EA008848B1 - Метод определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода и устройство для его осуществления, способ и устройство для электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии - Google Patents

Метод определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода и устройство для его осуществления, способ и устройство для электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии Download PDF

Info

Publication number
EA008848B1
EA008848B1 EA200501635A EA200501635A EA008848B1 EA 008848 B1 EA008848 B1 EA 008848B1 EA 200501635 A EA200501635 A EA 200501635A EA 200501635 A EA200501635 A EA 200501635A EA 008848 B1 EA008848 B1 EA 008848B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
potential
electrode
current
uncharged
metal
Prior art date
Application number
EA200501635A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200501635A1 (ru
Inventor
Вильгельм Прохорович Косов
Original Assignee
Вильгельм Прохорович Косов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from MDA20030023A external-priority patent/MD2506G2/ru
Priority claimed from MDA20030100A external-priority patent/MD2503G2/ru
Application filed by Вильгельм Прохорович Косов filed Critical Вильгельм Прохорович Косов
Publication of EA200501635A1 publication Critical patent/EA200501635A1/ru
Publication of EA008848B1 publication Critical patent/EA008848B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/04—Controlling or regulating desired parameters

Abstract

Изобретение относится к электрохимической защите металлов от коррозии и касается метода определения потенциала незаряженной поверхности металла (φε=0), а также способа защиты, основанного на установлении защитного потенциала равным φε=0. Устройство (фиг. 5), реализующее способ такой защиты, включает в себя устройство для определения φε=0, в котором напряжение от источника переменного тока (13) подается на вспомогательный электрод (3) и на мост переменного тока, который формирует прямой и обратный импульсы напряжения, подаваемые на исследуемый электрод (4). Величина φε=0 определяется с помощью электронного осциллографа (9). Защита реализуется подачей тока защиты от источника постоянного тока (17), при этом с помощью резистора (16) или регулятора тока (18) устанавливается значение защитного потенциала, равное φε=0. Определение с высокой точностью и использование φε=0 повышают эффективность защиты металла.

