III.3.1 Выдержка образцов в агрессивной среде

Поверхность образцов шлифуют абразивной бумагой с целью удаления с поверхности ржавчины, окалины, неровностей (каверн, язв царапин и пр.). После этого образцы подвергают шлифовке абразивом с меньшим размером зерна. Заключительным этапом механической подготовки поверхности образцов является полировка. Поверхность образцов должна быть плоской и обладать зеркальным блеском. При механической обработке поверхности образцов следует избегать высоких скоростей движения абразива, поскольку чрезмерный разогрев металла образца может привести к изменению его структуры и тем самым исказить результаты коррозионных испытаний. Следует также избегать использования воды и других охлаждающих жидкостей, поскольку при их контакте с металлом возможно вытравливание определенных структурных составляющих с поверхности металла, что также приводит к искажению результатов испытаний. После механической обработки образцы взвешивают на аналитических весах (в граммах с точностью до четвертого знака после запятой), поверхность образцов обезжиривают (этиловым спиртом или ацетоном), тщательно промывают дистиллированной (или дважды дистиллированной) водой, сушат и приводят в контакт с испытательной средой. При этом во избежание окисления поверхности образца время пребывания его на воздухе должно быть минимально возможным.

Как правило, используют образцы прямоугольной формы, оптимальные размеры прямоугольника 30х50 мм. Толщина образца определяется толщиной заготовки, из которой он вырезан. Оптимальной является толщина 1,5-3 мм.

В один сосуд может быть помещено несколько одинаковых образцов. В случае если в ходе выдержки образцов в агрессивной среде требуется измерение их электродных потенциалов, образцы подвешивают в сосудах на платиновых крючках (рис. IV.2), а сосуд снабжают электролитическим ключом для размещения электрода сравнения. При необходимости проведения испытания в условиях перемешивания испытательного раствора на дно сосуда помещают стерженек из магнитного сплава изолированный от контакта с раствором стеклом или полиэтиленом, а сосуд устанавливают на магнитной мешалке (устройстве с вращающимся дисковым постоянным магнитом). При необходимости проводить испытания при заданной температуре используют сосуд с рубашкой, которую подключают к термостату (рис. IV.3).

В зависимости от условий проведения испытания сосуд либо герметизируют, либо обеспечивают доступ воздуха в сосуд, либо создают в сосуде газовую атмосферу заданного состава.

По истечении заданного срока образцы извлекают из испытательного сосуда и исследуют их. В ряде случаев необходимо получить сведения о кинетике коррозионного процесса, т.е. об изменении скорости, а возможно и вида коррозии, во времени. В этом случае в испытательный сосуд помещают несколько одинаковых образцов и через определенные промежутки времени извлекают по одному образцу.

Целью исследования образцов после извлечения их из испытательного сосуда я является определение вида (видов) и скорости коррозии.

Образцы промывают, высушивают, после этого удаляют с поверхности образца продукты коррозии (если таковые имеются). Для удале
ния продуктов коррозии используют инструмент, не повреждающий металл образца (например, мягкий ластик). Можно также растворить продукты коррозии в растворе кислоты. При этом во избежание растворения металла образца в раствор кислоты добавляют ингибитор анодного типа (вещество, препятствующее растворению металла) либо навязывают образцу (используя внешний источник тока) такое значение электродного потенциала, при котором металл образца не растворяется.

Освобожденный от продуктов коррозии образец промывают дистиллированной водой, высушивают и взвешивают. По убыли массы образца определяют массовый показатель скорости общей коррозии (V_общ).

V_общ = V_равн + V_лок = D m /(t_исп^.S) (IV.1),

где V_равн – скорость равномерной коррозии, V_лок - скорость локальной коррозии, Dm – потеря массы образца, t_исп^. – длительность испытания,^. S – площадь поверхности образца.

Наиболее репрезентативным является глубинный показатель скорости коррозии – глубина проникновения коррозии вглубь металла за единицу времени. Для перехода от массового показателя к глубинному показателю скорости коррозии можно использовать формулу:

h = 10^. V_общ /r (IV.2),

где h - глубинный показатель скорости коррозии (мм/год), V_общ - массовый показатель скорости коррозии (г/см^2.год), r - плотность металла (г/см³), для железа r = 7,9 г/см³.

Далее образцы исследуют визуально и с использованием оптического микроскопа (как правило, при увеличении х200 – х500). При этом определяют, имеются ли на образцах локальные коррозионные поражения (питтинги, язвы, трещины), определяют их плотность, т.е. количество, приходящееся на единицу площади образца и глубину. Для определения глубины проникновения локальной коррозии в металл используют метод двойной фокусировки луча света (рис. IV.4.). Выбирают локальное коррозионное повреждение (например, питтинг) и фокусируют изображение прилегающей к нему поверхности и считывают показание микрометра микроскопа. Затем фокусируют изображение дна локального коррозионного повреждения и вновь считывают показание микрометра микроскопа. Разность показаний микрометра соответствует глубине локального коррозионного повреждения (мкм). При анализе результатов исследования локальных коррозионных повреждений за основу принимают не среднее, а максимальное значение глубины. Глубинный показатель скорости локальной коррозии определяют как отношение максимальной глубины локального коррозионного повреждения к времени испытаний. Следует отметить, что такое определение показателя скорости локальной коррозии может оказаться не точным, поскольку для многих локальных коррозионных процессов характерно наличие инкубационного периода, в течение которого локальная коррозия себя не проявляет. Для получения более достоверных данных о локальной коррозии исследуют кинетику коррозионного процесса (об этом было сказано выше). Если глубинный показатель скорости коррозии, исчисленный по данным определения скорости локальной коррозии, превышает аналогичный показатель, исчисленный по потери массы образца, то при анализе ресурса эксплуатации исследуемого оборудования за основу принимают именно показатель скорости локальной коррозии.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: