RU2702796C1 - Electrochemical cell for determination of steels resistance against intergranular corrosion - Google Patents
Electrochemical cell for determination of steels resistance against intergranular corrosion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702796C1 RU2702796C1 RU2019101728A RU2019101728A RU2702796C1 RU 2702796 C1 RU2702796 C1 RU 2702796C1 RU 2019101728 A RU2019101728 A RU 2019101728A RU 2019101728 A RU2019101728 A RU 2019101728A RU 2702796 C1 RU2702796 C1 RU 2702796C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cell
- auxiliary electrode
- electrode
- electrolyte
- housing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к портативному электрохимическому оборудованию, позволяющему проводить количественную оценку склонности сталей аустенитного класса к межкристаллитной коррозии в лабораторных и производственных условиях, а также степень сенсибилизации структуры стали. Оценка проводится электрохимическим методом потенциодинамической реактивации.The invention relates to portable electrochemical equipment that allows for a quantitative assessment of the tendency of austenitic class steels to intergranular corrosion in laboratory and industrial conditions, as well as the degree of sensitization of the steel structure. The assessment is carried out by the electrochemical method of potentiodynamic reactivation.
Ячейка является датчиком измерительного комплекса и позволяет проводить неразрушающую оценку непосредственно на изделиях, в том числе, крупногабаритных.The cell is a sensor of the measuring complex and allows for non-destructive evaluation directly on products, including large ones.
В настоящее время испытание на стойкость против межкристаллитной коррозии коррозионно - стойких сталей проводят в соответствии с ГОСТ 9.914-91 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Стали коррозионно-стойкие аустенитные. Электрохимические методы определения стойкости против межкристаллитной коррозии». В указанном ГОСТ используется электрохимическая ячейка, конструкция которой позволяет проводить исследование образца металла только при его расположении внутри электрохимической ячейки (то есть требуется вырезка образца). ГОСТ также содержит указание на возможность применения портативной ячейки, однако ее конструкция и принцип работы не описаны.Currently, the test for resistance to intergranular corrosion of corrosion-resistant steels is carried out in accordance with GOST 9.914-91 "Unified system of protection against corrosion and aging (ESZKS). Steel corrosion resistant austenitic. Electrochemical methods for determining the resistance to intergranular corrosion. " The specified GOST uses an electrochemical cell, the design of which allows the study of a metal sample only when it is located inside the electrochemical cell (that is, cutting of the sample is required). GOST also contains an indication of the possibility of using a portable cell, but its design and principle of operation are not described.
В практике производства и эксплуатации оборудования возникает необходимость оценить степень сенсибилизации или склонность к межкристаллитной коррозии различных конструкционных элементов готовых изделий (гибы, трубы, сварные соединения, фланцы и т.п.), в том числе со сложными профилями поверхностей. В таких случаях важными свойствами ячейки являются ее портативность и компактность.In the practice of manufacturing and operating equipment, it becomes necessary to assess the degree of sensitization or the tendency to intergranular corrosion of various structural elements of finished products (bends, pipes, welded joints, flanges, etc.), including those with complex surface profiles. In such cases, important properties of the cell are its portability and compactness.
Из уровня техники известна электрохимическая ячейка для определения стойкости сталей против межкристаллитной коррозии, содержащая цилиндрический корпус, внутри которого расположены поршень, электрод сравнения и вспомогательный электрод, при этом электроды расположены между поршнем и свободным торцом корпуса («Межкристаллитная коррозия и современные методы ее оценки», А.Назаров, ЦНИИ «Румб», С-Пб., 1991, с. 70-73).The prior art electrochemical cell for determining the resistance of steels against intergranular corrosion, containing a cylindrical body, inside which there is a piston, a reference electrode and an auxiliary electrode, while the electrodes are located between the piston and the free end of the body ("Intergranular corrosion and modern methods for its evaluation", A. Nazarov, Central Research Institute “Rumb”, St. Petersburg, 1991, p. 70-73).
В известной ячейке электроды выполнены в виде прямолинейных деталей, расположенных под углом к оси ячейки.In a known cell, the electrodes are made in the form of straight parts located at an angle to the axis of the cell.