Description

Изобретение относится к способам и устройствам определения потенциала незаряженной поверхности и способам и устройствам, использующим этот метод для защиты конструкционных металлов от коррозии.
Известен метод измерения потенциала незаряженной поверхности, основанный на допущении, что изменение двойного ионного слоя системы электрод-раствор приводит к обращению электрофоретического эффекта при установлении нулевого заряда поверхности электрода [1], что было подтверждено отклонением платиновой проволоки в разбавленной кислоте под действием электрического поля. Обращение отклонения было уподоблено движению частиц при электрофорезе, а величина потенциала, относительно которого происходило обращение движения проволоки, обуславливалась отсутствием двойного ионного слоя в системе электрод-раствор и была принята за потенциал нулевого заряда для химически чистого раствора или потенциал незаряженной поверхности для неочищенного раствора и металла.
Однако этот метод недостаточно точен, при этом величина потенциала зависит от принятого метода измерения [1, с. 113, табл. 4].
Задачей, которую решает заявляемый метод определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода, является повышение точности определения потенциала.
Поставленная задача решается следующей последовательностью операций: измеряют величину стационарного потенциала в системе электрод-раствор, электрод, помещенный в раствор, поляризуют электрическим током прямого и обратного направления, определяют момент установления потенциала незаряженной поверхности. При этом согласно изобретению поляризацию электрода осуществляют периодическим током с обратным импульсом и во время протекания как прямого, так и обратного импульсов разрывают внешнюю поляризующую цепь электрического тока. После разрыва поляризующей цепи с помощью осциллографа фиксируют кривые спада во времени потенциалов системы электрод-раствор. Сопоставляют кривые спада потенциалов из положительной и отрицательной областей путем совмещения моментов разрыва цепи при следовании прямого и обратного импульсов. Определяют точку слияния кривых спада и потенциал, соответствующий этой точке, принимают равным потенциалу незаряженной поверхности металлического электрода.
Благодаря тому, что при разрыве поляризующей цепи в период следования как прямого, так и обратного тока кривые спада во времени потенциалов обесточенной системы электрод-раствор фиксируют с помощью осциллографа с высокой степенью точности, и потенциал незаряженной поверхности определяют с высокой степенью точности. Сопоставление этих кривых, совмещенных по моменту разрыва цепи прямого и обратного тока, позволяет также с высокой степенью достоверности и точности определить точку слияния этих кривых, которая и является точкой, соответствующей потенциалу незаряженной поверхности.
Применение периодического тока с обратным импульсом способствует циклическому активированию поверхности электрода и повышению воспроизводимости результатов измерений.
Известно устройство для определения потенциала незаряженной поверхности [2, с. 13, фиг. 7], содержащее потенциометры постоянного тока, потенциостат, усилитель, исследуемый электрод, электрод сравнения и индикатор потенциала поверхности электрода, в качестве которого используют платиновую проволоку [3, с. 275: 1, с. 114]. Известное устройство обладает значительной инерционностью и позволяет получить только косвенную характеристику установления потенциала нулевого заряда по моменту изменения направления движения проволоки.
Этим объясняется низкая точность определения потенциала незаряженной поверхности в реальных условиях.
Задачей, которую решает устройство для измерения потенциала незаряженной поверхности, реализующее заявляемый метод определения потенциала незаряженной поверхности, является повышение точности определения величины потенциала незаряженной поверхности.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для реализации метода определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода, помимо ванны с электропроводящей средой и размещенными в ней исследуемым и вспомогательным электродами, источника электрического тока, резистора, приборов для измерения потенциала и тока, электрода сравнения потенциалов с токопроводящим мостиком, дополнительно снабжено тиратронным прерывателем. При этом вспомогательный электрод через резистор соединен с источником тока, параллельно резистору подключен прибор для измерения тока, исследуемый электрод соединен непосредственно с осциллографом и через тиратронный прерыватель с источником тока, а через токопроводящий мостик с электродом сравнения, который, в свою очередь, соединен с электронным осциллографом. В качестве источника тока в предлагаемом устройстве используют устройство для получения периодического тока с обратным импульсом, а в качестве прибора для измерения потенциала применяют электронный осциллограф.
Использование в предлагаемом устройстве устройства для получения периодического тока с обратным импульсом позволяет пропускать через исследуемый электрод переменный ток, как в прямом, так и в обратном направлениях. Тиратронный прерыватель позволяет осуществлять разрыв поляризующей цепи. А подключение электронного осциллографа к исследуемому электроду и электроду сравнения позволяет с высокой степенью точности фиксировать после разрыва цепи кривые спада во времени потен
