Электрохимический способ защиты сплавов, содержащих хром и никель, от питтинговой коррозии в хлоридсодержащих средах

.ссс ТЕНИЯ ИЗ ВИДЕТЕЛЬСТВУ емени, затем я этих велиц посредством разложе и на гармонические пределяют ряд знаце рмонических состаазааисимости к соста вляющие,ний амплитуд гляющих согласн и с затрат енле Цель изобрете надежности защит гозатратс Под надежност случае подразуме ще;ие развития кИзобретение отн и позышениеижение энер итсх к эле ссиаирующи вой коороз хся ы и химической защите и металлов от питтинг может найти примене ии ью защиты в дается пред анном ие а машино- промышленно ара он - ,лстроенил, химиче ррозио,ных и л других облас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(57) Изобретение относится к электрохимической защите пассивирующихсяметаллов от питтингоаой коррозии иможет найти применение, например, вмашиностроении, химицеской промышленности, Цель изобретения - повышение надежности защиты и снижениеэнергозатрат. Предлагаемый способвклюцает пропускание переменноготока между защищаемой конструкциейи вспомогательным электродом, Фиксирование слзме,.ения потенциала конструкции через равные промежутки А + В, где А,и Ви, -икоэФФициенты ряда Фурье; А, = 1/М , Ви) Рл с-с ссс с. 4 соа 2 /М, В , = 1/14 . Яа 1.п "- -с:-и где Вг - значения потенциала конструкции, считываемые через равныел промежутки времени с; И - коллчество сцслтанных знацений потенциала- ш - номер гармонслческой составляющей, ш = 1,2п, причем гп = И Г с, где й - частота, г в .порядок отсче- а та, г = -п0,1п - 1, далее из ряда знацений амплитуд гармонических соста вляющих выбирают минимальное знацение., определяют соответствующую ему цастоту, и пропускают ток с цастотой равной аыщж бранному значению, и амплитудой, раьной 510 6-15-10 А см -, Выбор частоты тока по минимальному значению гармоницеских составляющих согласно ряду Фурье и пропускание тока с указанной амплитудой обес- Ьм печлаают повышение надежности защи 1 б 93 123где Я- значения потенциала, считываемые через равные промежутки временилИ - количество считанных значений потенциала;й - номер гармонической составляющей, который связанс частотой 2 этой составляющей зависимостью .ш =1 Е,б , щ = 1,1,п,г - порядок отсчета, г = -и,,О, 1п,Далее рассчитывают значения амплитуд гармонических составляющлхсогласно зависимости К = А + ВгРассчитанные значения помещают втаблице где каждол гармоническойсоставляющей, характеризуемой сволмномером и частотой. соответствуетопределенное значения амплитуд. Потаблице находят 4 иньальное значениеамплитуды и выблраот соответствующее ему значение астоты.Выбранное значение -астоты устанавливают регулятором на передней 35 40 5 в пазах и зазорах защищаемой конструкции любой конфигурации посредством пропускания электрического тока между этой конструкцией и вспо 5 могательным электродом.На чертеже изображена схема для осуществления предлагаемого способа,Способ осуществляют следующим образом. 10Посредством комбинированного прибора 9, с оеди нен ного с зле ктродом 4, имитирующим металл в пазах и зазорах конструкции, и электродом 7 сравнения, фиксируют колеба ния потенциала электрода 4 во времени. Считывают со шкалыцифрового прибора 9 не менее 100 значений потенциала через равные промежутки времени, Колебания потенциала, за фиксированные в виде ряда значений потенциала, измеренных через одинаковые промежутки времени, раскладывают на гармонические составляющие - синусоиды и косинусоиды, рассчитывая коэффициенты ряда Фурье-2 птЛ = - Я сов --Ж Игпи Б30 панели генератора 1 сигналов специальной формы. С генератора 1 сигналов специальной формы на клеммы ". "Внешн.", ,1 потенциостата 2 подают ток выбранной частоты. Сигнал тока имеет синусоидальную форму. Посредством потенциостата 2 устанавливают величину амплитуды синусощ.