二重量法和容量法測定腐蝕速度

1、實驗二重量法和容量法測定腐蝕速度一 .目的要求：1、 掌握用重量法和容量法測定腐蝕速度的原理和方法。2、用重量法、容量法測定碳鋼在稀H 2SO4 中的腐蝕速度二 .基本原理：金屬受到均勻腐蝕時的腐蝕速度的表示方法一般有兩種：一種是用在單位時間內(nèi)、在單位面積上金屬損失（或增加） 的重量來表示， 通常采用的是克/米 2 小時：另一種是用單位時間內(nèi)金屬腐蝕深度來表示，通常采用的是毫米/年。目前測定腐蝕速度的方法有很多，有重量法、容量法，極化曲線法，線性極化法（極化電阻法）等。重量法是一種經(jīng)典的方法。適用于實驗室和現(xiàn)場掛片，是測定金屬腐蝕速度最可靠的方法之一?？捎糜诓牧系哪透阅堋⒃u選腐蝕劑，改變工藝

2、條件時檢查防腐效果等。學(xué)習(xí)重量法是學(xué)習(xí)其他測試腐蝕速度方法的基礎(chǔ)。1.重量法：重量法是根據(jù)腐蝕前后試件重量的變化來測定金屬腐蝕速度的。重量法分為失重法和增重法兩種。 當(dāng)金屬表面上的腐蝕產(chǎn)物容易除凈且不至于損壞金屬本體時常用失重法：當(dāng)腐蝕產(chǎn)物完全牢靠的附著在試件表面時，則采用增重法。工業(yè)生產(chǎn)中測定腐蝕速度的方法，是把金屬材料作成試驗小件，放在腐蝕環(huán)境中 （如化工設(shè)備、大氣、海水、土壤或?qū)嶒灲橘|(zhì)中），經(jīng)過一定時間之后，取出并測量其重量及尺度的變化，計算其腐蝕速度。而在本實驗中，是把金屬作成一定形狀和大小的試件，經(jīng)過表面預(yù)處理之后，放在腐蝕介質(zhì)中，經(jīng)過一段時間后取出，并測量其重量及尺度的變化，再計算

3、其腐蝕速度。對于失重法可由下式算腐蝕速度：（21）K 重量 =g1-g0/s.t 式中：K 金屬的腐蝕速度克 /米 2.小時。g0 試件腐蝕前的重量（克）g1 試件腐蝕后的重量（克）S試件的面積（米2）T試件腐蝕時間（小時）對于增重法， 即當(dāng)金屬表面的腐蝕產(chǎn)物全部附著在上面，或者腐蝕產(chǎn)物脫落下來可以全部收集起來，可用下式計算腐蝕速度：K +重量 =g2-g0 /s.t （2 2）式中：K +重量 金屬的腐蝕速度（克 /米 2.小時）g2 帶有腐蝕產(chǎn)物的試件重量（克）其余符號與（ 2 1）相同。對于比重相同的金屬， 可以用上述方法比較其耐腐蝕性能，對于比重不同的金屬，盡管單位表面上的重量變化相同

4、，其腐蝕深度卻不一樣，對此，應(yīng)用腐蝕深度來表示更為合適。應(yīng)當(dāng)指出， 重量法也有其局限和不足。首先，它只考慮均勻腐蝕的情況，而不考慮腐蝕的不均勻性。其次， 對于失重法很難將腐蝕產(chǎn)物完全除去，如果用重量法測定其腐蝕速度，肯定不能說明實際情況。另外，對于重量法要想做出K+ t（時間）曲線需要大量的樣品和冗長的時間。2.容量法：對于伴隨析氫和吸氧腐蝕過程，通過測定一定時間內(nèi)的析氫量或吸氧量來計算金屬的腐蝕速度的方法即為容量法。許多金屬在酸性溶液中， 某些負(fù)電性較強的金屬在中性或堿性溶液中，都會發(fā)生氫去極化作用而致金屬腐蝕，其中：陽極過程： Me Me m+me陰極過程： mH+ +me m/2H 2在

5、陽極上金屬不斷失去電子而溶解的同時，溶液中的氫離子與陰極上過剩的電子結(jié)合而析出氫氣。 金屬溶解的量和析氫的量相當(dāng)。即有一克當(dāng)量的金屬溶解，就有一克當(dāng)量的氫氣析出。由實驗測出一定時間內(nèi)的析氫體積VH（毫升），由氣壓計讀出大氣壓力Pa（ mmHg柱）和用溫度計讀出室溫，并查出該溫度下的飽和蒸氣壓力，PH2O (mmHg) 再根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：PV= nRT .（ 2 3）可以計算出析出氫氣的摩爾數(shù)即當(dāng)量數(shù)：nH=(Pa-P H2O ) ×V H/R ×T （24）N H=2nH則金屬的腐蝕速度為： .（2 5）k 重量 =×nH/S×t=2 ×

