Спосіб експрес-оцінки ефективності інгібіторів корозії за умов механічного руйнування пасивної плівки на поверхні металу

Реферат: Спосіб експрес-оцінки ефективності інгібіторів корозії за умов руйнування пасивної плівки на поверхні металу, який полягає в тому, що дріт на основі пасивного металу або сплаву подається в камеру з інгібованим корозійним розчином та відрізається з торця спеціальним пристроєм-гільйотиною з керамічним непровідним лезом з одержанням свіжоутвореної металевої поверхні та вимірюванням її електрохімічного параметра, при якому протягом випробувань ведеться вимірювання струму поляризації поверхні металу за його потенціалу вільної корозії в даному розчині. UA 81047 U (54) СПОСІБ ЕКСПРЕС-ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОСТІ ІНГІБІТОРІВ КОРОЗІЇ ЗА УМОВ МЕХАНІЧНОГО РУЙНУВАННЯ ПАСИВНОЇ ПЛІВКИ НА ПОВЕРХНІ МЕТАЛУ UA 81047 U UA 81047 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до проблеми захисту від корозії свіжоутворених металевих поверхонь, а саме експрес-оцінки ефективності інгібіторів корозії за умов механічного руйнування пасивної плівки на металі, наприклад, під час його трибокорозії, корозійної втоми або корозійного розтріскування. Відомо [1, 2, 3], що під час руйнування пасивної плівки на металі та протягом наступного періоду її відновлення (репасивації) після припинення дії механічного чинника швидкість корозії металу багатократно вища, ніж у неактивованому стані. При цьому спостерігається синергічний ефект, при якому втрати маси металу не є простою сумою механічного зношування та корозії, визначених окремо, а значно більші [4]. Тому надзвичайно важливою є оцінка ефективності дії різних інгібіторів корозії в умовах втрати оксидної плівки металом та її відновлення. Відомий спосіб оцінки процесу репасивації свіжоутвореної поверхні електрода, виготовленого з алюмінію або алюмінієвого сплаву в нейтральному середовищі за зміною її потенціалу корозії [5]. Він полягає у підводі алюмінієвого дроту крізь ущільнений отвір у політетрафторетиленовому (ПТФЕ) блоці, закріпленому у камері з корозійним розчином, до спеціального пристрою-гільйотини з лезом на основі нітриду бору, відрізанні цим пристроєм куска дроту по лінії перерізу „поверхня ПТФЕ блока корозійне середовище" з одержанням свіжоутвореної металевої поверхні на торці дроту та записом значень її потенціалу корозії відносно насиченого каломельного електрода порівняння протягом певного періоду часу з використанням високошвидкісного аналого-цифрового перетворювача даних. Цей спосіб дозволяє оцінити час до відновлення захисної пасивної плівки на поверхні зразка після гільйотинування та встановити значення потенціалу корозії свіжогенерованої поверхні металу в тому чи іншому корозійному середовищі. Однак, по значенню потенціалу корозії металу неможливо оцінити ефективність інгібіторів корозії на свіжогенерованій поверхні металу. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб експрес-оцінки ефективності інгібіторів корозії за умов механічного руйнування пасивної плівки на металі. Поставлена задача вирішується тим, що дріт з металу або сплаву, що пасивується, подається в камеру з інгібованим корозійним розчином і відрізається з торця спеціальним пристроєм-гільйотиною з керамічним непровідним лезом з одержанням свіжоутвореної металевої поверхні. При цьому до зразка прикладається зовнішній потенціал, рівний потенціалу вільної корозії металу в даному розчині та проводиться вимірювання струму поляризації поверхні металу. Наявність інгібітора корозії в розчині спричинює зменшення струму поляризації зразка металу. Він тим менший, чим ефективніший інгібітор корозії. Приклад. Випробовували ефективність інгібування корозії алюмінію за умови механічної активації його поверхні в корозійному середовищі, яке містило витяжки 1 г/л цинк фосфату та 1 г/л стронцію хромату. Корозійним середовищем слугував синтетичний кислий дощ наступного складу: 3,18 мг/л H2SO4+4,62 мг/л (NH4)2SO4+3,20 мг/л Na2SO4+1,58 мг/л HNO3+2,13 мг/л