Как ускорить коррозию металла


создание естественной ржавчины и имитация

На сегодняшний день эффект ржавчины – это один из самых популярных вариантов отделки металлических и иных поверхностей. Существует два простых способа придания покрытию оттенка ржавчины: имитация ржавления и натуральное ржавление металла при помощи специальных химических реагентов. В этой статье мы рассмотрим самые эффективные способы, как заржавить металл в домашних условиях и при промышленной обработке.

Естественная ржавчина

Как известно, любая металлическая поверхность со временем утрачивает свой первоначальный облик, теряет не только технические, но и внешние свойства. Для металлов характерно естественное ржавление, которое происходит из-за негативного воздействия факторов окружающей среды. При необходимости создания натуральной ржавчины на металле можно просто ускорить данный процесс путем использования химических реагентов – их действие направлено на формирование слоя коррозии металла.

Перед тем как проводить химическую реакцию, нужно удостовериться в том, что применяемый металл подвержен коррозии. Ржавчина появляется только на металлических поверхностях, в составе которых содержится железо. Некоторые же металлы более устойчивы к коррозии – зачастую это хромовые составы или так называемая нержавейка. Для химического ржавления подходят также чугун и кованое железо.

Первый метод: медно-кислотный раствор

Одним из самых простых способов создания натуральной ржавчины является применение медно-кислотного раствора. Для его изготовления не требуется наличие каких-либо специфических реагентов, самое главное в точности соблюдать технические условия и порядок выполнения операции:

  1. В подготовленную (заранее очищенную) емкость заливается порядка шестидесяти миллилитров соляной кислоты. Обязательное условие — использование защитных очков и перчаток из плотной резины.
  2. Далее в соляной кислоте необходимо растворить небольшое количество меди (медный провод или монетки), после чего раствор должен настояться в течение семи дней для ускорения коррозийных процессов на металле.
  3. Остатки меди следует удалить из получившегося состава. Изготовленный медно-кислотных раствор развести с водой в пропорции: одна часть кислоты на пятьдесят частей воды.
  4. Далее проводится зачистка металла (удаление красящего слоя, штукатурки и иных отделочных материалов), после чего поверхность тщательно промывается мыльным раствором.
  5. Наносить медно-кислотный раствор необходимо при помощи специального пульверизатора или обычной строительной кисти. При этом соблюдайте все правила безопасности, уделите особое внимание вентиляции помещения.

Приблизительно через два часа после нанесения на поверхности появится ржавый эффект. Нет необходимости смывать смесь, поскольку состав самостоятельно улетучится спустя некоторое время. При недостаточном количестве образовавшейся ржавчины, процедуру можно провести повторно, дабы добиться желаемого результата.

Второй метод: уксус и отбеливатель

Есть еще один способ, как сделать ржавчину легко и быстро в домашних условиях — применение уксуса и отбеливателя. Данный метод подойдет только для поверхностей, при отделке которых не использовалась грунтовка и различные герметические составы. Сочетание уксуса и отбеливателя дает максимальный эффект естественного ржавления, если металлические изделия имеют в своем составе олово или железо.

Рассмотрим инструкцию покрытия металлического изделия ржавчиной:

  1. На первом этапе тщательно осмотрите объект на наличие посторонних следов старых покрытий, при необходимости очистите.
  2. Далее смешайте в подготовленной емкости одну часть уксуса и две части хлорной извести. Объем смеси может варьироваться в зависимости от размеров предмета, который вы собираетесь заржавить.
  3. Поместите металлическое изделие в раствор на тридцать минут – за этот промежуток времени на поверхности предмета образуется потрескавшийся слой ржавчины.
  4. Уберите остатки смеси при помощи обычного бумажного полотенца, а также утилизируйте оставшуюся часть уксуса и отбеливателя.
  5. После того как изделие полностью высохнет, сотрите необходимую часть ржавчины (в зависимости от желаемого результата). Некоторым больше нравится толстый слой ржавого покрытия, другим же поверхностная коррозия на металле и иных поверхностях.

Для закрепления полученного эффекта на объекте используйте специальную грунтовку в аэрозоле либо матовый герметик в виде спрея.

На видео: три простых способа создания благородной ржавчины.

Имитация натуральной ржавчины на металле

Можно ли заржавить металл, не искажая натуральную структуру материала? В таких случаях используют имитацию ржавления при помощи специального красящего состава или пленки под ржавчину. Обратите внимание, что придать эффект ржавчины можно как металлу, так и иным материалам, например, древесине.

Краски и пигменты

Чтобы сделать изделие ржавым, чаще всего применяют краску под ржавчину на акриловой основе. Сейчас такую смесь можно приобрести в любом строительном магазине. Как же создается краска под ржавчину? Ржавые оттенки образуются посредством взаимодействия коричневого, желтого и красного пигментов. Также может добавляться синий пигмент для придания покрытию большей глубины и насыщенности цвета.

Существует и природный пигмент, который при одиночном использовании дает вид будто поверхность заржавела со временем, а не в результате декоративно-отделочных работ – это сурик железных или охра (смесь гидрата окиси железа и глины).

Природную охру не используют для покраски металлических предметов. Она лишь является основополагающим компонентом и добавляется в лакокрасочные материалы (в краски, грунтовки, эмали).

Независимо от того, какую краску вы собираетесь использовать — купленную или приготовленную самостоятельно на основе железного сурика, смесь должна наноситься на очищенную и обезжиренную поверхность. Чтобы создать правдоподобную текстуру ржавчины, краску можно нанести с помощью пористой губки или сухой кистью (для имитации подтеков).

Имитирующая пленка

В магазинах строительных и отделочных материалов можно найти самоклеящуюся пленку с изображением ржавчины. Это также неплохой вариант, который позволит быстро и без особых проблем получить нужный эффект. Однако такую пленку рекомендуется клеить на идеально ровную поверхность, в противном случае могут появиться воздушные пузыри, либо в некоторых местах пленка просто отклеится.

Чаще всего пленку с имитацией ржавчины используют автовладельцы, которые хотят затюнинговать свою машину.

Как использовать пленку:

  1. Поверхность, которую требуется задекорировать, необходимо обезжирить (спиртом или специальным обезжиривателем).
  2. Приложите пленку к основе и отметьте участки либо контуры, которые нужно вырезать.
  3. Отсоедините пленку от подложки и начинайте приклеивать отрезок по середине, постепенно разравнивая к краям.

Декоративная покраска под ржавчину (2 видео)

Пигменты и бытовые средства (25 фото)

 

Методы, советы и решения для остановки и предотвращения коррозии металлов Упрочнение композитов

Методы остановки и предотвращения коррозии металлов

Коррозия металла возникает, когда металл подвергается воздействию влаги и других элементов или химикатов. Хотя это, как правило, естественный процесс, он может привести к серьезному снижению функциональности и эстетики металлических изделий. Какой бы ни была причина вашего желания остановить и предотвратить коррозию металлов, вот несколько полезных способов предотвратить коррозию металлов :

  • Перейдите на неагрессивные металлы, такие как алюминий и нержавеющая сталь.
  • Следите за тем, чтобы область вокруг металлической поверхности была сухой.
  • Используйте осушители и влагонепроницаемые продукты.
  • Убедитесь, что подземные трубопроводы проложены в слое засыпки, например, известняка.
  • Регулярно очищайте электрические компоненты.

Выполнение этих простых шагов может продлить жизнь металлу, а остановить коррозию металлов в их следах. Учтите, что весь металл требует ухода. Используйте эти методы часто, чтобы предотвратить коррозию металлов .

Дополнительные способы предотвращения коррозии металла

Помимо приведенных выше предложений, существуют методы обработки металла, которые могут остановить коррозию металлов до того, как она начнется; например, покрытие из консистентной смазки или масла на металлической поверхности. Покраска - еще один метод предотвращения коррозии металла. Также рассмотрите возможность использования катодной защиты для предотвращения коррозии основных металлических деталей.

Покрытие из углеродного волокна для предотвращения коррозии металла

Покрытие из углеродного волокна - еще один превосходный метод предотвращения коррозии металлов .В этом процессе листы углеродного волокна герметизируются вокруг и часто внутри металлической трубы или на любой металлической поверхности. Это не только помогает предотвратить коррозию, но и укрепляет металл, предотвращает образование трещин и предотвращает образование утечек.

Компания HJ3 Composite Technologies, предлагающая несколько продуктов и методов для предотвращения коррозии металлов, является авторитетным специалистом в области нанесения покрытий из углеродного волокна. Если вас беспокоит состояние вашего металла, позвоните нам сегодня.

.

Коррозионные механизмы, процессы

Как производитель металла, вы больше всего сосредотачиваетесь на изменении формы металлической заготовки, при резке, гибке, формовании концов, прошивке, надрезании, механической обработке или каком-либо другом процессе. Для большинства этих процессов требуется жидкость на основе масла, растворителя или воды для предотвращения трения, которое, в свою очередь, предотвращает перегрев или преждевременный износ.

Еще одно соображение, не менее важное, чем изготовление заготовки, - предотвращение коррозии.Некоторые производители полагаются на жидкость для металлообработки, чтобы обеспечить как производственную, так и окончательную защиту от коррозии; другие используют заключительный процесс для нанесения краткосрочной или долгосрочной защиты от коррозии. В любом случае средства защиты от коррозии выполняют необходимую функцию. Без защиты железо (Fe) в сталь взаимодействует с кислородом (O) в атмосфере, вызывая коррозию стали.

Независимо от того, принимает ли коррозия форму красной ржавчины (оксид железа, Fe 2 O 3 ) или черного пятна (оксид железа, Fe 3 O 4 ), процесс аналогичен: окисление металла связано с уменьшением количества других компонентов в технологическом процессе, включая жидкости для металлообработки.

Определение коррозии

Коррозия черных металлов - это окисление металлического железа от Fe до Fe +2 , далее до Fe +3 , вызванное потоком электронов от анода (точка положительной полярности) к катоду (точка отрицательной полярности). ). Обычная батарея использует аналогичный процесс для передачи электрического тока от одного вывода к другому. Процессы контроля коррозии останавливают поток электронов или нарушают химическая реакция на катоде или аноде.

Требования к ржавчине.Для образования ржавчины необходимы три компонента или составляющих:

  1. Ячейка, состоящая из катода и анода
  2. Влага, по которой течет ток
  3. Кислород, который соединяется с металлом

Шесть обычных условий могут превратить любой кусок стали в коррозионную ячейку (см. Рисунок 1 ).

Несколько ключевых моментов, о которых следует помнить:

  • Требования к созданию ячеек коррозии минимальны.Например, стальная пыль и мелочь, обычные побочные продукты многих операций по металлообработке, могут стать катодом коррозионной ячейки. Точно так же простого обращения с трубой или трубой голыми руками может быть достаточно, чтобы начать процесс коррозии.
  • Некоторые электролиты в жидкой форме влияют на скорость распространения коррозии.
  • Поверхностные царапины обычны и не обязательно приводят к образованию ржавчины; глубокие царапины, оставляющие блестящую сталь незащищенными, обычно являются участками коррозии.
  • Если металл подвергается значительному воздействию воздушного потока, запас кислорода пополняется более или менее непрерывно, и в результате образуется красная ржавчина.Если детали хранятся или используются в среде с ограниченным воздушным потоком, металл все равно может ржаветь, но при этом образуются черные пятна оксида.

Предостережения по защите от коррозии

Водорастворимые жидкости для обработки и шлифования обеспечивают временную защиту от коррозии. Однако производители не могут полагаться на них для предотвращения коррозии, потому что продолжительность необходимой защиты варьируется от производителя к производителю; некоторым требуется всего несколько часов защиты, пока детали не перейдут к следующему процессу, в то время как другие хранят детали неделями.Критические условия хранения и охлаждающей жидкости факторы, определяющие, как долго жидкости обеспечивают защиту от коррозии.

Факторы, влияющие на продолжительность защиты от коррозии, включают:

  1. Производственные процессы разведки и добычи.
  2. Чистота поверхности.
  3. Состояние средства защиты от коррозии при нанесении.
  4. Качество аппликационного метода.
  5. Упаковка, используемая для упаковки детали.
  6. Среда хранения.

Информация о производственных процессах и жидкостях, используемых в этих процессах, помогает понять, как обращаться со вторым фактором - чистотой поверхности. Какие виды жидкостей для металлообработки были использованы при изготовлении детали? Хранилась ли деталь между этапами производства? Как с этим справились? Если на детали есть остатки жидкости для металлообработки или она хранилась в местах с мелкими и пыль, чистота поверхности - проблема, которую необходимо решить.

Рис. 1: Ржавчина вызывается коррозионными ячейками.Каждая коррозионная ячейка имеет анод и катод (положительный и отрицательный полюс). Влага обеспечивает путь для прохождения тока, а кислород - это агент, который заставляет сталь менять форму на трехвалентное или закись железа.

В-третьих, после нанесения покрытия, но перед упаковкой, необходимы надлежащие методы обращения для сохранения целостности защитной пленки. Перчатки необходимы для предотвращения контакта кожного жира рабочих со сталью.

В-четвертых, система подачи жидкости должна иметь достаточную способность для тщательного смачивания деталей и должна поддерживаться в рабочем состоянии, чтобы обеспечить постоянное количество антикоррозийных средств для деталей.Хорошая система фильтрации - такая, которая сводит к минимуму размер и количество мелких частиц, а также уровни попутных масел, хлоридов и сульфатов - увеличивает способность жидкости предотвращать коррозию. Кроме того, жидкость Концентрация должна поддерживаться на правильном уровне, который следует измерять более точным прибором, чем рефрактометр.

В-пятых, упаковка для размещения деталей должна быть надлежащего качества и в хорошем состоянии, без разрывов и повреждений, чтобы предотвратить прямой доступ к деталям с покрытием.

Наконец, необходимо контролировать среду хранения, чтобы предотвратить резкие колебания температуры и влажности (менее 15 градусов по Фаренгейту и менее 10 процентов изменения относительной влажности в течение 24 часов).

Измерение эффективности защиты от коррозии

Ряд краткосрочных и долгосрочных испытаний может определить степень защиты от коррозии. Все эти тесты предназначены для имитации реальных приложений в ускоренных условиях. Имейте в виду, что интерпретация результатов тестирования может быть столь же важной, как настройка и контроль условий тестирования.

Жидкости для удаления металлов. Тест на стружку используется для оценки взаимодействия образующейся смазки для удаления металла и металлической стружки. Если стружка не соответствует типу сплава, ее размеру и чистоте (например, на стружке нет мелких частиц), результаты будут противоречивыми. Большинство тестов чипов включают фиксированное количество чипов, покрытых определенным количеством охлаждающей жидкости. Влажная стружка затем нанесите на фильтровальную бумагу или металлические блоки, чтобы определить потенциал ржавчины. Большинство тестов чипов длятся несколько часов.

Жидкости для предотвращения коррозии. К средствам защиты от коррозии предъявляются более строгие требования и более четко определены методы испытаний, чем к жидкостям для обработки металлов. Некоторые из наиболее распространенных тестов включают шкафы, которые контролируют температуру и влажность. Кроме того, обращение с испытательными панелями с покрытием необходимо контролировать в зависимости от количества антикоррозийного средства, наносимого на поверхность. Большинство тестов проводится с двумя или тремя панелями, и источник воды должен быть чистым, чтобы исключить любые загрязняющие вещества (хлориды или сульфаты), которые могут повлиять на результаты.

  • В испытании шкафа для совместного армейско-военно-морского флота (JAN), используемого с 1940-х годов, используется температура, поддерживаемая на уровне 120 градусов по Фаренгейту, при 100-процентной относительной влажности. Это конденсирующаяся среда, что означает, что вода собирается на поверхности испытательной панели и стекает по панели и покрытию.
  • Испытание в камере с солевым туманом (ASTM B117) подвергает образцы воздействию 5% солевого тумана в виде тумана; температура поддерживается на уровне 100 градусов F.
  • 10-тактный тест GM, разработанный General Motors для оценки средств защиты от коррозии, был принят многими поставщиками, связанными с GM.Этот метод аналогичен JAN, но работает при температуре 100 ° F в среде без конденсации. Кроме того, он выполняет 10 циклов, каждый из которых состоит из 18 часов в шкафу и 6 часов вне шкафа.

Устранение неисправностей

Когда вы впервые исследуете проблему ржавчины, важно узнать историю воздействия металлической поверхности; вам необходимо проследить все процессы, чтобы определить, где началась коррозия. Исследование должно включать все процессы и жидкости, контактирующие с деталями.Только отслеживая весь процесс, у вас есть шанс определить приложение, которое оказывает наибольшее влияние на проблема коррозии. Кроме того, жидкости, участвующие в процессе, должны быть оценены на пригодность к использованию по сравнению со свежей жидкостью.

Диаграммы причинно-следственных связей

могут помочь вам найти основную причину (см. , рисунок 2, и , рисунок 3, ).

Анализ жидкостей

Анализ жидкости дает представление об эффективности защиты от коррозии.Семь тестов измеряют присущие жидкости характеристики - кислотность, влажность, грязь, процент твердых веществ, кальций, вязкость и удельный вес. Восьмая оценка, испытание на коррозию меди, является субъективным показателем того, как жидкость окрашивает медь.

Рис. 2. Выявление причины коррозии не должно быть сложной задачей. Разделение причин на пять широких категорий дает вам отправную точку.

  1. Кислотность. Чрезмерное содержание кислоты, которое может быть вызвано перегревом продукта, загрязнением или чрезмерным испарением растворителя, способствует и ускоряет коррозию.Низкая кислотность может быть связана с чрезмерным разбавлением растворителем или загрязнением.
  2. Влажность. Вода в составе средства для предотвращения коррозии на основе масла или растворителя будет способствовать появлению ржавчины или появлению пятен. Повышенный уровень обычно связан с остаточной пленкой на входящих деталях.
  3. Грязь. Твердые частицы - мелкие частицы железа, песок или взвешенные в воздухе частицы - на поверхности детали действуют как места коррозии. По мере нанесения, слива и повторного нанесения антикоррозионного средства уровень грязи продолжает расти.
  4. процентов твердых веществ. Содержание твердых веществ можно использовать для определения концентрации. Низкая концентрация может возникнуть из-за загрязнения или чрезмерного разбавления растворителем. Высокое содержание твердых частиц может быть вызвано загрязнением или испарением растворителя. Низкое содержание твердых частиц означает низкую концентрацию, что снижает защиту от коррозии.
  5. Кальций. Это прямой показатель основного сырья, используемого для защиты от коррозии. Низкий уровень кальция обычно указывает на низкую концентрацию, результат чрезмерного загрязнения или чрезмерного разбавления.Высокий уровень кальция может указывать на испарение растворителя, чрезмерное загрязнение или присутствие воды.
  6. Вязкость. Вязкость, мера способности продукта растекаться или смачиваться, часть имеет решающее значение для образования непрерывной однородной барьерной пленки по всей части. Толщина масляной пленки, которая остается на детали, напрямую связана с уровнем защиты от коррозии. Как правило, более тонкие пленки обеспечивают меньшую защиту от коррозии, тогда как более толстые пленки обеспечивают больше.
  7. Низкая вязкость может быть результатом низкой концентрации, чрезмерного загрязнения или чрезмерного разбавления. Высокая вязкость обычно указывает на высокую концентрацию из-за испарения растворителя или чрезмерного загрязнения.
  8. Удельный вес. Это измерение, которое иногда называют плотностью, дает четкое представление о загрязнении. Низкие значения удельного веса обычно указывают на низкую концентрацию, чрезмерное загрязнение или чрезмерное разбавление. Высокий удельный вес обычно указывает на высокую концентрацию из-за испарения растворителя или чрезмерного загрязнения.
  9. Испытание на коррозию меди. Этот тест, описанный в стандарте ASTM D130, оценивает коррозионную активность нефтепродуктов, вызванную активными соединениями серы. Результаты оцениваются путем сравнения пятен на медной полосе с цветовой шкалой от 1 до 4. Типичным источником серы является хонинговальное масло.

Коррозия - какой ценой?

Согласно исследованию «Расходы на коррозию и превентивные стратегии в США», проведенному в 2002 году по заказу Федерального управления автомобильных дорог CC Technologies Laboratories Inc.и спонсируемые NACE International, прямые затраты на коррозию металлов в США составляют 276 миллиардов долларов в год. Для сравнения: он составлял более 3 процентов валового дохода США. внутренний продукт.

Коррозия имеет другую цену. Изготовленный компонент или узел, который выходит из строя или требует специальной обработки для предотвращения коррозии, вызывает недовольство клиентов. Использование комплексных методов борьбы с коррозией имеет решающее значение для минимизации обоих типов затрат.

Рис. 3. Дополнительные сведения об устранении неполадок могут помочь вам разобраться в проблемной области.

.

Коррозия металлов и эффективность ингибиторов коррозии в менее проводящих средах

Вышеупомянутые методы были использованы для измерения данных о коррозии мягкой стали (состоящей из 0,16 мас.% C, 0,032 мас.% P, 0,028 мас.%). S и остаток F) 22 в среде смесей этанол-бензин (ЭГБ), содержащих 10 и 85 об. % этанола (E10 и E85) соответственно. Для приготовления этих EGB бензин в соответствии с требованиями EN 228 содержит 57.4 т. % предельных углеводородов, 13,9 об. % олефинов, 28,7 об. % ароматических углеводородов и 1 мг / кг - 1 серы. Агрессивность этого топлива повышалась за счет добавления воды и следовых количеств хлоридов (3 мг / кг - 1 ), сульфатов (3 мг / кг - 1 ) и уксусной кислоты (50 мг / кг - 1). ). Топливо Е10 содержало 0,5 об. % воды, так что не происходит разделения на водно-этанольную и углеводородную фазы.Топливо Е85 было загрязнено на 6 об. % воды. 22 Исследуемый ингибитор коррозии содержал октадециламин, и концентрация ингибитора в топливе составляла 200 мг / л - 1 . Полученные данные представлены в Таблице 1 .

