Обработка результатов экспериментов

1. По результатам измерений, отраженных в табл. 7.1, рассчитывается среднее значение тока защиты.

2. Оценивается коэффициент полезного действия протектора:

,

где Icp – средний ток защиты, А;

g – электрохимический эквивалент цинка, равный 1,22 г/А·час;

t – время опыта, час;

Δm_пол – полезный расход протектора на защиту, г;

Δm_общ – общая потеря протектора в массе, г.

3. Сравнением убыли в массе железных электродов, работавших в кон­такте и без контакта с цинком, определяется эффективность защиты. В качестве количественных характеристик эффективности протекторной защиты может служить степень защиты (Z) и коэффициент торможения коррозии (Y):

; ,

где – убыль в массе Fe, корродирующего без контакта с Zn;

– убыль в массе Fe, корродирующего в контакте с Zn.

4. На практике оценить эффективность защиты количественно весовым методом по показателям Z и Y можно только с помощью образцов–свидетелей. Однако более часто ее оценивают качественно, сравнением среднего потенциала защищаемого металла ( ), работающего в контакте с цинком с равновесным потенциалом этого металла в коррозионной среде ( ). Если , то защита должна быть эффективной.

Для подземной и подводной коррозии углеродистых сталей значения _. обычно составляют от –0,53 до –0,55 В (н.в.э. – нормальный водородный электрод). Именно с таким значением _. необходимо сравнивать среднее значение стационарного потенциала коррозии железного электрода, работающего в контакте с цинком (табл. 6.2), предварительно пересчитав его по шкале нормального водородного электрода. При пересчете необходимо помнить, что потенциал применяемого в опытах хлорсеребряного электрода сравнения равен 0,201 В (н.в.э.).

Если окажется, что , то протекторную защиту следует считать эффективной.

Правила техники безопасности

При выполнении работы необходимо соблюдать меры безопасной работы с электроизмерительными приборами и слабыми кислотами.

Использованные в процессе работы коррозионные среды слить обратно в соответствующие сосуды.

ФИНИШНАЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Вариант 1

1. С помощью коррозионных диаграмм пояснить, как изменится коррозионный процесс в растворе Н₂SO₄ при изменении ее рН от 3 до 0.

2. Один из участков протяженного трубопровода регулярно разрушается. Предложить возможные причины такого разрушения и варианты защиты от него.

3. Классифицировать следующие стали и охарактеризовать их коррозионные свойства; 08кп, Р6М2, 08Х26, А15, 12Х9С2Ю, 40Х.

4. Медь корродирует в растворах NaCl, Na₂SO₄, NaNO₃, NH₄Cl, HNO₃. Расположить растворы в порядке их коррозионной агрессивности, объяснить предложенный порядок.

Вариант 2

1. Нарисовать коррозионные диаграммы Fe в обычном растворе Na₂SO₄ и деаэрированном.

2. Предложить варианты защиты гальванической ванны.

3. Классифицировать следующие стали и охарактеризовать их коррозионные свойства: ст 4, 20К, 6ХМФ, 34ХН1М2ФА, 12Х17Н21М2Т, Х12.

4. Fe, Cu, Pb, Zn корродируют в растворе Na₂SO₄. Расположить металлы в ряд по их устойчивости в этом растворе, объяснить предложенный порядок.

Вариант 3

1. Нарисовать диаграммы коррозии Fe и Cu, работающих в контакте и без контакта в деаэрированном растворе NaCl. Написать реакции. проходящие на металлах во всех трех случаях.

2. При травлении стальных деталей в Н₂SO₄ было введено перемешивание сжатым воздухом. В чем положительные и отрицательные стороны такого нововведения.

3. Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их коррозионные свойства: 10Х14АГ15, 20Х2Н4А, 08Х17Н5М3, Р18, А20, ШХ15, 4Х5МФ1С.