- 1 008848 циалов системы электрод-раствор и позволяет с высокой степенью достоверности и точности определить точку слияния этих кривых, которая и является точкой, соответствующей потенциалу незаряженной поверхности электрода.
Заявляемый метод определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода реализуется с помощью заявляемого устройства для определения потенциала незаряженной поверхности.
На фиг. 1 представлена схема устройства для определения потенциала незаряженной поверхности. На фиг. 2 и 3 приведены осциллограммы, на которых зафиксированы кривые спада во времени потенциалов системы электрод-раствор при положительном и отрицательном периодах, соответственно. На фиг. 4 представлены совмещенные по моменту разрыва внешней цепи кривые спада потенциалов. На фиг. 5 представлена схема устройства для реализации способа электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии.
Устройство для определения потенциала незаряженной поверхности, представленное на фиг. 1, состоит из ванны 1 с электропроводящей средой 2 и размещенными в ней вспомогательным 3 и исследуемым 4 электродами, электрода сравнения 5, расположенного в ячейке 6 с токопроводящим раствором 7 и через токопроводящий мостик 8 соединенного с исследуемым электродом 4, электронного осциллографа 9 для измерения потенциала на исследуемом электроде 4, электронного осциллографа 10, подключенного параллельно эталонному резистору 11 для измерения тока, подаваемого на вспомогательный электрод 3 через выключатель 12 от источника тока 13, соединенного, в свою очередь, через тиратронный прерыватель 14 с испытуемым электродом 4.
Устройство работает следующим образом.
При замыкании выключателя 12 через замкнутый контакт тиратронного прерывателя 14 на вспомогательный электрод 3 и испытуемый электрод 4 от источника тока 13 подают периодический ток с обратным импульсом. Через испытуемый раствор 2 протекает ток, форму и величину которого регистрирует осциллограф 10. Электронный осциллограф 9 в это время регистрирует падение напряжения между исследуемым электродом 4 и испытуемым раствором 2. Тиратронным прерывателем 14 разрывают электрическую цепь поляризации испытуемого электрода от источника тока 13. С этого момента на экране осциллографа 9 отражается кривая спада потенциала на границе раздела электрод 4-раствор 2. С помощью фотосъемки (на фиг. не указано) фиксируют кривые спада потенциала при отключении поляризующего тока во время прохождения прямого (кривая а на фиг. 2) и обратного импульсов (кривая Ь на фиг. 3). Совмещают точки разрыва цепи (фиг. 4) при прямом (точка а) и обратном (точка й) импульсах и отмечают точку с встречи кривых аЬс и йес спада потенциалов. На оси потенциалов считывают значение потенциала, соответствующее этой точке. Это значение и принимается равным потенциалу незаряженной поверхности электрода (φε=0).
Пример конкретного выполнения способа
В качестве исследуемого электрода брали железный, платиновый и серебряный электроды. Электроды помещали в однонормальный раствор серной кислоты («ХЧ») при температуре 298 К, в котором находился титановый электрод в качестве вспомогательного электрода. Исследуемый электрод подвергался воздействию поляризующего тока при амплитудной плотности тока прямого и обратного импульсов 500 А/м2 в течение 40-45 с. Кривые спада потенциала поверхности электрод-раствор фиксировали с помощью электронного осциллографа С1-19Б с длительным послесвечением.
Результаты измерений, проведенных с использованием предлагаемых способа и устройства, приведены в табл. 1.
Таблица 1
Исследуемый электрод Потенциал незаряженной поверхности, определенный заявляемым методом Потенциал незаряженной поверхности, определенный другими методами Потенциал незаряженной поверхности, рассчитанный по Антропову Л.И.
Железо -0,385...-0,386 -0,37 -0,4
Платина +0,309...+0,311 +0,28 +0,2
Серебро -0694...-0,696 -0,70, -0,80 -0,4
Таким образом, результаты испытаний подтверждают достижение поставленной задачи - повышение точности определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода.
Известен способ электрохимической защиты конструкционных металлов, основанный на изменении направления протекания тока в системе металл/агрессивная среда в результате наложения внешнего
- 2 008848 тока, возникающего при создании гальванического элемента вследствие присоединения к защищаемому металлу другого металла (протектора), имеющего более отрицательное значение потенциала относительно стационарного потенциала защищаемого металла; при этом способе защиты от коррозии менее благородный металл (цинк, магний, алюминий и их сплавы) выполняет роль анода и должен растворяться со скоростью, достаточной для создания в цепи обратного электрического тока необходимой силы [3, с. 537].
При использовании этого способа защиты от коррозии не учитывается химический состав конструкционного металла, его термообработка, свойства агрессивной среды, так как при назначении режимов пользуются диаграммами потенциал-показатель активности водородных ионов и уравнениями электродных реакций, определяют теоретические значения защитных потенциалов (φ'ζ) как для природных сред, так и для электролитов с различной активностью ионов, участвующих в окислительно-восстановительном процессе [4, с. 42]. Защитный потенциал при этом является нерегулируемой постоянной величиной, не изменяющейся при изменении состава и свойств агрессивной среды при имеющем место изменении условий корродирования металлоконструкций, поэтому фактический защитный потенциал (φρ ζ) значительно отличается от теоретически вычисленных значений и данный способ защиты из-за указанных недостатков является низкоэффективным, к тому же не всегда удается подобрать химический состав и размеры протектора такими, чтобы сила обратного тока превышала силу тока коррозии объекта на расчетную величину.