Временной ход статических и динамических испытаний представлен на рис. , рис. 7, и , , рис. , 8, . Представленные на этих рисунках зависимости потери веса относятся к площади поверхности испытанного металлического образца.Эти потери веса могут быть пересчитаны на скорость коррозии в соответствии с процедурой, представленной в шаге 4 . Это показано для загрязненного топлива E85 в Рисунок 7 и Рисунок 8 . Из обоих рисунков очевидно, что периодов времени 1200 и 340 часов было достаточно для стабилизации топливных систем из мягкой стали E10 (E85) для статических и динамических испытаний, соответственно. Кроме того, эффективность ингибитора коррозии очевидна для обоих видов топлива, поскольку при применении ингибитора наблюдались существенно меньшие материальные потери.Эффективность ингибитора, см. Таблицу 1 , была рассчитана после эксперимента и после травления поверхности образца в растворе хелатона III, см. Этап 5.1 . Удаление продуктов коррозии поверхности травлением позволяет получить реальные потери материала, которые важны для расчета эффективности ингибиторов коррозии. Травление вызывает увеличение реальной скорости коррозии, что подтверждается результатами, представленными в таблице 1 .Это особенно заметно при динамическом испытании с циркуляцией агрессивной среды, когда система металл-окружающая среда подвергается гораздо большему напряжению, а сопротивление материала значительно снижается. В соответствии с условиями испытания и коррозионной средой металл равномерно покрыт толстым слоем продуктов коррозии, см. Рисунок 9 .

Некоторые образцы коррозионных сред не могут быть испытаны динамическими испытаниями из-за их высокой вязкости.Такие образцы (, например, , моторное масло, загрязненное несгоревшим топливом E100) могут быть испытаны статическим тестом в холодильнике с обратным холодильником при повышенных температурах, см. Этап , , 3, . В таблице 2 представлены полученные результаты скоростей коррозии мягкой стали и двух образцов латуни, которые были испытаны в окисленном моторном масле (искусственно состаренное масло в атмосфере кислорода при 650 кПа и 160 ° C) с общей кислотой. число (TAN) 3,5 мг KOHg - 1 , содержащее 15 об.% азеотропного, агрессивного топлива E100 (содержащего 6 об.% воды и следовых количеств загрязняющих веществ, см. агрессивность топлива выше).

В настоящее время электрохимические методы, такие как электрохимический импеданс, измерения поляризационных характеристик, потенциала коррозии, и т. Д. , обладают большим потенциалом и могут информировать не только о свойствах окружающей среды (диэлектрическая проницаемость, удельное сопротивление), но и о свойствах электродов, таких как поляризационное сопротивление и емкость двойного слоя.Кроме того, электрохимические методы имеют большое значение для измерений в неводной среде. Из-за низкой проводимости неводных сред можно применять соли проводимости для снижения удельного сопротивления и увеличения проводимости окружающей среды, чтобы также можно было измерять свойства электродов (данные о коррозии). Однако соли проводимости часто не только изменяют свойства коррозионной среды, но также могут оказывать отрицательное влияние на полученные данные о коррозии, e.грамм. , они могут иметь коррозионные или ингибирующие свойства. Этих эффектов можно избежать, выполняя измерения без этих солей в специальных ячейках с измененной геометрией, см. Шаги , , , 6, и , 7, , чтобы расстояния между электродами были как можно меньше.

Рисунок 10 и На рисунке 11 показаны спектры импеданса, измеренные в двухэлектродной схеме. Форма спектров импеданса зависит от проводимости используемой среды (топлива).При низкой проводимости окружающей среды (бензин, ЭГБ с содержанием этанола до 10 об.%) Спектр состоит только из одного полукруга (высокочастотная часть). Этот полукруг позволяет оценить свойства, которые характеризуют только используемую среду (удельное сопротивление, высокочастотная емкость для расчета диэлектрической проницаемости). Полностью отсутствует низкочастотная часть, характеризующая электродные свойства. Когда проводимость окружающей среды достаточно высока, спектры состоят как из высокочастотной, так и из низкочастотной частей, которые образуют два относительно хорошо разделенных полукруга, см. , рис. 11, .Опять же, высокочастотная часть информирует о свойствах окружающей среды, тогда как низкочастотная емкостная петля связана с реакцией двойного электрического слоя на границе раздела фаз и сопротивлением параллельной поляризации, которое является основной величиной коррозии и характеризует мгновенная скорость коррозии. Спектр можно оценить в соответствии с эквивалентной схемой, которая представлена ​​на рис. 11 . Результаты измерений и оценки для мягкой стали в плоском расположении электродов представлены в таблице 1 .

Трехэлектродная схема позволяет нам измерять поляризационные характеристики, представленные в таблице . 1 (, т.е. , сопротивление поляризации, потенциал коррозии, плотность тока коррозии и константы Тафеля катодной и анодной частей поляризационной кривой Тафеля) . Эти характеристики можно использовать для расчета мгновенной скорости коррозии по уравнению Штерна-Гири, см. Этап , , , 7.5, . Измерение поляризационных характеристик затруднено, особенно в средах с низкой проводимостью, так как измеренные данные в значительной степени нагружены потенциальными потерями (падение iR ), которые сильно зависят от удельного сопротивления окружающей среды и расстояния до рабочих и электроды сравнения.Эти потери потенциала можно минимизировать, оценить и вычесть из данных поляризации на основе спектроскопии импеданса, выполненной перед измерением кривой поляризации, или из спектроскопии импеданса после измерения кривой поляризации. Оценка поляризационного сопротивления из предыдущего спектра импеданса важна для расчета скорости коррозии и удельного сопротивления для расчета падения iR . На рис. 12 представлена ​​кривая Тафеля для мягкой стали в среде с агрессивным топливом E85 без ингибитора до и после компенсации падения iR (синяя и красная соответственно).Кроме того, на этом рисунке показаны линейные области катодной и анодной частей, которые используются для получения коэффициентов Тафеля. Рисунок 11 также сравнивает кривую Тафеля для мягкой стали, измеренную в среде агрессивного топлива E85, содержащего ингибитор на основе амина, где вся кривая больше смещена в сторону катодных потенциалов (в сторону более отрицательных значений) и более низких плотностей тока, которые приводят к более низкой мгновенной скорости коррозии мягкой стали.


Рис. 1: Воздействие на низкоуглеродистую сталь в агрессивном топливе E85 во время статических испытаний. Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рисунок 2: Схема лабораторного проточного аппарата для динамических испытаний: (1) ванна для отпуска кремния, фритта для подачи воздуха, (3) спираль предварительного нагрева, (4) впускное отверстие для воздуха, (5) подвеска для образца, (6) перелив в колба-накопитель, (7) колба-накопитель, (8) охладитель, (9) криостат, (10) перистальтический насос, (11) термометр. Адаптировано с разрешения исх. 14 . Copyright 2013. Факультет экологических технологий Пражского химико-технологического университета. Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рисунок 3: Схема устройства для испытания коррозионного воздействия масел на строительные материалы в присутствии кислорода при постоянной температуре. (1, 2) охлаждение, (3) орошение, спиральный охладитель с матовым стеклом и крючком для подвешивания образца (4) термометр, (5) колба с матовым стеклом, содержащая образец, (6) термостат, (7) фритта с трубкой для подачи газа (воздуха), (8) подачи кислорода, (9) образца с подвесом. 15 Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рис. 4: Геометрия плоской двухэлектродной схемы с расстоянием между электродами около 1 мм и постоянной ячейки около 0,810 -3 см -1 . Адаптировано с разрешения исх. 10 . Copyright 2009. Факультет экологических технологий Пражского химико-технологического университета. Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рисунок 5: Геометрическое расположение электродов в измерительной ячейке: (а) подключение измерительной ячейки к потенциостату, (б) рабочий электрод (WE), электрод сравнения (RE), противоэлектрод (вспомогательный) (CE). Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рисунок 6: Конструкция рабочего электрода: (1) рабочая (измерительная) часть, (2) тефлоновое уплотнение с тефлоновой лентой, (3) удлинитель для соединения электрода с резьбой, изолированной на обоих концах стеклянная трубка, (4) гайка для протягивания электрода и прижатия трубки к рабочему электроду через уплотнение. Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рис. 7. Изменение скорости коррозии мягкой стали в загрязненном топливе E85 и коррозионных потерь мягкой стали в загрязненном топливе E10 и E85 до добавления ингибитора коррозии во время статического испытания. Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рис. 8: Изменение скорости коррозии мягкой стали в загрязненном топливе E85 и коррозионные потери мягкой стали в загрязненном топливе E10 и E85 до добавления ингибитора коррозии во время динамического испытания. Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рисунок 9: Поверхность мягкой стали, испытанная в среде агрессивного топлива E85 без ингибитора коррозии (A, C) и с ингибитором (B, D) во время статического (A, B) и динамического испытания ( CD). Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рис. 10: Спектр импеданса, измеренный в загрязненном топливе E10 для низкоуглеродистой стали в плоском двухэлектродном расположении после 30 минут воздействия, и эквивалентная схема, использованная для оценки (правый верхний угол). R топливо - сопротивление окружающей среды, а CPE fuel - пространственная емкость окружающей среды. Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рис. 11: Спектр импеданса, измеренный в загрязненном топливе E85 для низкоуглеродистой стали в плоском двухэлектродном расположении после 30 минут воздействия и эквивалентная схема, использованная для оценки (правый верхний угол). R топливо - сопротивление окружающей среды, CPE fuel - пространственная емкость окружающей среды, R p - сопротивление поляризации и CPE dl - потеря емкости двойной слой.Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.