4. Al корродирет в растворах NaCl, Na₂SO₄, NaNO₃, HCl, Н₂SO₄, NaОН расставить эти растворы в порядке увеличения их коррозионной агрессивности к Al, объяснить предложенный порядок.

Вариант 4

1. В коррозионной среде присутствуют четыре окислителя, как узнать, какие из этих окислителей участвуют в коррозионном процессе, какие нет. Пояснить ответ с помощью коррозионной диаграммы.

2. Методы защиты от межкристаллитной коррозии.

3. Классифицировать следующие стали и охарактеризовать их коррозионные свойства: 10ХСНД, У9А, ШХ4СГ, АЕ25, 6Х6М2, 08Х18Н2Г8Т.

4. Fe корродирет в растворах NaCl, Na₂SO₄, NaNO₃, HCl, Н₂SO₄, NaОН расставить эти растворы в порядке увеличения их коррозионной агрессивности к Fe, объяснить предложенный порядок.

Вариант 5

1. Катодные присадки в коррозионностойких сталях, механизм действия.

Пояснить с помощью коррозионной диаграммы

2. В ванне хромирования, выполненной из стали 08Х18Н9Т сквозная коррозия наблюдается на дне под подвеской. Причины разрушения, методы защиты.

3. Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их коррозионные свойства: 30Х13, 15Х, 10Х14Г14Н3, Р6М5, Х12М, Ст6Г, 9ХС.

4. Цинк корродирует в растворах NaCl, NaОН, NaNO₃, NH₄Cl, HNO₃. Расположить растворы в порядке их коррозионной агрессивности, объяснить предложенный порядок.

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ ПО КУРСУ «ОСНОВЫ КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ

(Для студентов заочного обучения)

Контрольное задание предложено в 10 вариантах. Каждый из них включает в себя три теоретических вопроса и три задачи по следующим разделам курса:

а) теория химической и электрохимической коррозии;

б) виды химической и электрохимической коррозии;

в) методы защиты от коррозии;

г) расчет показателей коррозии и срока эксплуатации конструкций;

д) анализ коррозионной ситуации и выбор методов защиты.

Студент выполняет вариант задания, номер которого соответствует последней цифре его шифра.

При ответе на вопрос о конкретном виде коррозии в конце ответа необходимо обязательно перечислить методы защиты от такой разновидности коррозии.

При решении задачи на определение показателей коррозии нужно по характеру коррозионной среды обосновать вывод о том, какой окислитель, в основном, участвует в коррозионном процессе (ионы водорода или растворенный кислород) и в зависимости от действующего окислителя рассчитать объемный показатель коррозии.

Контрольная работа должна заканчиваться перечнем использованной литературы.

Вариант 1

1. Термодинамика и кинетика газовой коррозии.

2. Коррозионное растрескивание и методы защиты от него.

3. Анодная защита.

4. Сталь 45 корродирует в растворе Na₂SO₄ c pH 7 при потенциале - 0.53 В относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Проанализировать коррозионную ситуацию (определить вид катодных и анодных реакций, протекающих на поверхности стали), сделать вывод об опасности коррозии.

5. На незащищенной стальной водопроводной трубе с толщиной стенки 3 мм после восьми лет эксплуатации появились сквозные коррозионные поражения. Определить массовый, объемный токовый и глубинный показатели коррозии в местах сквозных поражений.

6. Пара железо-цинк корродирует в контакте в растворе NaCl. Как изменится скорость коррозии обоих металлов и их стационарные потенциалы коррозии, если металлы разомкнуть (ответ пояснить с помощью коррозионных диаграмм)?

Вариант 2

1. Основные особенности электрохимической коррозии.

2. Атмосферная коррозия и методы защиты от нее.

3. Жаростойкое легирование.

4. Алюминий корродирует в растворах NaCl с рН 2, 7, 12 при потенциалах соответственно – 0,75; -0,6 и –1,5В относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Проанализировать коррозионную ситуацию, определить характер катодных и анодных реакций, протекающих на поверхности алюминия. Определить опасность коррозии в этих растворах.

