeitselektrode mit höherer
Geschwindigkeit korrodierte als die andere Elektrode (ΔV = 13 Millivolt
(mV) bei ZRM). Im potentiostatischen Modus nahmen sowohl das Strom-
als auch das Potentialrauschen wegen eines Anstiegs der Korrosionsgeschwindigkeit
erheblich zu (Zunahme des quadratischen Mittelwerts und der Standardabweichung).
Dieses Ergebnis zeigte, daß die
zweite Arbeitselektrode die "wirkliche" Arbeitselektrode
im ZRM-Modus um -12 mV polarisierte. und daher die Korrosionsgeschwindigkeit im
Vergleich zum potentiostatischen Modus um einen Faktor von mindestens
zwei verminderte. Diese Polarisation der Arbeitselektrode über einen
langen Zeitraum kann eine wesentliche Auswirkung auf die gemessene Korrosionsgeschwindigkeit
haben. Daher waren in diesem Fall sowohl die allgemeine als auch
die örtlich
begrenzte Korrosionsgeschwindigkeit bei der Messung nach dem potentiostatischen
Verfahren erheblich höher. Die
Korrosionsgeschwindigkeitsmessungen bei Ruhepotential ohne induzierte
Polarisation waren ein wichtiger Vorteil des potentiostatischen
ECN-Verfahrens gegenüber
dem ZRA-Modus. Wenn die zweite Elektrode in dem Elektrodenpaar für das potentiostatische
ECN-Verfahren ausgewählt
worden wäre,
dann wäre
ein Abfall sowohl des Potentials als auch des Stroms zu erwarten.
Dies bestätigt,
daß bei
ECN-Überwachung
ein an den beiden'nichtidentischen' Elektroden anliegendes
Potential vorhanden ist.
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Das
potentiostatische ECN-Verfahren wurde ferner bezüglich der Auswirkung des Rührens und
der Zugabe eines Korrosionshemmers auf das Strom- und Potentialrauschen
in einer Salzlösung
beurteilt, die Kohlendioxid (CO2) enthielt.
Die in dieser Untersuchung verwendeten Parameter waren A = I Sekunde,
B = 10 Sekunden und C = 0 Sekunde.
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Die 7 und 8 zeigen das Strom- und Potentialrauschen
in der Salz-/CO2-Lösung ohne und mit Rühren, ermittelt
unter Anwendung des potentiostatischen ECN-Verfahrens. Zu erkennen
ist, daß Rühren (mit
etwa 100 Umdrehungen pro Minute (U/min) oder weniger) einen erheblichen
Einfluß auf
das Strom- und Potentialrauschen hat und zu einer Verminderung der
Schwankungen (d. h. der Standardabweichungen) führt. Der quadratische Mittelwert
des Stromrauschens wurde gleichfalls um einen ähnlichen Betrag vermindert.
Daher standen die zeitlichen Änderungen
der Strom- und Potentialschwankungen im Zusammenhang mit Änderungen der
Strömungsgeschwindigkeit/des
Strömungsregimes
in diesem besonderen System.
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Die
Wirkung des Hemmstoffs (z. B. von quaternärem Amin) auf das Strom- und
Potentialrauschen in gerührter
Salz-/CO2-Lösung wurde in den 9 und 10 dargestellt. Die Zugabe von 100 Millionstel
Teilen (ppm) quaternärem
Amin führte
zu einer plötzlichen
Abnahme des quadratischen Mittelwerts (rms) des Stromrauschens und
zu einer erheblichen Verminderung der Stromschwankungen (σI),
die auf eine Verminderung der allgemeinen Korrosion um etwa 95%
schließen
läßt (Tabelle
1). Gleichzeitig wurde eine gewisse Zunahme der örtlich begrenzten Korrosion
beobachtet (σI/rmsi etwa gleich
0,6). Die Ergebnisse zeigten, daß im P-ECN-Modus die Verminderung
der Korrosionsgeschwindigkeit entweder aus der Änderung des quadratischen Mittelwerts
des Stromrauschens oder aus dem Rauschwiderstand (σv/σI)
ermittelt werden kann. Im ZRA-Modus können nur Trends der Korrosionsgeschwindigkeiten
aus dem quadratischen Mittelwert bestimmt werden, nicht aber die
absoluten Werte. Dies ist ein weiterer wichtiger Vorteil des P-ECN-Verfahrens
im Vergleich zu den ZRA-Messungen.
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Das
erfindungsgemäße System
kann durch Automatisierung des Systems unter Verwendung eines geeigneten
Computersystems und geeigneter Software weiter vereinfacht werden.
Die Software sollte alle hierin beschriebenen notwendigen Schaltvorgänge und
Messungen steuern können.
Durch Automatisieren des aktuellen Systems können Fehler eliminiert werden,
die durch menschliche Wechselwirkung und Verzögerung eingeführt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein vereinfachtes System und Verfahren
zur Korrosionsmessung. Anders als die bekannten Verfahren, welche
die Verwendung von zwei identischen Arbeitselektroden erfordern,
die aus dem gleichen Material bestehen wie der Gegenstand, nutzt
die vorliegende Erfindung eine Arbeitselektrode (unterschiedliche
Gegen- und Bezugselektroden) und beseitigt dadurch einen Fehler,
der durch Unterschiede zwischen den Elektroden entsteht, da alle
gemessenen Daten von der gleichen Elektrode stammen. Weitere Vorteile
sind unter anderem, daß eine
verbesserte Korrelation zwischen dem Strom- und dem Potentialrauschen
besteht (d. h. gleiche Quelle); daß die Korrosionsgeschwindigkeit
bei Ruhepotential (OCP) ohne Störung
des Systems gemessen wird; und daß ein geringer oder gar kein
Verlust des Langzeit-Strom/Potentialdriftsignals (Gleichstromkomponenten)
auftritt. Da ferner nur eine Arbeitselektrode erforderlich ist,
kann die vorliegende Erfindung zur Bestimmung der Korrosionsgeschwindigkeit
in Anwendungen genutzt werden, wo die Verwendung des Systems mit
zwei Arbeitselektroden, wenn nicht unmöglich, zumindest unzweckmäßig ist, wie
z. B. bei Systemen mit rotierender Scheibe und rotierendem Zylinder
oder irgendeiner anderen Umgebung mit hoher Scherung. Außerdem war
bei dem System mit zwei Arbeitselektroden unbekannt, welche Elektrode korrodierte
und dadurch die Daten lieferte. Im vorliegenden System wird klar
festgestellt, von wo die Daten herrühren, wodurch eine gute Konelation
zwischen Strom- und Potentialrauschen festgestellt werden kann. Schließlich sind,
anders als bei der bekannten Technik, die Größe und Geometrie der erfindungsgemäßen Arbeitselektrode
nicht beschränkt.
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Es
sind zwar bevorzugte Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben worden, aber es können verschiedene Modifikationen
und Ersetzungen daran vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Dementsprechend versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung
erläuternd
und nicht einschränkend
beschrieben worden ist.