Ячейка работает следующим образом. С помощью поршня (принцип шприца) ячейку наполняют токопроводящим испытательным гелеобразным электролитом. После чего ее (ячейку) устанавливают открытым торцом на подготовленную исследуемую поверхность (рабочий электрод). Перемещая вниз поршень, продавливают электролит и смачивают поверхность рабочего электрода. Таким образом, по исследуемой поверхности распределяется электролит и с помощью электрода поляризуется. Затем электродом сравнения контролируют установившийся потенциал коррозии, который должен находиться в заданном диапазоне значений.The cell works as follows. Using a piston (syringe principle), the cell is filled with a conductive test gel-like electrolyte. Then it (the cell) is installed open end on the prepared test surface (working electrode). Moving the piston down, they push through the electrolyte and wet the surface of the working electrode. Thus, an electrolyte is distributed over the surface under study and is polarized using an electrode. Then, the steady-state corrosion potential, which should be in a given range of values, is controlled by a reference electrode.
Вспомогательный электрод, выполненный в известной ячейке в виде прямолинейной детали и расположенный под углом к оси ячейки, при оценке стойкости стали располагается относительно исследуемой поверхности несимметрично, поэтому ток по ней распределяется неравномерно. Вследствие чего проходит неравномерная поляризация исследуемой поверхности.The auxiliary electrode, made in a known cell in the form of a rectilinear part and located at an angle to the cell axis, is asymmetric when assessing the resistance of steel relative to the surface under study, so the current is distributed unevenly over it. As a result of which there is an uneven polarization of the investigated surface.
Кроме того, выполнение вспомогательного электрода в виде прямолинейной детали ограничивает его рабочую поверхность из-за требования к компактности ячейки, в связи с чем, при большой плотности тока поляризации образующиеся на его поверхности в процессе измерения пузырьки газообразного водорода могут экранировать электрод и разрывать электрическую цепь электролит - вспомогательный электрод ячейки.In addition, the implementation of the auxiliary electrode in the form of a rectilinear part limits its working surface due to the requirement for the compactness of the cell, and therefore, at high current densities of polarization, hydrogen gas bubbles formed on its surface during measurement can shield the electrode and break the electrolyte electrical circuit - auxiliary cell electrode.
Образование водорода на поверхности вспомогательного электрода происходит на стадии анодной поляризации рабочего электрода, когда потенциал вспомогательного электрода смещается в отрицательную сторону. Как следствие, в приэлектродном пространстве образуется избыток положительных ионов водорода с последующей их молязацией и газообразным выделением.The formation of hydrogen on the surface of the auxiliary electrode occurs at the stage of anodic polarization of the working electrode, when the potential of the auxiliary electrode is shifted in the negative direction. As a result, an excess of positive hydrogen ions is formed in the electrode space, followed by their molation and gaseous evolution.
Электрод сравнения, расположенный несимметрично относительно внутренней поверхности ячейки, не позволяет достаточно точно измерить потенциал рабочего электрода, по причине его неэквидистантности.The reference electrode, located asymmetrically with respect to the inner surface of the cell, does not allow a sufficiently accurate measurement of the potential of the working electrode, due to its non-equidistance.
Таким образом, недостатком известной ячейки является неудовлетворительная стабильность измерений из-за неравномерности поляризации исследуемой поверхности, возможности разрыва электрической цепи и высокой погрешности измерения потенциала рабочего электрода.Thus, the disadvantage of the known cell is the unsatisfactory stability of the measurements due to the uneven polarization of the investigated surface, the possibility of breaking the electrical circuit and a high measurement error of the potential of the working electrode.
Настоящее изобретение направлено на решение технической проблемы, связанной с повышением точности оценки склонности к межкристаллитной коррозии и степени сенсибилизации коррозионно-стойких сталей аустенитного класса в лабораторных и производственных условиях, в том числе при неразрушающем контроле готовых изделий.The present invention is directed to solving a technical problem associated with improving the accuracy of assessing the tendency to intergranular corrosion and the degree of sensitization of corrosion-resistant steels of the austenitic class in laboratory and industrial conditions, including non-destructive testing of finished products.
