Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Графический расчет скорости коррозионного процесса





Для графического расчета скорости электрохимического коррозионного процесса используют анодные и катодные поляризационные кривые с уче- том площадей катодных и анодных участков коррозионного элемента.

а б

 
 

Рис. 3.1 Поляризационные диаграммы коррозионного процесса двухэлектродного элемента: а – с омическим сопротивлением элемента, R=0;

б – с омическим сопротивлением элемента, R¹0

 

 

На рис. 3.1 представлены диаграммы коррозионного процесса зависи- мости поляризации катода и анода от силы тока.

Точка пересечения S анодной (1) и катодной (2) поляризационных кри- вых (рис. 3.1,а) соответствует значению максимального коррозионного тока Imax и общему стационарному потенциалу двухэлектродной системы Еx при отсутствии омического сопротивления в системе (R = 0). Такие системы на- зывают полностью заполяризованными или короткозамкнутыми. Движущая сила коррозионного процесса – разность обратимых потенциалов катодного и анодного процессов – в этих системах полностью израсходована на пре- одоление поляризационных сопротивлений анодного и катодного процессов, в результате чего на всей поверхности корродирующего металла устанавли- ваются потенциалы, близкие к значению Еx.


 

Из поляризационной диаграммы можно найти значения анодной ÄЕа и катодной ÄЕк поляризаций, т. е. соотношение между анодным и катодным торможением.

Если омическое сопротивление корродирующей системы не равно нулю (например почвенная коррозия трубопроводов), то можно также произвести графический расчет коррозионного процесса. По закону Ома находим оми- ческое падение потенциала при силе коррозионного тока I: ÄЕR = IR. На рис. 3.1,б эта зависимость представлена в виде прямой ОК. Затем графически складываем омическое падение потенциала с катодной (2) поляризационной кривой (можно и с анодной поляризационной кривой 1) в направлении, сов- падающем с направлением поляризации. Прямая ВN представляет собой суммарную поляризационную кривую, определяемую омическим сопротив- лением и катодной поляризацией. Пересечение суммарной кривой с анодной поляризационной кривой дает точку М с абсциссой , соответствующей кор- розионному току двухэлектродной системы при омическом сопротивлении R, а ординаты этой точки дают эффективные потенциалы анодных Еа (точка Д) и катодных Ек (точка С) участков поверхности корродирующего металла, а также соотношение между катодной и анодной поляризациями и омиче- ским падением потенциала при силе коррозионного тока . Из графика вид- но, что с увеличением омического сопротивления системы эффективные по- тенциалы анодных и катодных участков стремятся к их значениям в разомк- нутом состоянии, т. е. сила коррозионного тока снижается.



Однако в реальных условиях, учитывая гетерогенность металлической поверхности, двухэлектродные коррозионные системы встречаются крайне редко.

Рассмотрим графический анализ работы многоэлектродного коррозион- ного элемента. В таком элементе анодом служит электрод, имеющий более отрицательное значение потенциала, катодом – электрод с более положи- тельным значением потенциала. Поведение электродов с промежуточными значениями потенциалов зависит от значений потенциалов отдельных элек- тродов, их относительных площадей и поляризуемости, омических сопро- тивлений в ветви каждого электрода.

Для короткозамкнутых систем Н. Д. Томашовым предложен упрощен- ный метод количественного расчета работы отдельного электрода. Этот ме- тод основан на следующих положениях:

— потенциалы отдельных составляющих системы выравниваются около общего потенциала;

— система находится в стационарном состоянии, сумма всех ее катод- ных токов равна сумме анодных токов.


 

Рассмотрим трехэлектродную систему

Me1 | раствор | Ме2 | раствор | Me3,

(Е1) (Е2) (Е3)

Расчет производится графически с помощью анодных и катодных поля- ризационных кривых (рис. 3.2). Для трехэлектродной системы электрод Me1

имеет более отрицательное значение потенциала (ЕР1) и является анодом, электрод Ме3 имеет более положительное значение потенциала (ЕР3) и явля-

ется катодом.

Строим поляризационную диаграмму коррозии для этих двух электро- дов. При условии работы короткозамкнутого элемента общий потенциал системы будет Е4. Если начальный потенциал промежуточного электрода ЕР2 более отрицателен, чем Е4, то этот электрод служит анодом, если более по- ложителен – катодом. В рассматриваемой системе промежуточный электрод должен работать катодом (кривая PQ).

 
 

Рис. 3.2 Поляризационная диаграмма коррозии для трехэлектродной системы:

кривая ABM – катодная поляризационная кривая; кривая DN – анодная поляризационная кривая; кривая ABC

– суммарная катодная поляризационная кривая

 

Строим суммарную катодную поляризационную кривую, суммируя си- лы тока двух катодов. Кривая АВС дает нам суммарную кривую. Точка пере- сечения анодной (DN) и суммарной катодной кривой показывает общую си- лу тока Iобщ. коррозионного процесса трехэлектродной системы и общий по- тенциал Еэл. Точки пересечения прямой KL с кривыми для всех гальваниче- ских элементов показывают силу тока, установившуюся на каждом электро- де при общем потенциале системы Еэл:

Iобщ = Iа = Iк; Iк = I2 + I3,


 

где Iобщ – общий ток коррозии системы; Iк, Iа – суммарная сила тока на като- дах и анодах; I2 – сила тока на промежуточном катоде; I3 – сила тока на като- де с наиболее положительным потенциалом.

При большем числе электродов в коррозионной системе для определе- ния полярности каждого электрода и силы тока суммируют катодные кривые всех электродов – получают суммарную катодную кривую; также суммиру- ют все анодные кривые – получают суммарную анодную кривую. Точка пе- ресечения этих суммарных кривых дает общую силу тока в системе, а также общий потенциал системы.

 

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.