Известен наиболее близкий по технической сущности способ защиты от коррозии, при котором измеряют стационарный потенциал металла в агрессивной среде, от внешнего источника тока на металл подают защитный потенциал и его величину поддерживают в установленном интервале [4, с. 40-43, 54; 69].
Данный способ основан на оценке термодинамической возможности проявления электрохимической защиты металла, устанавливаемой в результате анализа диаграммы потенциал-показатель активности водородных ионов среды (φ-ρΗ) при допущении того, что каждой величине рН среды теоретически полученное значение потенциала защиты металла (φί ζ) соответствует потенциалу границы, отделяющей область устойчивости от области коррозии [4, с.41], однако, потенциал электрода под током не равен равновесному потенциалу и его нельзя вычислить термодинамическим способом [3, с. 296].
В связи с отсутствием надежных способов практической оценки системы определяют теоретическое значение защитного потенциала (φί ζ) для природной среды и для электролита по величине активности ионов, которые могут участвовать в окислительно-восстановительном процессе. В кислых средах принимают допущение о том, что величина (φζ) не зависит от среды [4, с. 42], а зависит от активности катионов металла.
Однако величины защитных потенциалов, полученные на практике (φρ ζ), не всегда совпадают с теоретическими значениями (φζ), и в ряде случаев процесс коррозии при (φ'ζ) не предотвращается, а усугубляется [4, с. 43]. Для объяснения механизма ингибирования коррозии катодной поляризацией металла получают и анализируют диаграмму ток-потенциал, учитывают, что теоретически катодная защита обеспечивается, если при поляризации внешним током достигается сдвиг потенциала металла от стационарного значения (φ8ί) до значения, при котором защитный потенциал становится обратимым, а скорость процесса коррозии в природной среде при этом определяется величиной тока обмена.
Так как фактические значения защитных потенциалов существенно отличаются от теоретических, в природных средах для защиты, например, для железа рекомендуется интервал колебания защитного потенциала или защитный сдвиг потенциала (Δφζ=φζ-φ8ί), величина которого укладывается в интервал от 100-300 тV [4, с. 54], что связано с необходимостью необоснованных дополнительных расходов электроэнергии. Поддержание в таком интервале сдвига защитного потенциала вызвано отсутствием к настоящему времени данных, свидетельствующих об электрокинетическом и динамическом равновесии сложных физико-химических систем металл/агрессивная среда, о кинетике электродных процессов, протекающих в двойном электрическом слое при поляризации металла в природной среде.
Все вышесказанное доказывает, что известный способ защиты от коррозии конструкционных металлов не может обеспечить эффективной защиты в реальных условиях, когда в связи с изменяющимися условиями внешней среды меняется ее электропроводность.
Задачей, которую решает заявляемый способ электрохимической защиты конструкционных металла, является повышение эффективности защиты. Поставленная задача решается путем измерения стационарного потенциала в системе металл-раствор, определения величины защитного потенциала и подачи от внешнего источника постоянного тока на металл защитного потенциала и поддержания его величины. При этом в соответствии с методом определения потенциала незаряженной поверхности, охарактеризованным выше, при изменении параметров окружающей среды измеряют потенциал незаряженной поверхности, защитный потенциал устанавливают равным потенциалу незаряженной поверхности и с помощью источника постоянного тока компенсируют изменение защитного потенциала поверхности металла.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым способом защиты металла от коррозии, является поддержание защитного потенциала равным реальному потенциалу незаряженной поверхности, определенному с высокой точностью и достоверностью, и его поддержание на металле путем компенсации
- 3 008848 изменений, которые возникают в связи с изменением электропроводности системы металл-окружающая среда. Это приводит к повышению эффективности защиты от коррозии конструкционных металлов.
Известно устройство электрохимической защиты, применяемое в производственных условиях, где подача необходимого потенциала обеспечивается подключением защищаемого изделия к внешнему источнику тока [5].
Недостатком такого устройства является низкая эффективность защитного эффекта от коррозии, объясняющаяся тем, что недостоверно определен защитный потенциал, а его регулирование производится в широком диапазоне от 100 до 300 тУ [4, с. 54].
Наиболее близким по технической сущности является система для реализации способа электрохимической защиты конструкционных материалов от коррозии, включающая устройство для определения потенциала незаряженной поверхности твердого металла. [2, с. 62, фиг. 53].
С помощью данного устройства производится измерение импеданса двойного электрического слоя системы, устанавливается минимум емкости, при котором раствор становится электронейтральным, однако, оно не позволяет определять фактическую величину потенциала защиты, соответствующую незаряженной поверхности металла, а также отделять и контролировать прямой и обратный ток в поляризующей цепи при изменении защитного потенциала.
Задачей заявляемого устройства для электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии является повышение эффективности защиты. Поставленная задача решается устройством, включающим охарактеризованное выше устройство для определения потенциала незаряженной поверхности твердого металла, Согласно изобретению устройство содержит источник постоянного поляризующего тока с регулятором и управляемым резистором, дроссель и конденсатор для разделения цепей периодического и постоянного токов и измерительный мост для определения потенциала незаряженной поверхности металла и контроля за изменением защитного потенциала, состоящий из формирователей прямого и обратного импульсов периодического тока, двух амперметров постоянного тока, включенных последовательно с формирователями импульсов в плечи моста, микроамперметра, включенного в диагональ измерительного моста, и балансировочного управляемого резистора.
Применение в устройстве защиты устройства, реализующего метод определения потенциала незаряженной поверхности, позволяет с высокой степенью точности определять потенциал незаряженной поверхности. Применение измерительного моста, состоящего из формирователей прямого и обратного импульсов периодического тока, двух амперметров постоянного тока, включенных последовательно с формирователями импульсов в плечи моста, микроамперметра, включенного в диагональ измерительного моста, позволяют определять изменение защитного потенциала, а с помощью управляемого резистора и регулятора постоянного тока компенсировать это изменение.
Устройство для осуществления способа согласно изобретению состоит из ванны 1 с электропроводящей средой 2 и размещенными в ней вспомогательным 3 и исследуемым 4 электродами, электрода сравнения 5, расположенного в ячейке 6 с токопроводящим раствором 7 и через токопроводящий мостик 8 соединенного с исследуемым электродом 4, электронного осциллографа 9 для измерения потенциала на исследуемом электроде 4, амперметра 10 для измерения постоянного тока, протекающего через вспомогательный электрод 3, раствор 2, испытуемый электрод 4, дроссель 15, управляемый резистор 16, соединенный с источником постоянного тока 17 с регулятором 18, второй выход источника тока 17 через выключатель 19, амперметр 10 соединен с вспомогательным электродом 3, источника переменного тока 13, подключенного, в свою очередь, через конденсатор 20, шунтируемый контактом 21, тиратронный прерыватель 14 с измерительным мостом, состоящим из формирователей прямого 22 и обратного 23 импульсов периодического тока, двух амперметров постоянного тока, выключателей 24 и 25, амперметров 26 и 27, включенных последовательно с формирователями импульсов 22 и 23 в плечи моста, микроамперметра 28 с выключателем 29, включенного в диагональ измерительного моста, и балансировочного управляемого резистора 30, соединенного с испытуемым электродом 4. Второй выход источника 13 переменного тока через выключатель 12 соединен с вспомогательным электродом 3.
Устройство работает следующим образом: напряжение от регулируемого источника переменного тока 13 через выключатель 12 подается на вспомогательный электрод 3, расположенный в ванне 1, а через конденсатор 20 и нормально замкнутый контакт 21 подается через нормально замкнутый тиратронный прерыватель 14 на мост переменного тока, который с помощью формирователя прямого импульса 22, формирователя обратного импульса 23 формирует прямой и обратный импульсы напряжения, подаваемого через управляемый резистор 30 на электрод 4.
При предварительном подключении активной нагрузки вместо электродов 3 и 4 производится балансировка моста, сила тока прямого и обратного импульсов контролируется амперметрами 26 и 27, а момент установления баланса составляющих периодического тока, достигаемого с помощью балансировочного управляемого резистора 30, контролируется микроамперметром 28.
При подключении ванны 1 с агрессивным раствором по цепи протекает суммарный периодический ток, и с помощью микроамперметра 28 регистрируется алгебраическая разность прямого и обратного токов по формуле
А1к=1к-1а
- 4 008848 где 1к - плотность прямого тока;
1а - плотность обратного тока при заданной площади электродов;
Δΐ^ - разность плотностей токов, величина которой оценивается с помощью микроамперметра 28 с точностью до 10-7 А (без усиления).
Величина и знак разности (Δΐ0 дают информацию об относительном затруднении окислительной или восстановительной реакции в системе металл/данная агрессивная среда, которая служит базовым показателем при поддержании потенциала защиты.
С помощью тиратронного прерывателя 14 производится разрыв электрической цепи во время следования прямого и обратного импульсов периодического тока, на экране электронного осциллографа 9 определяется точка встречи кривых (ТВК) спада потенциалов, в выбранном масштабе устанавливается величина потенциала незаряженной поверхности металла (φε=0) в данной агрессивной среде с автоматическим учетом его неоднородности, природы и химического состава.
Для установления величины плотности тока защиты от источника постоянного тока 17, управляемого регулятором 18, через управляемый резистор 16 на электроды 3 и 4 ванны 1 подается постоянное напряжение, при изменении плотности постоянного тока с помощью резистора 16 или регулятора тока 18 устанавливается значение потенциала защиты (φζ), равное потенциалу незаряженной поверхности металла (φε=0), определенное ранее с использованием данного устройства.