Техническим результатом изобретения является равномерность поляризации исследуемой поверхности, исключение разрывов электрической цепи электролит - вспомогательный электрод, снижение погрешности измерения потенциала при соблюдении компактности электрохимической ячейки.The technical result of the invention is the uniformity of polarization of the test surface, the exclusion of discontinuities in the electrical circuit of the electrolyte - auxiliary electrode, reducing the measurement error of the potential while observing the compactness of the electrochemical cell.
Технический результат изобретения достигается тем, что в электрохимической ячейке для определения стойкости сталей против межкристаллитной коррозии, содержащей цилиндрический корпус для фиксации электролита, внутри которого расположены поршень, электрод сравнения и вспомогательный электрод, при этом электроды расположены между поршнем и открытым торцом корпуса, вспомогательный электрод выполнен в виде спирали и установлен соосно с корпусом ячейки, а электрод сравнения расположен вдоль оси ячейки.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the electrochemical cell for determining the resistance of steels against intergranular corrosion, containing a cylindrical body for fixing the electrolyte, inside which there is a piston, a reference electrode and an auxiliary electrode, while the electrodes are located between the piston and the open end of the housing, the auxiliary electrode is made in the form of a spiral and mounted coaxially with the cell body, and the reference electrode is located along the cell axis.
Кроме того, открытый торец корпуса закрыт впитывающей электролит мембраной.In addition, the open end of the housing is closed by an electrolyte-absorbing membrane.
Выполнение вспомогательного электрода в виде спирали позволит выполнить его большей поверхности, сохраняя при этом компактность ячейки и увеличивая, в то же время, максимальный ток поляризации. Большая поверхность вспомогательного электрода исключает при использовании ячейки разрыв цепи электролит - электрод благодаря тому, что электрод постоянно контактирует с токопроводящим электролитом и удельная плотность тока снижется, что влечет снижение количества водорода, выделяющегося на единице поверхности электрода. При этом газовая «рубашка» не образуется, а соосное с ячейкой расположение электрода обеспечит равномерную поляризацию исследуемой поверхности.The implementation of the auxiliary electrode in the form of a spiral will allow you to perform its larger surface, while maintaining the compactness of the cell and increasing, at the same time, the maximum polarization current. The large surface of the auxiliary electrode eliminates the breakdown of the electrolyte - electrode circuit when using the cell due to the fact that the electrode is constantly in contact with the conductive electrolyte and the specific current density decreases, which leads to a decrease in the amount of hydrogen released per unit surface of the electrode. In this case, the gas "shirt" is not formed, and the electrode coaxial with the cell will ensure uniform polarization of the investigated surface.
Отличительный признак, касающийся расположения электрода сравнения по оси ячейки, обусловлен выполнением вспомогательного электрода в виде спирали, так как указанное расположение означает его размещение внутри вспомогательного электрода, что не требует дополнительного пространства, а значит, соблюдается компактность ячейки. Кроме того, при осевом расположении электрода сравнения повышается качество измерений потенциала коррозии благодаря эквидистантности.A distinctive feature regarding the location of the reference electrode along the cell axis is due to the implementation of the auxiliary electrode in the form of a spiral, since this location means its placement inside the auxiliary electrode, which does not require additional space, which means that the cell is compact. In addition, the axial location of the reference electrode improves the quality of measurements of the corrosion potential due to equidistance.
Наличие на открытом торце корпуса впитывающей электролит мембраны позволяет использовать жидкий электролит.The presence of an absorbent membrane on the open end of the housing allows the use of liquid electrolyte.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), где показана электрохимическая ячейка для оценки степени сенсибилизации и склонности к межкристаллитной коррозии сталей аустенитного класса методом потенциодинамической реактивации.The invention is illustrated by the drawing (Fig. 1), which shows the electrochemical cell for assessing the degree of sensitization and susceptibility to intergranular corrosion of austenitic class steels by the method of potentiodynamic reactivation.