6、A×(Pa-PH2O) ×V H/S ×t×R×T( 克 /米 2.小時 )式中：A 金屬的克當(dāng)量（克）S金屬的暴露面積（米2）t金屬的腐蝕時間（小時）R氣體常數(shù)62360 毫米汞柱 /摩爾 .K 0此外，容量法還可用于吸氧的陰極過程，此時陰極反應(yīng)為：1/2O2+H 2O+2e 2OH-測定一定容器中氧減少量即可。計算過程類似于析氫過程。二 .藥品及實驗裝置分析天平1 臺試件打磨、清洗、干燥用品1 套碳鋼試件1 個稀 H2SO4800ml化學(xué)除膜液公用氣壓計、溫度計公用容量法測定腐蝕速度裝置（如圖21） 1 套四 .步驟：1.錄 1 的方法，把

7、試件打磨、編號、清洗、干燥。2.析天平上稱量，精確到0.1毫克。3.在三角燒瓶中注入稀H 2SO4 溶液，將試件用一根約10cm 長的玻璃絲線系于一端，玻璃絲的另一端用彈簧夾5 夾牢固，用彈簧夾 6 夾住玻璃絲線的中部，恰使試件懸于試液之上，按圖 2 1 塞緊橡皮塞。4.檢查實驗裝置的氣密性： 轉(zhuǎn)動三通活門使之處于 II的狀態(tài)，使量氣管和三角燒瓶相通，把水準(zhǔn)瓶下移一段距離，然后保持不動， 若量氣管的水平面稍稍下降后，量氣管和水準(zhǔn)瓶中的水平面可穩(wěn)定的保持一定位差，即表示各部分已不漏氣（為什么），否則應(yīng)檢查漏氣的環(huán)節(jié)，并設(shè)法使之氣密，再試。5.置不漏氣之后，即旋轉(zhuǎn)活門到I 的狀態(tài)，使系統(tǒng)與大氣相通

8、。提高水準(zhǔn)瓶的位置，是量氣管中水平面上升到頂端讀數(shù)附近。轉(zhuǎn)動活門使之處于II 的狀態(tài)，使量氣管和三角燒瓶相通，稍稍調(diào)整水準(zhǔn)瓶，使水準(zhǔn)瓶和量氣管內(nèi)的水平面等高，記下量氣管的讀數(shù)。6.彈簧夾6，使試件懸于試液之中。腐蝕反應(yīng)發(fā)生，隨著氫氣逸出，量氣管內(nèi)的水平下降，將水準(zhǔn)瓶緩緩下降，使兩個水瓶接近相等（如果每隔一定時間，記下一個讀數(shù)，即可計算不同時間間隔內(nèi)的腐蝕速度） ，浸泡2 小時，最后使兩個水平面等高，讀下量氣管內(nèi)液面的讀數(shù)。7.取出試件，用自來水沖洗，觀察和記錄附近表面現(xiàn)象，用機械法和化學(xué)方法脫除腐蝕產(chǎn)物（見附錄） 。8.干燥之后（可用冷風(fēng)吹干） ，用分析天平稱重，再用化學(xué)方法去膜，再稱重，如果反復(fù) 2 3 次，直至兩次去膜后重量差小于0.5mg 可視為恒重，記錄下來（要求學(xué)生去膜2 3次）。五 . 數(shù)據(jù)記錄 （見表 2 1試件材質(zhì)試件尺寸厚度 室溫（ cm）小孔徑 氣壓總面積浸入時間介質(zhì)成分重量腐蝕前 g0（克）腐蝕后 g1重量損失 g0 g1量氣管讀數(shù)腐蝕前腐蝕后氫氣體積（ cm3）腐蝕速度重量法（ g/m2 .h）氫量法（ g/m2 .h）六 .結(jié)果處理在腐蝕實驗中， 腐蝕介質(zhì)和試件表面往往存在不均勻性， 所地得數(shù)據(jù)分散性較大， 通常采用 2 4 個平行試驗，取其中兩組相近數(shù)據(jù)平均值計算腐蝕速度。計算出兩種方法所測得的腐蝕速度和絕對誤差。圖