5. При травлении стальной детали площадью 0,7 дм² в течение 30 мин при 20^о С и давлении 740 мм рт. ст. в смеси соляной и серной кислот выделилось 4 мл газа. Определить массовый, объемный, токовый и глубинный показатели коррозии стали в этой среде.

6. Один из участков протяженного трубопровода регулярно разрушается. Сделать предположения о возможных причинах коррозии и наметить пути ее снижения.

Вариант 3

1. Пассивность металлов.

2. Подземная коррозия и методы защиты от нее.

3. Коррозионно-стойкое легирование сталей.

4. Медь корродирует в растворах Na₂SO₄ с рН 2, 7, 12 при потенциалах соответственно 0,15; 0,1 и 0,05В относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Проанализировать коррозионную ситуацию, определить характер катодных и анодных реакций, протекающих на поверхности меди. Определить опасность коррозии меди в этих растворах.

5. Массовый показатель коррозии незащищенного кровельного железа толщиной 0,5 мм в условиях атмосферной коррозии равен 0,25 г/м²ч. Определить объемный токовый и глубинный показатели коррозии, а также срок службы такого железа.

6. С помощью коррозионных диаграмм пояснить поведение меди и цинка, корродирующих раздельно и в контакте в деаэрированном растворе хлорида натрия.

Вариант 4

1. Коррозионные диаграммы и их роль в понимании коррозионного процесса.

2. Межкристаллитная коррозия и методы защиты от нее.

3. Металлические покрытия как метод защиты от коррозии.

4. Свинец корродирует в растворах Na₂SO₄ с рН 2, 7 при потенциалах соответственно – 0,5; -0,45В относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Проанализировать коррозионную ситуацию, определить характер катодных и анодных реакций, протекающих на поверхности свинца. Определить опасность коррозии свинца в этих растворах.

5. При защите стального резервуара цинковым протектором общей площадью 0,5м² и массой 10 кг в условиях подземной коррозии ток защиты составляет 0,2 А. Коэффициент полезного действия протектора 60%. Определить массовый, токовый, глубинный и объемный показатели коррозии цинка и теоретический срок службы протектора.

6. Если замкнуть два металла, находящиеся в растворе, на амперметр, то стрелка амперметра отклонится, причем величина тока со временем будет снижаться. Почему?

Вариант 5

1. Диаграммы Пурбе и их роль в описании коррозионных процессов.

2. Питтинговая и язвенная коррозии, методы защиты от них.

3. Катодная защита металлов.

4. Цинк корродирует в растворах Na₂SO₄ с рН 2, 7, 12 при потенциалах соответственно – 0,96; -0,98 и -1,01В относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Проанализировать коррозионную ситуацию, определить характер катодных и анодных реакций, протекающих на поверхности цинка. Определить опасность коррозии цинка в этих растворах.

5. Определить массу прокорродировавшего свинца и объем выделившегося газа при хранении в течение месяца свинцового аккумулятора СТ-55 (с емкостью 55 А^.час), если за это время емкость его снизилась на 12%. Определить также допустимый срок хранения аккумулятора без подзаряда при условии, что остаточная емкость его не должна быть меньше 30% от номинальной.

6. Как изменится стационарный потенциал и скорость коррозии стального образца при увеличении концентрации соляной кислоты? Ответ пояснить с помощью коррозионных диаграмм.

Вариант 6

1. Влияние внешних и внутренних факторов на коррозию.

2. Коррозионная усталость и методы защиты от нее.

3. Протекторная защита.

4. Никель корродирует в растворах Na₂SO₄ с рН 2, 7, 12 при потенциалах соответственно – 0,1; 0,1, 0,2 В относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Проанализировать коррозионную ситуацию, определить характер катодных и анодных реакций, протекающих на поверхности никеля. Определить опасность коррозии никеля в этих растворах.