При изменении параметров электропроводящей среды 2 нарушится балансировка измерительного моста и через микроамперметр 28 потечет ток, который будет свидетельствовать об изменении потенциала незаряженной поверхности металлического электрода 4. С помощью регулятора 18 и управляемого резистора 16 добиваются такого положения, когда ток, проходящий через микроамперметр 28, становится равен нулю, что будет свидетельствовать о том, что подаваемый потенциал компенсирует отклонение потенциала защиты поверхности металлического электрода 4 от потенциала незаряженной поверхности (φε=ο).
Способ электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии осуществляется следующим образом.
Исследуемый металл помещают в агрессивную среду. Измеряют величину стационарного потенциала окислительно-восстановительных процессов в системе металл-раствор. Через систему металлраствор пропускают периодический ток с обратным импульсом, производят разрыв поляризующей цепи во время следования прямого и обратного импульсов тока, устанавливают точку встречи кривых (ТВК), соответствующих спадам потенциалов, и в установленном масштабе определяют величину потенциала обращения заряда поверхности металла относительно выбранного электрода сравнения - потенциал незаряженной поверхности. В случае изменения параметров внешней среды, вновь измеряют потенциал незаряженной поверхности и на испытуемый металл от источника постоянного тока подают поляризующий ток, компенсирующий изменение величины защитного потенциала путем смещения его от стационарного значения (φ8ί) до (φζ).
Пример осуществления изобретения
Испытуемые электроды, изготовленные из железа, алюминия, меди и титана поочередно загружали в 1Ν водный раствор И28О4, воду из Черного моря и водопроводную воду г.Кишинева следующего состава (см. табл. 2).
Таблица 2
Примерная минерализация воды
Место водозабора Ионы, мг/л Общая, мг/л
Ма+,К+ мё 2+ СГ НСО3‘ 8О2’ Ге3+
Черное море г. Одесса 5530 246 .648 9629 88 1305 17446
Молдова г. Кишинев 58,7 97,6 72.5 19,5 0,1 203 56 0,11 507,51
В ванну 1 помещали титановый анод и один конец мостика из агар-агара, второй конец соединительного мостика погружали в ячейку 6 с насыщенным раствором хлористого калия, где находился хлорсеребряный электрод сравнения 5, измеряли величину стационарного потенциала и через ванну пропускали периодический ток с обратным импульсом при соотношении амплитудной плотности тока прямого и обратного импульсов, равном 1/1.
С помощью прерывателя 14 производили разрыв внешней поляризующей цепи во время следования прямого и обратного импульсов и осуществляли фотографирование кривых изменения потенциалов во времени с экрана электронного осциллографа 9 марки С1-19Б; определяли ТВК спада потенциалов от
- 5 008848 прямого и обратного импульсов и устанавливали величину потенциала против найденной ТВК, которая соответствовала значению защитного потенциала (φζ), и путем поляризации системы внешним постоянным током доводили потенциал защищаемого металла до значения, равного (φε=0), при этом определяли плотность защитного тока (ίζ), выдерживали металл под защитным потенциалом в течение 120 ч при Т=298 К и после взвешивания оценивали эффективность электрохимической защиты металла от коррозионного разрушения (результаты см. в табл. 3) в каждой среде.
Таблица 3
Результаты испытаний предлагаемых способа и устройства для защиты металлов от коррозионного разрушения при температуре 298 К
Наименова ние агрессивной среды рН среды Метал л φ«ί > в Φζ, В ч А/м2 ч А/м2 |гу II Ζ, %
1нР-Р Н2ЗО4 2,2 Ре -0,333 -0,385 0,45530 0,03285 16,36050 92,7
А1 -0,390 -0,510 1,47450 0,06500 22,68555 95,5
Си -0,220 -0,265 0,29565 0,03120 9,47620 89,4
Τϊ -0,345 -0,410 0,01615 0,00085 19,02348 94,7
Вода из Черного меря 7,6...7, 7 Ге -0,385 -0,425 0,34920 0,01885 18,52490 94,8
А1 -0,340 -0,570 0,93843 0,04635 20,24607 89,1
Си -0,950 -0,160 0,11875 0,00940 12,63121 92,1
Τϊ -0,440 -0,470 0,01095 0,00045 23,79418 95,8
Вода из водопровода г. Кишинева 7,4...7, 8 Ре -0,405 -0,495 0,18220 0,00715 25,48325 96,0
А1 -0,375 -0,555 0,22945 0,00830 27,64338 95,9
Си -0,140 -0,170 0,06215 0,00290 21,43865 95,3
Τϊ -0,430 -0,455 0,00573 0,00020 28,64231 96,5
Как показали результаты осуществления изобретенных способа и устройства при защите железа, алюминия, меди и титана в различных агрессивных средах, коэффициент торможения коррозии увеличивается при переходе от 1Ν раствора серной кислоты к воде из водопровода г.Кишинева для Ее от 16 до 25, для А1 от 22 до 27, для Си от 9 до 21, для Τι от 19 до 28; при этом степень защиты, например, железа в кислой среде при использовании известного способа не превышает 50% [4, с. 58], а при использовании предлагаемого способа и устройства составляет 92,7%, что свидетельствует об эффективности и целесообразности практического применения изобретенного способа защиты металла от коррозии и устройства для его осуществления.
Литература
1. Феттер К., Электрохимическая кинетика, изд. «Высшая школа», М., 1975, с. 113-114.
2. Дамаскин Б.Б. Принципы современных методов изучения электрохимических реакций, Изд. Московского университета, 1965, с. 60-62, фиг. 53.
3. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия, Изд. «Высшая школа», М., 1975, с. 296, 537.
4. Люблинский Е.Я. Электрохимическая защита металлов ит коррозии, М., 1987, с. 40-43, 54, 69.
5. Григорьев В.П. Защита металлов от коррозии 1Шр://\у\у\у.регер1е1.ги/оЬг;-иоуаше/515ОГО8/793.1и1п1.