Основной элемент ячейки - это корпус 1, который выполнен в виде полого цилиндра (рабочая камера), в котором расположены поршень 2, электрод сравнения 3 и вспомогательный электрод 4. Электроды расположены между поршнем и открытым торцом корпуса 1. Вспомогательный электрод 4 выполнен в виде спирали и установлен соосно с корпусом 1 ячейки, а электрод сравнения 3 расположен на оси ячейки внутри вспомогательного электрода 4. В случае использования жидкого электролита вместо гелеобразного открытый торец цилиндра закрывают легкосъемной мемебраной 5, удерживающей жидкий электролит в объеме корпуса 1 и выполненный из пористого или капиллярного материала, впитывающего этот электролит. В качестве такого материала может использоваться целлюлоза, керамика и др.The main element of the cell is the
Работа электрохимической ячейки показана с использованием жидкого электролита.The operation of the electrochemical cell is shown using liquid electrolyte.
С помощью поршня 2 корпус 1 заполняют токопроводящим жидким электролитом и фиксируют электролит в ячейке, закрывая открытый торец мембраной 5. После этого ячейку устанавливают торцом с мембраной 5 на подготовленную исследуемую поверхность. Перемещая вниз поршень 2, пропитывают мембрану 5 электролитом, вследствие чего происходит равномерное распределение электролита по исследуемой поверхности, а через неразрывную цепь электролит - вспомогательный электрод 4 -равномерная поляризация.Using a
Затем контролируют электродом сравнения 3 установившийся потенциал коррозии.Then, the steady-state corrosion potential is controlled by the
Неразрывность электрической цепи и равномерность поляризации обеспечивается выполнением вспомогательного электрода 4 в виде спирали, которую в данном случае конструктивно удобно расположить соосно с цилиндрическим корпусом 1 ячейки, и позволяющей увеличить поверхность электрода. Расположение электрода сравнения 3 по оси ячейки обеспечивает его эквидистантность, а благодаря размещениюэлектрода сравнения 3 «внутри» вспомогательного электрода 4 выполненного в виде спирали, не требует дополнительного пространства, а значит и увеличения размеров ячейки.The continuity of the electrical circuit and the uniformity of polarization is ensured by the implementation of the
Таким образом, заявленное взаиморасположение электродов 3 и 4 в ячейке позволяет обеспечить равномерность и непрерывность поляризации поверхности рабочего электрода, а также точность измерения потенциала исследуемой поверхности при соблюдении требования к ячейке «компактность».Thus, the claimed relative position of the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101728A RU2702796C1 (en) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Electrochemical cell for determination of steels resistance against intergranular corrosion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101728A RU2702796C1 (en) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Electrochemical cell for determination of steels resistance against intergranular corrosion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2702796C1 true RU2702796C1 (en) | 2019-10-11 |
Family
ID=68280026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019101728A RU2702796C1 (en) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Electrochemical cell for determination of steels resistance against intergranular corrosion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2702796C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111707606A (en) * | 2020-05-08 | 2020-09-25 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | Copper-nickel alloy pipeline internal welding heat affected zone corrosion electrochemical testing device |
RU2761767C1 (en) * | 2021-04-16 | 2021-12-13 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭКОЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИИ им. А.Н. СЕВЕРЦОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПЭЭ РАН) | Device for non-destructive electrochemical monitoring of the surface condition of metal samples in electrolyte |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU741110A1 (en) * | 1977-09-02 | 1980-06-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физической Химии Ан Ссср | Method of determining the tendency of stainless steel to intercrystalline corrosion |
SU819635A1 (en) * | 1978-08-15 | 1981-04-07 | Ордена Трудового Красного Знамениинститут Физической Химии Ah Cccp | Method of determination of stainless steel tendency to intercrystalline corrosion |
CN104849204A (en) * | 2015-05-29 | 2015-08-19 | 北京科技大学 | Electrochemical method for testing intercrystalline corrosion of 316LN austenitic stainless steel |
CN105973970A (en) * | 2016-04-29 | 2016-09-28 | 河海大学常州校区 | Method for detecting corrosion sensitivity of austenitic stainless steel |