5. Реактор из нержавеющей стали, работающий с горячим раствором серной кислоты, подвергается язвенной коррозии. Скорость роста язвы 0,15мм/год. Определить массовый токовый и объемный показатели коррозии стали в язве.

6. Нарисуйте диаграмму коррозии железа в растворе соляной кислоты с рН = 2,5.

Вариант 7

1. Классификация и причины возникновения локальной коррозии.

2. Подводная коррозия и методы защиты от нее.

3. Ингибирование как метод защиты от коррозии.

4. Сталь 10 корродирует в 0,1 М растворах H₂SO₄, Na₂SO₄, NaCl, NaNO₃, NaOH, NH₄Cl. Расставить перечисленные растворы в порядке повышения коррозионной активности. Объяснить представленный порядок.

5. Сталь 3 в среднем корродирует в речной воде со скоростью 0,18г/м²час. Определить объемный, токовый и глубинный показатели коррозии этой стали в воде, а также срок службы в этих условиях швеллера толщиной 6 мм, если известно, что его толщина не может быть уменьшена более чем на 30%.

6. Нарисуйте коррозионную диаграмму, описывающую коррозию цинка в подкисленном растворе Na₂SO₄ с рН 3 .

Вариант 8

1. Катодные процессы электрохимической коррозии.

2. Коррозия металлов в контакте и методы защиты от нее.

3. Временная защита от коррозии.

4. Медь корродирует в 0,1 М растворах H₂SO₄, Na₂SO₄, NaCN, NaNO₃, NaOH, NH₄Cl. Расставить перечисленные растворы в порядке повышения коррозионной активности. Объяснить представленный порядок.

5. Токовый показатель коррозии меди в серной кислоте равен 1,1 А/м². Определить массовый, глубинный и объемный показатели коррозии меди, а также сделать вывод об устойчивости ее в этой среде.

6. Нарисуйте коррозионную диаграмму, описывающую коррозию железа в растворе серной кислоты с рН 2, как измениться эта коррозионная диаграмма и потенциал коррозии железа, если из кислоты удалить кислород.

Вариант 9

1. Анодные процессы электрохимической коррозии.

2. Газовая коррозия и методы защиты от нее.

3. Лакокрасочные и битумные покрытия.

4. Алюминий корродирует в 0,1 М растворах H₂SO₄, Na₂SO₄, NaCl, Na₂СO₃, NaOH, NH₄Cl. Расставить перечисленные растворы в порядке повышения коррозионной активности. Объяснить представленный порядок.

5. В травильном растворе при температуре 20^оС и давлении 746 мм рт. ст. углеродистая сталь корродирует со скоростью 0,0005 мм/ч, при этом с 1дм² поверхности стали за 1 час выделяется 14 мл водорода. Определить скорость коррозии стали в этом растворе под действием растворенного кислорода.

6. Стационарный потенциал коррозии цинка в деаэрированном 1 М растворе соляной кислоты равен – 0,81 В (н.в.э.). Определить вид и степень контроля.

Вариант 10

1. Коррозия с кислородной деполяризацией, распространенность, основные особенности.

2. Электрокоррозия и методы защиты от нее.

3. Полимерные защитные покрытия на металлах и покрытия в виде соединений защищаемого металла.

4. Цинк, железо, медь, кадмий корродируют в 0,1 М растворе NaCl. Расставить металлы в порядке их коррозионной активности в таком растворе, объяснить предложенный порядок.

5. При коррозии образца меди площадью 1,25 дм² при температуре 18^оС и давлении 750 мм рт. ст. в растворе NH₄NO₃ поглощено 10 мл газа за 1,5 часа. Определить токовый, объемный, массовый и глубинный показатели коррозии меди. Какую роль играет ион аммония в процессе коррозии меди?

6. В электролите одновременно присутствует несколько окислителей. Поясните с помощью коррозионной диаграммы, как узнать какие окислители участвуют в процессе коррозии, а какие нет.