ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Измерение потенциалов и электрохимические способы испытания из "Коррозия металлов Книга 1,2" Способы электрохимических исследований применяются в настоящее время главным образом для исследовательской работы, а не для определения коррозионной стойкости металла и контроля его качества. [c.1027] Нет разработанных или, тем более, стандартных способов электрохимических испытаний. Поэтому в настоящей статье излагается состояние вопроса и возможности этих способов, а не описываются сами способы, которые во многих случаях применяются исследователями только впервые. [c.1027] Теоретически I может быть измерено непосредственно или вычислено из значений Я и / . Однако выделение анодов и катодов с целью последующих измерений— при нынешнем состоянии знаний обычно невозможно. Но равнодействующая анодного и катодного потенциалов, существующих на поверхности металла, находящегося в агрессивной среде, может быть измерена и нанесена на график в функции времени [1, 2]. [c.1028] Если бы можно было измерить коррозионный ток /, то не потребовалось бы другого типа испытаний на коррозию, за исключением испытаний, дающих представление о распределении коррозии. К сожалению, измерение тока можно осуществить лишь в ограниченном числе случаев, допускающих изоляцию, анодных и катодных участков [З]. Коррозионный ток можно легче определить путем измерения количества выделившегося при коррозионной реакции водорода или поглощенного кислорода или же путем установления количества прореагировавшего металла, например, с помощью полярографа [4]. [c.1028] Цифры указывают время взятия пробы для аналР1за. прошедшее с начала опыта, в минутах. [c.1028] Построение кривых потенциал — время для определения степени пассивности металлов было применено к довольно большому числу металлов и сред, что послужило поводо.м для некоторых исследователей считать это надежным способом исследования коррозионного процесса. Однако другие исследователи ставят под сомнение ценность способа для указанной цели, потому что часто наблюдается коррозия тогда, когда кривые потенциал — время указывают на пассивность. Возможно, что это видимое расхождение является следствием измерения потенциала йсего электрода, в то время как наблюдавшееся разъедание было сосредоточено на относительно небольшой площади. Если предвидится точечный характер коррозии, то измерение кривых потенциал — время должно производиться на большом числе малых площадей, а не на всей поверхности. [c.1030] Следует подчеркнуть, что кривые потенциал — время дают мало (если вообще дают) сведений о скорости коррозии их следует рассматривать, как средство определения склонности к коррозии, как показывает кривая III на рис. 2 для железа, погруженного в серную кислоту, содержащую диэтиламин в качестве замедлителя. Как известно, скорость коррозии заметно снижается замедлителем, но это явление на кривой не отражается. [c.1030] Применение кривых потенциал — время не ограничивается металлами, погруженными в водные растворы. Коррозионное поведение железа, покрытого слоем краски, может быть исследовано [7] при помощи лампового электрометра [8]. В качестве второго электрода можно применить обычный стандартный полуэлемент, производя измерение регистрирующим потенциометром. Этот способ дает возможность установить защитную способность краски и природу ее защитного действия, и вполне вероятно, что способы электрохимических испытаний красок будут окончательно разработаны в этом направлении. [c.1030] Измерение сопротивления коррозионной среды не очень широко используется в коррозионных испытаниях. Однако такое измерение весьма полезно при определении агрессивности почв (см. стр. 1094), подпочвенной воды и других разбавленных электролитов, в особенности, если известна природа присутствующих анионов и растворимость продуктов коррозии, которые эти среды образуют с металлом [9]. [c.1030] Хорошо известными электрохимическими способами, которые применяются для качественного исследования металлических поверхностен, являются испытания ферроксилиндикатором (см. стр. 1086) и другие подобные способы [10]. Эти способы основаны на химических реакциях, сопровождающихся изменением цвета, которые могут происходить на металлических поверхностях самопроизвольно или вследствие наложения внешней э. д. с. Они оказались довольно полезными для обследования состояния металлической поверхности, особенно, если разнородные участки ее по своим размерам не микроскопичны. [c.1031] Подобные же результаты сделать анодом в растворе результаты показаны на рис. 5, на потенциал—время для свинца. [c.1032] Кривые изменения плотности тока во времени также иногда могут быть использованы. Например, поверхность алюминия и некоторых его сплавов можно анализировать путем анодной обработки в соответствующем пленкообразующем электролите при постоянном напряжении. Вначале протекает ток значительной силы, но он быстро снижается и через короткое время достигает постоянной величины, так называемого тока утечки , который служит мерой присутствия растворимых составляющих на поверхности сплава, а также пористости пленки. Этот способ может быть применен и для исследования пористости таких металлических покрытий, на поверхности которых возможно образование изолирующей пленки в подходящих электролитах. [c.1034] Пассивирующие пленки на черных металлах исследовались этим способом с применением титрования [14], а также при анодной обработке в растворах соле11 галогеноводородных кислот [15, 16]. [c.1034] Кривые изменения потенциала в зависимости от плотности тока использовались в коррозионных исследованиях как средство опре -деления электрохимического поведения многих металлов, анодных и катодных [17]. Изменения анодного потенциала в зависимости от плотности тока характеризуют свойства металлов в отношении образования и разрыва пленки в различных электролитах [15]. Изменения катодного потенциала, как функции плотности тока, обнаруживают присутствие или отсутствие катодных участков на поверхности металлов, которые могут усиливать коррозионный процесс, облегчая разряд ионов водорода. Поляризационные кривые (рис. 7) ясно указывают, что на поверхности сплава РЬ — 5Ь существуют участки низкого перенапряжения водорода (сурьма) [18]. Снижение перенапряжения восстановления водорода в этом особом случае является мерой содержания сурьмы в сплаве. [c.1034] Частой ошибкой при снятии поляризационных кривых при коррозионных исследованиях является применение слишком больших токов, которые в коррозионных процессах не наблюдаются. [c.1035] Большая часть аппаратуры, необходимой для измерений потенциалов и для электрохимических испытаний, является стандартным электрохимическим и химическим лабораторным оборудованием. Измерения потенциалов отдельных электродов должны проводиться при минимальной силе тока в измеряемой цепи так, чтобы ни измеряемый электрод, ни стандартный электрод не поляризовались заметным образом. Для этой цели можно пользоваться потенциометром, ламповым вольтметром или каким-либо другим прибором, в котором сила тока практически равна нулю. Для удобства измерений эти приборы могут быть регистрирующими. Если потенциал должен измеряться через высокое сопротивление, например, через слой краски, то обычный потенциометр для этой дели непригоден, если он не применяется в сочетании с ламповым электрометром, о чем упоминалось выше [8]. [c.1035] Электроды сравнения предпочтительно (но не обязательно) выбирать соответственно электролиту для растворов хлористых металлов лучше брать каломельный или хлоросеребряный электрод, для сернокислых растворов — электрод с сернортути-стой солью, а для щелочных растворов — электрод с окисью ртути. Для предупреждения загрязнения электролита в сосуде с исследуемым электродом в результате диффузии из сосуда с электродом сравнения — принимаются особые меры. Такая предосторожность особенно важна, если носик сосуда с электродом сравнения должен прикасаться к исследуемому электроду. Во избежание загрязнения применяется устройство, соединяющее оба электролита на некотором расстоянии от точки измерения, например, вспомогательный наконечник к носику сосуда с электродом сравнения, заполненный исследуемым электролитом [19]. [c.1035] Экспериментальные услозия должны как можно лучше совпадать с предполагаемыми условиями службы металла, если не будет доказано, что это излишне. Присутствие или отсутствие кислорода воздуха может иметь большое значение. В некоторых случаях на потенциал электрода влияет концентрация растворенного кислорода и глубина погружения электрода в электролит. Последнее влияние является следствием разности концентрации кислорода на разных уровнях электролита. Иногда повышенная концентрация кислорода на поверхности жидкости делает верхнюю часть электрода катодной по отношению к части, погруженной глубже. С другой стороны, область у границы жидкости может быть анодной но отношению к глубже погруженному участку, так как нижние слои электролита содержат большое количество продуктов коррозии, а свежий, более коррозионно-активный электролит находится у уровня жидкости. Насколько неблагоприятно отражаются на измерениях потенциала подобные влияния — в каждом случае предоставляется судить самому исследователю. Иногда эти затруднения устраняются изоляцией электрода по ватерлинии, в других случаях с успехом применяется атмосфера азота. [c.1036] что всякое нежелательное действие кислорода или отклонение, вызванное какой-либо другой причиной, следует обнаруживать и устранять или, по крайней мере, надлежащим образом объяснять, прежде чем рекомендовать способ лля испытаний. [c.1036] Вернуться к основной статье