идального тока в пределах 510 1510 Асм , и этот ток пропускают между защищаемой конструкцией, имитируемой электродами 3 и 4, включенными последовательно через сопротивление 5, и вспомогательным электродом б, Амплитуду синусоидального тока. выбирают в указанном диапазоне такой величины, цтобы среднее значение потенциала металла плоских участков защищаемой конструкции, имитируемых электродом 3, и металла в зазоре конструкции, имитируемого электродом 4, смещалось на 150 мВ и более в область положительных значений, Потенциал электрода 3 контролируют самопишущим прибором 10, подключенным к клеммам "Регистратор" потенциостата 2. Потенциал электрода 4 Фиксируют цифровым прибором 9.П р и м е р, Электроды 3 и 4 изготовлены из стали 12 Х 18 Н 10 Т помещают в электролит, содержащий ИаС 1 с концентрацией 0,1 моль/л и РеС 1 с концентрацией. 0,053. Посредством комбинированного прибора 9, подключенного к электроду 4 и хлорсеребряному электроду 7 сравнения, фиксируют колебания потенциала электрода 4 во времени. Со шкаль прибора 9 считывают 100 значений потенциала с материалом 4 с. Эти значения используют для расчета коэффициентов ряда Фурье по приведенным уравнениям. Далее определяют значения амплитуд гармонических составляющих. Полученные данные приведены в таблице.По таблице находят минимальное значение амплитуды (графа 5, номер гармонической составляющей 8) . Этому значению соответствует величина частоты, равная 0,02 Гц (графа 2) .Величину 0,02 Гц устанавливают регулятором на передней панели генератора 1 сигналов специальной формы, Синусоидальный ток частотой 0,02 Гц подают на соответствующие клеммы потенциостата 2. С помощью потенциостата устанавливают амплиту1693123 45 ду синусоидального тока, равную5 10Асм и пропускают ток междуэлектродами 3, 4 и 6. Электроды 3 и 4соединены последовательно черезсопротивление 5 велициной 10 кОм.Потенциалы электродов 3 и 4 контролируют с помощью самопишущего прибора 10 и циФрового прибора 9. Среднее значение потенциала электрода 3, 10имитирующего металл плоских участков конструкции, в начале защитысоставляет +130 мВ, в процессе защиты +640 мВ. Среднее значение потенциала электрода 4, имитирующего металл в зазоре конструкции, в началезащиты составляет +160 мВ, а в процессе защиты +550 мВ. Питтингов наповерхности электродов не возникает.Расход электроэнергии в этом случае 20составляет 0,6. 10Втоц/см . Крометого, защиту осуществляют путем пропускания между электродами 3 и 4,имитирующими конструкцию, и вспомо 25гательным электродом 6 синусоидальнога тока с произвольной частотой,не совпадающей по значениям с выбран"ной по минимальной амплитуде гармоницеской составляющей потенциала.Предлагаемым способом осуществляют также зашиту сталей 08 Х 17 Т, 08 Х 22 Н 6 Т, сплавов ХН 38 ВТ, ХН 75 ТЮР, ХН 78 МБТЮ, Условия и режим защиты -идентицны описанным в примере.Для сравнения и выявления пре- З 5 имуществ предлагаемого способа про"водили защиту металла конструкции .по известному способу. Эксперимент проводят в ячейке с электродами 3, 4 и 6-8, Электроды 3 и 4 изготовлены из стали 12 Х 18 Н 10 Т. С по мощью потенциостата 2 поддерживают .потенциал защищаемой конструкции постоянным и равным +50 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. В процессе защиты наблюдают появление и устойчивое развитие питтингов на электроде 4, Потенциал электрода 4, имитирующего зазор защищаемой конструкции, смещается н область более отрицательных значений, На электрсде 3, имитирующем плоские участки конструкции, питтинги не возникают, Расход электроэнергии саста влят 3,9 х55 10 Вт ч/смИспользование синусаидальнага тока, характеризуемого значениями частоты, выбранными по минимальным значениям амплитуды гармонических составляющих потенциала для каждого металла, позволяет значительно сместить среднее значение потенциала как электрода 3, имитирующего плоский участок защищаемой конструкции так и электрода 4, имитирующего зазор в защищаемой конструкции, в область положительных знацений. Появление питтингов в этих случаях не наблюдается.