Учебно-методическое пособие «Защита материалов от коррозии», страница 21

Испытания на МКК и коррозионное растрескивание

Эти испытания проводят для аустенитных, аустенитно-ферритных и аустенитно-мартенситных нержавеющих сталей на образцах в растворах CuSO₄×5H₂O и H₂SO₄ с добавлением медной стружки и цинковой пыли. После кипячения в течение регламентированного времени от 7 до 48 часов проводят изгиб образцов для определения сетки трещин, являющейся браковочным признаком. Определение глубины проникновения МКК проводят на поперечном шлифе с помощью микроскопа.

Испытание на растрескивание проводят на испытательных машинах или установках, позволяющих определить уровень безопасных напряжений, время появления первой трещины, характер коррозионных разрушений.

Показатели коррозии

Показатели коррозии характеризуют в общем случае степень проявления различных изменений в материалах в результате коррозионных воздействий.

Кинетика электрохимических процессов

Скорость коррозии также можно определить количеством растворившегося металла, которое согласно закону Фарадея пропорционально количеству электричества.

Dm = Q×m^Э/F = i×S×t×m^Э/F = i×S×t×K,

где Q – количество электричества; Dm – уменьшение массы; F – число Фарадея, К – электрохимический эквивалент, K = m^Э/F; S – площадь электрода; m^Э – эквивалентная масса, m^Э = A/n, A – атомная масса, n - степень окисления.

i_кор = Dm/(S×t×K).

Другие показатели коррозии

1.  Глубинный показатель коррозии:  k_n = P/t, мм/год. P - средняя глубина коррозионного разрушения в единицу времени.

2.  Показатель скорости образования пленки продуктов коррозии: k_h = Dh/t, мм/год:

3.  Показатель изменения массы: k_m^-, k_m⁺ - изменение массы образца металла в результате коррозии, отнесенное к единице поверхности S металла в единицу времени:
k_m^± = Dm/(S×t), г/м² ч, Dm - увеличение, или убыль массы образца металла за время t после удаления продуктов коррозии. Формула пересчета k_m^- в глубинный показатель:
k_n = k_m^-×8.76/r_мет, мм/ год.

4.  Объемный показатель коррозии: k_об = V_(ну)/(S×t), cм³/ см² ч
где V_(ну) = V×273×(P – P_H2O)/(T×760);
V – объем поглощенного О₂ в процессе коррозии с кислородной деполяризацией или объем выделившегося водорода в процессе коррозии с водородной деполяризацией.

5.  Токовый показатель коррозии: ( - плотность коррозионного тока)
i_кор = J_кор/S, А/см², J_кор - ток коррозии, А

Формула пересчета k_m^- в токовый показатель:
i_кор = k_m^-×/(k^Э×1000), А/см²
k^Э - электрохимический эквивалент металла, k^Э = A/(n×F), А – атомная масса металла, г/моль, n – валентность металла, подвергающегося коррозии, F – число Фарадея, F = 26.8 А×ч.

Формула пересчета объемного показателя коррозии в токовый
i_кор = k_об/k^Э, А/ см², k^Э - электрохимический эквивалент элемента,
k^Э_Н2 = (22.4×10³/2)/26.8, см³/(А×ч);
k^Э_O2 =(22.4×10³/4)/26.8, см³/(А×ч).

6.  Механический показатель коррозии: k_s = Ds_b/s_b×100%
s_b - предел прочности металла при растяжении до начала коррозии;
Ds_b - изменение предела прочности металла в процессе коррозии за время t.

7.  Показатель изменения электрического сопротивления: k_R = DR/R×100%,
R – электрическое сопротивление образца до начала коррозии;
DR - изменение электрического сопротивления металлического образца в процессе коррозии за время t.

8.  Очаговый показатель коррозии: k_О - число коррозионных очагов, возникающих на единице металлической поверхности за определенный промежуток времени эксплуатации изделий.

9.  Показатель склонности к коррозии: k_С – срок эксплуатации (испытания) до начала коррозионного процесса t в сутках. Начало коррозионного процесса определяют состоянием поверхности металла, при котором коррозионное поражение достигло 1% площади.

Лабораторный практикум

Лабораторная работа №1. Коррозия металлов.

Цель работы: Изучить влияние изменения условий на протекание коррозии.

Теоретическое введение

Коррозией металлов называют разрушение металлических материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с внешней средой. Пример электрохимической коррозии: коррозия металлов в атмосфере при конденсации влаги на металлической поверхности (около 80% металлических конструкций эксплуатируются в атмосферных условиях - транспорт, оборудование заводов, мосты, рельсы и т.д.), коррозия различных трубопроводов в грунте, коррозия металлов в морской и речной воде и т.д.