Электрозащита или катодная защита

 

Защищаемая металлическая конструкция подключается к катоду внешнего источника постоянного тока. В результате эта конструкция становится катодом, а в качестве анода используется любой металлический лом, который подключают к положительному полюсу источника тока.

 

Легирование

 

В состав сплава вводят металлы (хром, никель, титан, молибден, вольфрам), вызывающие пассивацию защищаемого металла. При химической коррозии в качестве легирующих агентов используют хром, алюминий, кремний.При электрохимической коррозии легирующими металлами являются хром, вольфрам, никель титан, кобальт, молибден, ванадий и другие.

Реактивы и оборудование

 

1. U -образная трубка.

2. Набор электродов и пластин из различных видов стали.

3. Вольтметр.

4. Соединительные проводники.

5. Набор растворов кислот и солей.

6. Измерительная бюретка с резиновой трубкой и воронкой.

7. Реакционная пробирка с пробкой и газоотводной трубкой.

8. Наждачная и фильтровальная бумага.

 

Экспериментальная часть

 

Опыт 1. Исследование коррозии цинка и защита от коррозии

Ингибированием

Наблюдение за явлениями коррозии металлов и выяснение роли ингибитора в коррозии металлов проводится на установке, представленной на рис. 1. В реакционный сосуд поместить кусочек цинка. Туда же добавить 4…5 мл 2 н раствора соляной кислоты. После выдержки (2…3 минуты) цинк начинает реагировать с кислотой. Закрыть пробирку с кислотой и цинком пробкой, соединенной газоотводной трубкой с бюреткой. Проверить герметичность прибора. Для этого опускать или поднимать воронку вместе с кольцом на 10…15 см. Если уровень воды в бюретке не меняется, то прибор герметичен, и можно приступать к опыту. Если уровень воды в бюретке резко меняется, то необходимо уплотнить пробки в бюретке и реакционном сосуде до достижения герметичности установки.

 

Рис. 1. Установка для исследования влияния ингибитора на коррозию цинка:   1 – бюретка для измерения; 2 – воронка; 3 – резиновая трубка; 4 – газоотводная трубка; 5 – реакционный сосуд

Записать уровень воды в бюретке на время начала измерения с точностью до 0,1 мл.

Водород, выделяющийся в результате взаимодействия цинка с соляной кислотой, вытесняет из бюретки воду. Воронку при этом следует опускать и во время опыта стараться держать воду в воронке и бюретке на одном уровне, чтобы давление газа внутри прибора было все время близким к атмосферному.

Отсчет следует проводить 10 минут, фиксируя изменение положения столба воды в бюретке через каждые 2 минуты. Объем выделяющегося водорода занести в табл. 5.

Таблица 5

 

Экспериментальные данные определения скорости коррозии металла

 

Металлический материал	Время протекания реакции, t, мин	Объем выделившегося водорода, V, мл	Скорость коррозии, К0, мл/мин

 

Постройте график зависимости объема выделившегося водорода (V) от времени (t) и по тангенсу угла наклона определите скорость коррозии металла. Среднюю скорость коррозии (К_о) можно рассчитать по формуле

 

, (3)

 

где К_о – скорость коррозии без ингибитора, мл/мин; V – объем выделившегося водорода, t – время протекания реакции, мин.

Следующим этапом эксперимента является введение в электролит ингибитора. Каждой группе студентов преподаватель дает определенное количество ингибитора (от 1 до 5 мл). Студенты помещают ингибитор в рабочий электролит с условием, что суммарный объем должен быть равным объему электролита в предыдущем опыте. Время нахождения металла в электролите постоянно и равно 10 мин. По результатам опыта следует рассчитать величину ингибиторного эффекта и степень защиты от коррозии. Полученные данные занести в табл.6.

Ингибиторный эффект (g) показывает, во сколько раз ингибитор уменьшает скорость коррозии и вычисляется по формуле

 

. (4)

 

где К и К_о – скорость коррозии в присутствии ингибитора и без него.

Степень защиты от коррозии (Z) вычисляется по формуле

 

. (5)

 

Таблица 6

 

Показатели защиты металла от коррозии в присутствии ингибитора

 

Металлический материал	Объем ингибитора, V, мл	Время эксперимента, t, мин	Объем выделившегося водорода, V, мл	Ингибиторный эффект, g, %	Степень защиты от коррозии, Z, %

 

Сделайте вывод о скорости коррозии и об эффективности действия ингибитора, основываясь на величинах К_о,g и Z.