CN106290140A (en) * | 2016-09-29 | 2017-01-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | A kind of method checking Intergranular Corrosion of Austenitic Stainless Steel sensitivity |
-
2019
- 2019-01-22 RU RU2019101728A patent/RU2702796C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU741110A1 (en) * | 1977-09-02 | 1980-06-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физической Химии Ан Ссср | Method of determining the tendency of stainless steel to intercrystalline corrosion |
SU819635A1 (en) * | 1978-08-15 | 1981-04-07 | Ордена Трудового Красного Знамениинститут Физической Химии Ah Cccp | Method of determination of stainless steel tendency to intercrystalline corrosion |
CN104849204A (en) * | 2015-05-29 | 2015-08-19 | 北京科技大学 | Electrochemical method for testing intercrystalline corrosion of 316LN austenitic stainless steel |
CN105973970A (en) * | 2016-04-29 | 2016-09-28 | 河海大学常州校区 | Method for detecting corrosion sensitivity of austenitic stainless steel |
CN106290140A (en) * | 2016-09-29 | 2017-01-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | A kind of method checking Intergranular Corrosion of Austenitic Stainless Steel sensitivity |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.A. Назаров. "Межкристаллитная коррозия и современные методы ее оценки", ЦНИИ "Румб", С-Пб., 1991, с. 70-73. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111707606A (en) * | 2020-05-08 | 2020-09-25 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | Copper-nickel alloy pipeline internal welding heat affected zone corrosion electrochemical testing device |
CN111707606B (en) * | 2020-05-08 | 2024-03-29 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | Electrochemical testing device for corrosion of welding heat affected zone inside copper-nickel alloy pipeline |
RU2761767C1 (en) * | 2021-04-16 | 2021-12-13 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭКОЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИИ им. А.Н. СЕВЕРЦОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПЭЭ РАН) | Device for non-destructive electrochemical monitoring of the surface condition of metal samples in electrolyte |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2702796C1 (en) | Electrochemical cell for determination of steels resistance against intergranular corrosion | |
Al-Ghamdi et al. | Electrochemical studies of new pyridazinium-based ionic liquid and its determination in different detergents | |
CN109406593B (en) | Electrochemical in-situ reaction X-ray testing device | |
CN105973970A (en) | Method for detecting corrosion sensitivity of austenitic stainless steel | |
RU90204U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF SECURITY OF UNDERGROUND METAL STRUCTURES | |
Zhao et al. | New all-solid-state carbonate ion-selective electrode with Ag 2 CO 3-BaCO 3 as sensitive films | |
RU2483299C1 (en) | Solid-electrolyte sensor for amperometric measurement of hydrogen concentration in gas mixtures | |
US20210208099A1 (en) | Potentiometric measuring chain and method for determining the ph value | |
RU2489711C1 (en) | Solid electrolyte sensor for measurement of oxygen concentration in gases and molten metals | |
CN110402005A (en) | A kind of hollow probe for plasma diagnostics | |
Hadzifejzovic et al. | Plasma electrochemistry: potential measured at boron doped diamond and platinum in gaseous electrolyte | |
Gabetta et al. | Electrochemical potentials measured at the tip of a growing fatigue crack in demineralized water 93° C: the effect of frequency, wave form and oxygen content | |
Tupin et al. | High temperature corrosion of Zircaloy-4 followed by in-situ impedance spectroscopy and chronoamperometry. Effect of an anodic polarisation | |
SU1013833A1 (en) | Electrochemical cell for measuring oxygen concentration | |
CN209911456U (en) | Insulating material resistivity measuring clamp | |
RU2463576C1 (en) | Bimetallic contact corrosion sensor | |
RU164491U1 (en) | DEVICE FOR PH MEASUREMENT WITH IONOSELECTIVE ELECTRODES | |
RU201055U1 (en) | CELL FOR MEASURING CONDUCTIVITY AND WINDOWS OF ELECTROCHEMICAL STABILITY OF LIQUID ELECTROLYTE | |
WO2015169097A1 (en) | Double-salt-bridge reference electrode for analysing valence state of iron ions in fe-cr flow battery | |
SU934345A1 (en) | Electrolytic capillary tube for electrochemical investigations of crack resistance of materials | |
SU717640A1 (en) | Device for measuring and monitoring oxygen content in gases | |
SU1318902A1 (en) | Feed-through potentiometric cell | |
CN102400205B (en) | Electrolyte solution used for rapid evaluation of groove corrosion performance | |
RU2548133C1 (en) | Auxiliary flow electrode (versions) | |
CN105629134B (en) | A kind of method that state is insulated between detection dissimilar metal |