Материал: Лабораторный практикум

1 – измерительный модуль (медная пластина), 2 – внешний корпус, 3 – влагоудерживающая засыпка (насыщенный раствор медного купороса); 4 – измерительный

кабель, 5 – термоусаживаемая муфта, 6 – вспомогательный электрод, 7 – измерительный провод вспомогательного электрода

чивается через ионообменную мембрану, смачивает ее и создает через раствор сульфата меди гальванический контакт между медным стержнем и грунтом. Возникающая постоянная разница потенциала на границе «медь – насыщенный раствор сульфата меди» сравнивается с разницей потенциала на границе «защищаемый объект — окружающий грунт» с помощью приборов

(рисунок 3.2).

Практическая часть

1.Очистите стальной и цинковый электроды от грязи и продуктов коррозии.

2.Соберите лабораторную установку как показано на рисунке 3.3.

Установите электроды, а также МСЭ в емкость с водой. Для измерения потенциалов металлов необходимо составить гальваническую пару, в которой одним электродом будет один из металлов, вторым – МСЭ.

Рисунок 3.3 – Схема лабораторной установки

21

1 – емкость с водой, 2 - милливольметр

3. Для измерения потенциала каждой пары подключите клемму МСЭ к отрицательной клемме милливольтметра, а металлического электрода – к

положительной клемме. Измерьте электродные потенциалы пластинок и запишите полученные данные в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Форма записи результатов проведения испытания

4. Сделать вывод о том, какой металл является более электрически отрицательным, а также какой их двух металлов начнет разрушаться при соединении их в гальваническую пару.

22

Лабораторная работа №4

Пассивность стали

Цель работы: ознакомиться с явлением пассивируемости стали;

экспериментальным путем исследовать пассивируемость стали в

окислителях.

Оборудование и материалы: 4 образца пластинок из углеродистой стали, растворы азотной кислоты HNO3 с различной концентрацией (20, 30, 40, 50 и 60%), медно-сульфатный электрод сравнения, милливольтметр.

Теоретическая часть

Пассивность – состояние относительно высокой коррозионной стойкости металла, вызванное торможением анодного процесса электрохимической коррозии.

Повышенная коррозионная стойкость металлов может быть обусловлена различными причинами, в частности термодинамической устойчивостью, т.е.

инертностью металла, отсутствием в электролите деполяризатора и т.д.

Однако под пассивностью принято подразумевать только состояние повышенной коррозионной устойчивости, связанное с торможением анодного процесса коррозии, наблюдаемого при определенных условиях.

Наступление пассивного состояния металлов характеризуется следующими явлениями:

1)резкое уменьшение скорости коррозии металла в пассивном состоянии;

2)значительное смещение потенциала металла в положительную сторону (у железа может происходить смещение потенциала до +1 В).

23

Пассивное состояние металлов вызывают обычно окислительные процессы, протекающие вследствие наличия в растворе окислителей –

пассиваторов (например, O2, HNO3, K2Cr2O7 и др.) или вследствие анодной поляризации металла – пассивирующих факторов и образующие на поверхности металлов адсорбционный слой кислорода или защитную окисную пленку. Пассивность металлов зависит как от внутренних факторов,

связанных со свойствами металлов (состав и структура, состояние поверхности и др.), так и от внешних условий, при которых металл взаимодействует с электролитом (температура, движение раствора,

наложение постоянного тока и т.д.).

О большей или меньшей склонности металла к пассивированию можно судить по пассивирующей концентрации окислителя или пассивирующей анодной плотности тока. Пассивное состояние металла может в большей или меньшей степени сохраниться и после изменения внешних пассивирующих условий. Нарушают пассивное состояние или затрудняют его наступление восстановители, катодная поляризация, некоторые («активные») ионы

(например, Cl-, SO42- и др.), повышение температуры, механическое нарушение пассивной поверхности и т.д.

Явление пассивности металлов имеет большое практическое значение,

так как коррозионная стойкость многих технических металлов и сплавов определяется их пассивируемостью в определенных условиях. В частности,

правильный выбор стали трубопровода, склонной к пассивированию в данных условиях пролегания трассы, позволит в значительной мере сократить потери металла от коррозии и скорость самой коррозии, тем самым повысить эксплуатационную надежность и долговечность трубопровода.

Практическая часть

24

1.Зачистите наждачной бумагой и обезжирьте органическим растворителем образцы металлических пластинок.

2.Один из стальных образцов поочередно погружайте в стаканы с растворами HNO3, начиная с концентрации 20% и кончая 60% с выдержкой при каждой концентрации по 10 секунд. При каждом погружении образца наблюдайте за скоростью растворения стали в растворе HNO3 и отметьте концентрацию кислоты, при которой наступает пассивность стали –

прекращается выделение пузырьков газа. Результаты наблюдений запишите в таблицу 4.1 (опыты 1-5).

Таблица 4.1 – Форма записи результатов проведения экспериментов

3. Извлеките образец стали из 60%-ого раствора кислоты и поочередно погружайте на 10 секунд в растворы начиная с концентрации 50% и кончая

20%. Наблюдайте за поведением образца стали. Результаты наблюдений

(происходит растворение стали или нет) запишите в таблицу 4.1 (опыты 6-9).

4. Погрузите вторую стальную пластинку в 20%-ый раствор кислоты и приведите ее в контакт с находящейся там пассивированной первой

25