Рисунок 12: Поляризационные кривые мягкой стали в среде загрязненного топлива E85, измеренные в трехэлектродной схеме. Щелкните здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Метод Параметр E10 + 0,5% H 2 O E10 + 0,5% H 2 O + ингибитор E85 + 6% H 2 O E85 + 6% H 2 O + ингибитор
Статический тест Скорость коррозии перед травлением (мм × год -1 ) 0.1 0,03 9,5 1,2
Скорость коррозии после травления (мм × год -1 ) 5,5 1,3 17,9 3,4
Эффективность ингибитора (%) 76,3 80,7
Динамический тест Скорость коррозии перед травлением (мм × год -1 ) 1 0,6 24.3 0,1
Скорость коррозии после травления (мм × год -1 ) 13,5 4,9 56,5 17,9
Эффективность ингибитора (%) 63,4 68,4
Электрохимия в плоской двухэлектродной схеме Удельное сопротивление (кВт × м) 6440 6180 2,83 2.79
Проницаемость 2,9 3,0 21,8 21,5
Сопротивление поляризации 287,5 851,3
(кВт × см 2 )
Емкость двойного электрического слоя (мФ × см -2 ) 20,4 8,1
Эффективность ингибитора (%) 66.3
Электрохимия в трехэлектродной схеме Сопротивление поляризации (кВт × см 2 ) 20,4 49,6
Tafel b k (мВ) 132,5 105
Tafel b a (мВ) 325.1 213,6
Потенциал коррозии (мВ) -109,5 -165,1
Плотность тока (мА × см -2 ) 2 0,6
Мгновенная скорость коррозии (мм × год -1 ) 15,5 4,8
Эффективность ингибитора (%) 69.2

Таблица 1 : Данные по коррозии мягкой стали и эффективность ингибитора, определенные пятью различными методами.

Материал Начальная масса (г) Масса после травления (г) Площадь образца (м 2 ) Скорость коррозии (мкм × год -1 )
Сталь 7.8025 7.8012 0,001 2,5
Латунь 1 11,8687 11,8619 0,0012 9,9
Латунь 2 10,5686 10,5645 0,002 3,6

Таблица 2 : Скорость коррозии (после травления) образцов латуни и стали, подвергшихся воздействию среды моторного масла, загрязненного агрессивным топливом E 100 ( 15 об.%) в течение 14 дней статического испытания с обратным холодильником.

Требуется подписка. Пожалуйста, порекомендуйте JoVE своему библиотекарю.

.

Веб-страница не найдена на InspectApedia.com

.

Что делать, если ссылка на веб-страницу на InspectApedia.com приводит к ошибке страницы 404

Это так же просто, как ... ну, выбирая из 1, 2 или 3

  1. Воспользуйтесь окном поиска InspectAPedia в правом верхнем углу нашей веб-страницы, найдите нужный текст или информацию, а затем просмотрите ссылки, которые возвращает наша пользовательская поисковая система Google
  2. Отправьте нам электронное письмо напрямую с просьбой помочь в поиске информации, которую вы искали - просто воспользуйтесь ссылкой СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ на любой из наших веб-страниц, включая эту, и мы ответим как можно скорее.
  3. Используйте кнопку НАЗАД вашего веб-браузера или стрелку (обычно в верхнем левом углу экрана браузера рядом с окном, показывающим URL-адрес страницы, на которой вы находитесь), чтобы вернуться к предыдущей статье, которую вы просматривали. Если вы хотите, вы также можете отправить нам электронное письмо с этим именем или URL-адресом веб-страницы и сообщить нам, что не сработало и какая информация вам нужна.

    Если вы действительно хотите нам помочь, используйте в браузере кнопку НАЗАД, затем скопируйте URL-адрес веб-страницы, которую вы пытались загрузить, и используйте нашу ссылку СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ (находится как вверху, так и внизу страницы), чтобы отправьте нам эту информацию по электронной почте, чтобы мы могли решить проблему.- Благодарность.

Приносим свои извинения за этот SNAFU и обещаем сделать все возможное, чтобы быстро ответить вам и исправить ошибку.

- Редактор, InspectApedia.com

Задайте вопрос или введите условия поиска в поле поиска InspectApedia чуть ниже.

Мы также предоставляем МАСТЕР-ИНДЕКС по этой теме, или вы можете попробовать верхнюю или нижнюю панель ПОИСКА как быстрый способ найти необходимую информацию.

Зеленые ссылки показывают, где вы находитесь. © Copyright 2017 InspectApedia.com, Все права защищены.

Издатель InspectApedia.com - Дэниел Фридман .

Смотрите также