При использовании синусоидального тока, частота которого не соответствует знацению, выбранному по минимальному значению амплитуды гармоницескай составляющей потенциала, наблюдается небольшое смещение среднего значения потенциала электродаимитирующего металл в пазах и зазорах конструкции. На поверхности электрода 4 наблюдается появление и рост питтинговТаким образом, использование анализа Фурье колебаний потенциала конструкции во времени позволяет разложить их на гармонические составляющие, определить амплитуды гармонических составляющих и по минимальному знацению амплитуды составляющейвыбрать знацение частоты, причем вслучае прапускания между конструкцией и вспомогательным электродомсинусаидальнога тока именно такайчастоты не происходит развития питтингов на металле в пазах и зазорахзащищаемой . конструкции. Пропускание в процессе защиты синусоидального така, характеризуемого произвольно выбранными значениями частотты, не позволяет предотвратить появление и развитие питтингов на металле в пазах и зазорах конструкции,приводит к бесполезному рассеиваниюцасти подводимой электроэнергии и,следовательно, не обеспечивает достижения поставленной цели. В случае использования для защиты из вестнага способа на поверхности электрода -" имитирующего металл в зазорах конструкции, возникают и активна аазвиваются питтинги, Эта сопровождается изменением потенциала металла в зазорах конструкции. При этом расход электроэнергиисходит таковой в случае испальзаи-сс1 - , 2 итпуЯ з 1 и-К - " Ир:-и Частота, ц Номер Коэффициентыряда Фурье А 1 пли т угармонической да К мВ, ч 1 ь1,015 0,00250,0050 0,0075 0,0100 2 5 8885 ч.702 вания предлагаемого способа защиты,Следовательно, применение известногоспособа не позволяет защитить металлв пазах и зазорах конструкции. Ток,протекающий в процессе защиты междуконструкцией и вспомогательнымэлектродом, достаточно велик. Последнее обуславливает повышенный расход электроэнергии, 10 Использование предлагаемого способа защиты позволяет предотвратить питтинговую коррозию металла в пазах и зазорах конструкции при невысоком15 расходе электроэнергии, т.е, способствует достижению цели изобретения повышению надежности защиты и снижению энергозатрат.Предлагаемый способ может быть автоматизирован посредством подключения ЭВМ к цифровому регистрирующему прибору 9 и к генератору 1 сигналов специальной формы. ЭВМ Фиксирует колебания потенциала металла 25 защищаемой конструкции, записывая значения потенциала через одинаковые промежутки времени, раскладывает колебания на гармонические составляющие с помощью анализа Фурье, 30 определяет ряд значений амплитуд гармонических составляющих, осуществляет вьбор значения частоты по минимальному значению амплитуды. Далее ЭВИ посредством управляющего 35 сигнала дает команду генератору 1 сигналов на пропускание синусоидального тока с частотой, равной выбранному значению. 40Формула из обретения Электрохимический способ защитысплавов, содержащих хром и никель,от питтинговой коррозии в хлоридсодержащих средах, включающий пропускание переменного тока междузащищаемой конструкцией и вспомогательным электродом, Фиксированиеизменения потенциала конструкции икорректирование величины тока, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности защитыи снижения энергозатрат, сначалафиксируют изменение потенциала конструкции через равные промежуткивремени, затем посредством разложения зафиксированных величин потенциала на гармонические составляющие определяют ряд значений амплитуд гармонических составляюцихсогласно зависимости где А , В - коэффициенты ряда Фурье, Ф где Я г - значения потенциала конструкции, считываемые черезра вн ые промежутки временис)М - количество считанных значений потенциала;тп - номер гармонической составляющей,:н = 1,2, ,и, прилчем и = Ю 1 , где 1 - частота,г - порядок отсчета, г = -иО, 1. и,далее из ряда значений амплитуд гармонических составляющих выбирают минимальное значение и определяют соответствующую ему частоту, а токпропускают с частотой, ра вной этому значению, и амплитудой, равной5 .10 - 15.10 А см - ,1 О 1693123 нродолжение таблицы АмллитудамВ Частота, Гц Номергармонической В составляющей т 0,562 1,683