NaNO3+8,48 мг/л NaCl, pH=4,5. Використовували пристрій, принципова схема якого показана на Фіг. 1. Алюмінієвий дріт Ø 3 мм (1) подавали крізь ущільнений отвір у ПТФЕ блоці (2), в камеру (3) з інгібованим корозійним розчином (4), до спеціальної міні-гільйотини (5) з керамічним непровідним лезом (6). Повертанням ручки приводу (7) кулачка (8) дріт відрізали по лінії перерізу „поверхня ПТФЕ блока - корозійне середовище" з одержанням свіжоутвореної металевої поверхні на торці дроту та вимірювали за допомогою потенціостату Gill AC (9) струм поляризації зразка алюмінію за його потенціалу вільної корозії в даному розчині. Напроти торця дроту були розміщені хлор срібний електрод порівняння (10) та платиновий допоміжний електрод (11). Сам дріт слугував робочим електродом. На Фіг. 2 показано результати оцінки ефективності фосфатного та хроматного інгібіторів за значеннями густини струму поляризації алюмінію. Як видно з Фіг. 2, густина струму поляризації зразка алюмінію в неінгібованому дощовому розчині протягом перших хвилин після гільйотинування зменшується приблизно у 10 разів внаслідок формування на його поверхні 2 оксидної плівки і досягає рівня 0,1 мА/см . Введення в корозійний розчин інгібіторів значно зменшує густину струму поляризації алюмінію. Найбільш ефективним є хроматний інгібітор -5 корозії, який знижує густину струму поляризації алюмінію після 4000 с витримки до 9,0·10 2 мА/см . Фосфатний інгібітор має гірші захисні властивості - густина струму поляризації алюмінію -4 2 за його присутності після вказаного часу витримки становить 3,0·10 мА/см . Дані по ефективності інгібіторів за умов механічного руйнування пасивної плівки на алюмінії, одержані з використанням запропонованого способу, узгоджуються з результатами інших дослідників, наприклад, приведеними в роботі [6]. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє проводити експрес-оцінку ефективності інгібіторів корозії за умов механічного руйнування поверхневої плівки на металах та сплавах, схильних до пасивування, і може бути корисним для розробників нових інгібіторів та 1 UA 81047 U 5 10 15 виробничників, що стикаються з проблемою трибокорозії та корозійно-механічного руйнування деталей машин та обладнання. Джерела інформації: 1. S. Mischler, S. Debaud, D. Landolt. Wear-accelerated corrosion of passive metals in tribocorrosion systems // Journal of the Electrochemical. Society.-1998. -V.145,N 3.-P.750-758. 2. P. Henry, J. Takadoum, P. Bercot. Depassivation of some metals by sliding friction // Corrosion Science.-2011. - V.23. - P.320-328. 3. Hongyan Ding, Guanghong Zhou, Zhendong Dai, Yunfeng Bu, Tongyang Jiang. Corrosion wear behaviors of 2024A1 in artificial rainwater and seawater at fretting contact // Wear.-2009. - V.267. - P. 292-298. 4. RJ.K.Wood, S.P. Hutton. The synergistic effect of erosion and corrosion: trends in published results // Wear.-1990. - V.140. - P. 387-394. 5. G.T. Burstein and R. J. Cinderey. The potential of freshly generated metal surfaces determined from the guillotined electrode-a new technique // Corrosion Science.-1991.-V 32, N 11.-P. 1195-1211. 6. M.W. Kendig and R.G. Buchheit. Corrosion Inhibition of Aluminum and Aluminum Alloys by Soluble Chromates, Chromate Coatings, and Chromate-Free Coatings // Corrosion.-2003. -V. 59, N5. - P. 379-400. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб експрес-оцінки ефективності інгібіторів корозії за умов руйнування пасивної плівки на поверхні металу, який полягає в тому, що дріт на основі пасивного металу або сплаву подається в камеру з інгібованим корозійним розчином та відрізається з торця спеціальним пристроєм-гільйотиною з керамічним непровідним лезом з одержанням свіжоутвореної металевої поверхні та вимірюванням її електрохімічного параметра, який відрізняється тим, що протягом випробувань ведеться вимірювання струму поляризації поверхні металу за його потенціалу вільної корозії в даному розчині. 2 UA 81047 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3