Выращивание коррозии на стальной пластине

[Metida]

Уважаемые химики!

 

Я не химик, а скорее физик, но так случилось, что понадобилось организовать опыт по выращиваю коррозии. Это не моя область, и разобраться с помощью книг достаточно сложно, поэтому мне нужны ваши практические советы.

 

Схема опыта:

 

Описание:

На исследуемый образец 1 устанавливается коррозионная ячейка 2, образованная исследуемой пластиной и герметично приклеенным к нему сосудом. В ней находятся каломельный электрод сравнения 3, потенциал которого сравнивается с потенциалом образца при помощи электронного вольтметра 6, и вспомогательный электрод 4 из платиновой проволоки, с помощью которого производится внешняя поляризация образца. Последняя осуществляется с помощью батареи аккумуляторов Б через магазин сопротивлений 5. Для измерения поляризующего тока служит миллиамперметр с переключаемыми диапазонами измерений.

 

Размеры образца: Длина — 500 мм, ширина — 100 мм, толщина — от 2 до 10.

Мне нужно, чтобы коррозия шла порядка 5-7 дней, при этом электричество будет проходить по цепи 5 часов в день.

 

Внутрь коррозионной ячейки я хочу заливать 10% раствор серной кислоты.

 

1. Подскажите пожалуйста, какую величину тока мне выбрать?

 

2. Что можно принципиально улучшить?

 

3. Как обычно проводятся подобные опыты и какое оборудование используется?

 

Буду рада любым советам и замечаниям!

[stallker]

Кислород атмосферный не участвает в процессе.

Получится просто анодное травление и в месте анодной пластины.

Третий электрод лишний.

[mypucm]

Да, кислород не участвует. Да, это, по сути, не вполне коррозия. Но, если считать, что коррозия протекает по электрохимическому механизму (а в данном случае это так), то данный опыт можно считать неким вариантом ускоренного получения тех же самых разрушений на металле, которые получаются при коррозии.

 

Третий электрод - пусть лучше будет. В принципе, при пропускании малых токов можно каломельный электрод использовать по совместительству и как поляризующий, но это будет менее точно (в плане измерения потенциала).

 

Что за металл там будет корродировать? Просто если это обычная какая-то сталь низколегированная, 10% серная кислота разъест ее нафиг и без всякого пропускания тока.

 

В чем цель опыта? Что хотите получить или продемонстрировать? От этого в первую очередь будут зависеть плотности пропускаемого тока.

[Metida]

Что за металл там будет корродировать? Просто если это обычная какая-то сталь низколегированная, 10% серная кислота разъест ее нафиг и без всякого пропускания тока.

Да, сталь я действительно взяла низколегированную: 09Г2С (забыла сразу написать).

 

В чем цель опыта? Что хотите получить или продемонстрировать? От этого в первую очередь будут зависеть плотности пропускаемого тока.

Цель опыта — снятие сигналов акустической эмиссии, которые возникают при росте коррозии. Поэтому желательно чтобы опыт шел не слишком быстро, что бы можно было снять начальный

этап и развитие.

[stallker]

Травление или коррозия?

[sharpneedles]

Мне нужно, чтобы коррозия шла порядка 5-7 дней, при этом электричество будет проходить по цепи 5 часов в день.

Что вы моделируете? Почвенную коррозию с периодически возникающими блуждающими токами?

Внутрь коррозионной ячейки я хочу заливать 10% раствор серной кислоты.

Почему кислота? Почему, например, не 3%-ный раствор хлорида натрия с перемешиванием?

1. Подскажите пожалуйста, какую величину тока мне выбрать?

Зависит от цели эксперимента.

2. Что можно принципиально улучшить?

Например, не городить огород с приклеиванием и воспользоваться ХСЭ, а не каломельным электродом.

3. Как обычно проводятся подобные опыты и какое оборудование используется?

Снимаете сигналы и сопоставляете их с коррозионной диаграммой. Калибруете прибор.

Для проведения подобных коррозионных испытаний применяют потенциостаты.

Существуют стандарты на коррозионные испытания.

 

Пока вы толком не расскажете чего хотите - дать более-менее толковые рекомендации будет затруднительно.

[Metida]

Травление или коррозия?

Тут какая-то проблема в терминологии, в литература которую я читала (И. В. Семенова - Коррозия и защита от коррозии) такой процесс называется электрохимической коррозией. Я так понимаю, что травление проходит по такому же механизму, только цель другая. Наверное, можно назвать это травлением.

 

Что вы моделируете?

Задача — смоделировать механизм электрохимической коррозии, и снять сигналы акустической эмиссии.

Собственно разные виды коррозии меня не очень интересуют, потому что сигналы акустической эмиссии возникают в основном во время роста трещин при водородном растрескивании. Кислоту я взяла потому что, она много где упоминается, и такой процесс достаточно подробно рассмотрен в Семеновой. Я подумала, что наиболее классический пример. Если вы подскажете мне лучший вариант, я буду вам благодарна.

 

Например, не городить огород с приклеиванием и воспользоваться ХСЭ, а не каломельным электродом.

Если не приклеивать, то как его закреплять? Прикреплять при помощи болтов нежелательно, они помешают распространению акустических волн. Может быть вы мне посоветуете уже говую коррозионную ячеку, я нашла несколько примеров в интернете, но не уверена подойдут ли они мне.

 

ГОСТЫ я почитаю, каломельный электрод заменю хлорсеребрянным, и насчет потенциостата подумаю, спасибо.

 

P.S. Акустическая эмиссия (АЭ) — явление возникновения и распространения упругих колебаний (акустических волн), во время деформации напряжённого материала.

[sharpneedles]

Тут какая-то проблема в терминологии, в литература которую я читала (И. В. Семенова - Коррозия и защита от коррозии) такой процесс называется электрохимической коррозией. Я так понимаю, что травление проходит по такому же механизму, только цель другая. Наверное, можно назвать это травлением.

Проблемы тут нет никакой. Травление - та же коррозия, как правило с водородной деполяризацией, только в отличие от обычно представляемой коррозии, травление - относительно интенсивная и полностью управляемая коррозия.

Задача — смоделировать механизм электрохимической коррозии, и снять сигналы акустической эмиссии.

Все понятно. Вы хотите связать рост коррозии стали в кислой среде с изменением акустического сигнала. Только не забывайте, что концентрация кислоты со временем будет уменьшаться, что приведет к уменьшению скорости коррозии. Вообще, если вас интересует наводороживание, то оно тем сильнее, чем больше концентрация катионов водорода (но с концентрацией серной кислоты такая зависимость существует только до определенного предела). Скорость коррозии стали в небольшом объеме кислоты со временем будет изменяться в меньшую сторону. Может быть имеет смысл провести серию экспресс-испытаний с разными концентрациями - на увеличение?

Собственно разные виды коррозии меня не очень интересуют, потому что сигналы акустической эмиссии возникают в основном во время роста трещин при водородном растрескивании.

То есть деталь должна находится под деформирующим воздействием?

Или вы хотите растрескивание под назрузкой в результате водородной хрупкости заменить в вашем эксперименте анодным травлением?

Кислоту я взяла потому что, она много где упоминается, и такой процесс достаточно подробно рассмотрен в Семеновой. Я подумала, что наиболее классический пример. Если вы подскажете мне лучший вариант, я буду вам благодарна.

Изначально не было известно, что вас интересует именно кислотная коррозия, поэтому никаких поправок вносить не буду.

Прикреплять при помощи болтов нежелательно, они помешают распространению акустических волн.

Не вопрос. Пусть останется этот вариант.

ГОСТЫ я почитаю, каломельный электрод заменю хлорсеребрянным, и насчет потенциостата подумаю, спасибо.

Если вы фиксируете только акустические сигналы и достаточно редко, то в потенциостате не смысла. Просто если бы вы попутно снимали коррозионную диаграмму, то можно было бы соспоставит изменение коррозионного тока или потенциала с изменением акустического сигнала. Это были бы весьма ценные данные для оценки результатов эксперимента.

ХСЭ используйте вместе с солевым мостиком.