Учебно-методическое пособие «Защита материалов от коррозии», страница 27

Сделать выводы о пассивирующем действии HNO₃.

3.2. Определение эффективности действия ингибитора на коррозию металлов.

3.2.1. Стальной образец зачистить наждачной бумагой, промыть проточной водой и протереть. Отсоединить от установки пробирку, установить и замерить уровень воды в бюретке с открытым концом. Налить в пробирку 5 мл 15% HCl и поместить в пробирку с раствором подготовленный образец. Через 2 минуты присоединить пробирку к установке. Через 5 минут отсчитать по шкале бюретки уровень воды в бюретке. Результат записать в таблицу и вычислить объём выделившегося водорода. Повторить опыт, наливая в пробирку свежий раствор кислоты и прибавляя к нему ингибитор (3 капли 1% раствора уротропина). После окончания работы образец промыть проточной водой и насухо протереть фильтровальной бумагой. Результаты опыта занести в таблицу 2.2.

Таблица 2.2.

3.2.2. Обработка результатов опыта.

1) Написать уравнения реакций, которые происходят при травлении железных сплавов ингибированной и неингибированной соляной кислотой.

2) Объяснить механизм действия ингибитора.

3) Сделать вывод об эффективности действия ингибитора в данном опыте.

4. Контрольные вопросы.

1. Какие ингибиторы применяются при кислотном травлении металлов?

2. Объяснить, в каком случае и почему скорость коррозии при кислотном травлении больше, если обрабатывается чистое железо или углеродистая сталь.

3. Что такое поляризация электродов, имеет ли она место при кислотной коррозии стали?

Лабораторная работа №3. Химические способы защиты металлов от коррозии.

Цель работы: Получение оксидной пленки на поверхности алюминия и фосфатирование стали. Проверка защитной способности конверсионного покрытия.

Теоретическое введение

К химическим способам защиты от коррозии относится обработка поверхности металла веществами, вступающими с металлом во взаимодействие и образующими  на его поверхности фазовую пленку устойчивого химического строения, при формировании которой принимает участие защищаемый металл; это оксидирование, фосфатирование, сульфидирование, хроматирование и др.

Оксидирование

Оксидирование сплавов на основе железа.

Оксидирование стали можно проводить щелочным, кислотным и паротермическим методами. Наиболее часто применяется щелочное оксидирование в растворе, содержащем NaNO₃ при температуре 135¸140°C.  На поверхности металла образуется гидроксид железа Fe(OH)₂, который затем окисляется в Fe₃O₄.

При химическом оксидировании в растворах электролитов отдельные стадии образования пленки имеют электрохимический механизм.

1. Образование гидроксида железа (II)

Fe + 2OH^- ® Fe(OH)₂ + 2e;

2. Химическое окисление Fe(OH)₂

12Fe(OH)₂ + NaNO₃ = 4Fe₃O₄ + 10H₂O + NaOH + NH₃;

3. Восстановление NO₃^-

NO₃^- + 3H⁺ + 2e ® HNO₂ + H₂O

или по реакции

NO₃^- + 4H⁺ + 3e ® NO + 2H₂O;

4. Химический процесс окисления железа

Fe + 1/2O₂ + 2NaOH = Na₂FeO₂ + H₂O;

2Fe + 3/2O₂ + 2NaOH = Na₂Fe₂O₄ + H₂O;

Na₂Fe₂O₄ + Na₂FeO₂ + 2H₂O = Fe₃O₄ + 4NaOH.

При химическом оксидировании в атмосфере водяного пара протекают процессы высокотемпературного окисления стали, при которых оксид Fe₂O₃ (гематит) не образуется. Если температура проведения процесса ниже 600°C, то оксидная пленка будет состоять из чистого магнетита Fe₃O₄ так как ниже температуры 600°C оксид FeO неустойчив и не образуется.

Защитные свойства оксидных пленок на стали не велики, поэтому оксидирование применяют для защиты стали от атмосферной коррозии в легких условиях эксплуатации. После оксидирования стальные детали покрывают лаком.

Оксидирование сплавов на основе алюминия