Claims (4)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода, в котором измеряют величину стационарного потенциала металла, поляризуют электрическим током прямого и обратного направления, определяют момент установления потенциала незаряженной поверхности, отличающийся тем, что поляризацию электрода осуществляют периодическим током с разнополярными импульсами, а на этапах протекания прямого и обратного импульсов осуществляют размыкание внешней поляризующей цепи электрического тока, после размыкания поляризующей цепи с помощью осциллографа фиксируют кривые спада во времени потенциала электрода в системе электродраствор, сопоставляют кривые спада потенциала из положительной и отрицательной областей путем совмещения моментов размыкания внешней цепи при следовании прямого и обратного импульсов, определяют точку слияния кривых спада и потенциал, соответствующий этой точке, принимают равным потенциалу незаряженной поверхности металлического электрода.
  2. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее ванну с электропроводящей средой и размещенными в ней исследуемым и вспомогательным электродами, источник электрического тока, резистор, приборы для измерения потенциала и тока, электрод сравнения потенциалов с токопроводящим мостиком, отличающееся тем, что в качестве источника электрического тока используют устройство для получения периодического тока с разнополярными импульсами, а в качестве прибора для измерения по
    - 6 008848 тенциала используют электронный осциллограф, и устройство дополнительно снабжено тиратронным прерывателем, при этом вспомогательный электрод через резистор соединен с источником тока, параллельно резистору подключен прибор для измерения тока, исследуемый электрод соединен непосредственно с осциллографом и через тиратронный прерыватель с источником тока, а через токопроводящий мостик с электродом сравнения, который, в свою очередь, соединен с электронным осциллографом.
  3. 3. Способ электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии, при котором измеряют стационарный потенциал в системе металл-раствор, определяют величину защитного потенциала, от внешнего источника постоянного тока на металл подают защитный потенциал и поддерживают его величину, отличающийся тем, что при изменении параметров окружающей среды измеряют потенциал незаряженной поверхности, используя для этого способ по п.1, а защитный потенциал устанавливают равным потенциалу незаряженной поверхности, и с помощью источника постоянного тока компенсируют отклонение потенциала защиты от измененного потенциала незаряженной поверхности металла.
  4. 4. Система для реализации способа электрохимической защиты конструкционных материалов от коррозии, включающая устройство для определения потенциала незаряженной поверхности твердого металла по п.2, отличающееся тем, что оно содержит источник постоянного поляризующего тока с регулятором и управляемым резистором, дроссель и конденсатор для разделения цепей периодического и постоянного токов, и измерительный мост для определения потенциала незаряженной поверхности металла и контроля за изменением защитного потенциала, состоящий из формирователей прямого и обратного импульсов периодического тока, двух амперметров постоянного тока, включенных последовательно с формирователями импульсов в плечи моста, микроамперметра, включенного в диагональ измерительного моста, и балансировочного управляемого резистора.
EA200501635A 2003-01-27 2003-09-17 Метод определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода и устройство для его осуществления, способ и устройство для электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии EA008848B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDA20030023A MD2506G2 (ru) 2003-01-27 2003-01-27 Метод и устройство для определения потенциала нулевого заряда поверхности твердого металлического электрода
MDA20030100A MD2503G2 (ru) 2003-04-04 2003-04-04 Способ электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии
PCT/MD2003/000002 WO2004068153A1 (fr) 2003-01-27 2003-09-17 Procede pour mesurer le potentiel d'une surface non chargee d'une electrode metallique rigide et dispositif pour sa mise en oeuvre, ainsi que procede et dispositif de protection electrochimique des metaux de construction contre la corrosion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200501635A1 EA200501635A1 (ru) 2006-06-30
EA008848B1 true EA008848B1 (ru) 2007-08-31

Family

ID=32829132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200501635A EA008848B1 (ru) 2003-01-27 2003-09-17 Метод определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода и устройство для его осуществления, способ и устройство для электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003275727A1 (ru)
EA (1) EA008848B1 (ru)
WO (1) WO2004068153A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA035712B1 (ru) * 2018-01-25 2020-07-29 Виктор Клаусер Способ и устройство для электрохимической защиты конструкционных материалов от коррозии

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8321481B2 (en) 2010-05-13 2012-11-27 Assa Abloy Ab Method for incremental anti-tear garbage collection
RU2645424C1 (ru) * 2017-04-10 2018-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") Способ измерения поляризационного потенциала стальных трубопроводов

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4219807A (en) * 1978-04-17 1980-08-26 Cathodic Protection Services, Inc. Sensor system for an impressed cathodic protection circuit
RU2069861C1 (ru) * 1992-04-20 1996-11-27 Олег Николаевич Корнилич Способ измерения поляризационного потенциала токопроводящего сооружения
US5627414A (en) * 1995-02-14 1997-05-06 Fordyce M. Brown Automatic marine cathodic protection system using galvanic anodes
RU2109086C1 (ru) * 1995-12-20 1998-04-20 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Устройство для измерения поляризационного потенциала подземных металлических сооружений

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4219807A (en) * 1978-04-17 1980-08-26 Cathodic Protection Services, Inc. Sensor system for an impressed cathodic protection circuit
RU2069861C1 (ru) * 1992-04-20 1996-11-27 Олег Николаевич Корнилич Способ измерения поляризационного потенциала токопроводящего сооружения
US5627414A (en) * 1995-02-14 1997-05-06 Fordyce M. Brown Automatic marine cathodic protection system using galvanic anodes
RU2109086C1 (ru) * 1995-12-20 1998-04-20 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Устройство для измерения поляризационного потенциала подземных металлических сооружений

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA035712B1 (ru) * 2018-01-25 2020-07-29 Виктор Клаусер Способ и устройство для электрохимической защиты конструкционных материалов от коррозии

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003275727A1 (en) 2004-08-23
EA200501635A1 (ru) 2006-06-30
WO2004068153A1 (fr) 2004-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4141841B2 (ja) 電気化学腐食監視のためのセンサアレイ及び方法
Buchanan et al. Electrochemical corrosion
US2918420A (en) Electrolytic system
US2947679A (en) Corrosion rate sensing assembly
JPH05502506A (ja) 金属酸化物電極
US4056445A (en) Determination of corrosion rates by an electrochemical method
JP2007532887A (ja) 複数電極アレイ・センサを用いた局所腐食度を測定する改良された方法
US20080179198A1 (en) System and method of use for electrochemical measurement of corrosion
JP2011220717A (ja) 分極抵抗測定方法、腐食速度モニタリング方法及び分極抵抗測定装置
KR101045810B1 (ko) 자기 흐름 트랜스듀서 및 그를 결합한 흐름 계량기
US3436320A (en) Method and apparatus for determination of redox current in redox solutions
US3061773A (en) Apparatus for cathodic protection
EA008848B1 (ru) Метод определения потенциала незаряженной поверхности твердого металлического электрода и устройство для его осуществления, способ и устройство для электрохимической защиты конструкционных металлов от коррозии
Landolt Introduction to surface reactions: electrochemical basis of corrosion
US3305457A (en) Hydrocarbon detection
Perez et al. Kinetics of activation polarization
RU2533344C1 (ru) Устройство для электрохимического исследования коррозии металлов
Inzelt Electrode potentials
Klassen et al. A novel approach to characterizing localized corrosion within a crevice
US3631338A (en) Method and apparatus for determining galvanic corrosion by polarization techniques
CN206648931U (zh) 温度骤变电化学缓蚀性能测试实验装置
Fang Theory and application of thermoelectrochemistry
Cobianu et al. Lifetime considerations for lead-free oxygen galvanic sensors
GB2365977A (en) Corrosion monitoring system for use in multiple phase solutions
EA035712B1 (ru) Способ и устройство для электрохимической защиты конструкционных материалов от коррозии