150579. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémek korrózió elleni védelmére anódos polarizációval
4 150.579 a korrózió megindulását) a nemesebb irányban tolódik el. Ez a korrózió a B ponttól kezdve hirtelen csökken, majd minimális értéken marad, miközben a passzíválási feszültség a C ponttól a D pontig növekszik. Ha a passzíválási feszíiltüég a D ponton túl nő, a korrózió nagy mértékben meggyorsul. Ezért minden D ponton túli feszültséget túlzott passzíválási feszültségnek nevezünk. ' \ A 10 edény szerkezeti anyagainak és a 12 oldat .összetételének változásával változnak az A, B, C, és D pontokon mért passzíválási feszültségek és a görbe alakja. A 2. ábrán a passzíválási feszültségre megadott adatokat úgy kaptuk, hogy normál elektródként kalomelcellát használtunk, és egy 67 sűly%-os kénsavoldatba rozsdamentes acéltárgyat merítettünk. Látjuk, hogy a korrózió sebessége akkor a legkisebb, ha a passzíválási feszültség körülbelül 0,150 és 1.200 V között van, a legbiztonságosabb szakasz pedig körülbelül 0,300 és 0,800 V közé esik. Meg kell még jegyezni, hogy habár a 2. ábrán szemléltetett összefüggést a potenciál és a korrózió között rendes körülmények között olyan normálelektród használatával kaptuk, amely távol van a próbatest vagy az edény bármely meghatározott részétől, és a görbe az átlagos korróziónak felel meg, az edény különböző részeinek a korródálási sebessége szintén változni fog, és a 2. ábrán bemutatott összefüggés a passzíválási feszültség és a korrózió között EZ edény minden kis részére érvényes marad. A 10 edény (1. ábra) potenciáljának mérésére és szabályozására a 26 normálelektródot alkalmazzuk, amely elektrokémiai összeköttetésben van a 12 oldattal egy e célra alkalmas 30 szabályozóval együtt, amely a normálelektród és a 10 edény közé van bekapcsolva. A normálelektród bármely alkalmas típus lehet, mint például kalomelelektród, ezüst-ezüstkloridelektród, réz-rézszulfátelektród vagy hidrogénelektród. A normálelektródot az elektrolitikus 28 híd köti össze a 12 oldattal, hogy elkerüljük az elektródnak a 12 oldattal való közvetlen érintkezését, és így akár az elektród működésének befolyásolását, akár az oldat felhígulását. A 28 hídnak ionos vezetőnek kell lennie, és lehet folyadék, pl. káliumklorid-oldat, vagy egy szilárd anyag, pl. ezüstklorid. A 30 szabályozó szerepe az, hogy működteti a 20 vezetékbe iktatott 32 kapcsolót, és így időszakosan azonos potenciált hoz létre az edény és a 18 elektród között, az edény és a 26 normálelektród közötti potenciálnak, azaz a passzíválási feszültségnek megfelelően. A találmány szerinti eljárás értelmében a 32 kapcsolót zárjuk, hogy a 10 edényből áramot bocsássunk a 12 oldaton át a 18 elektród felé mindaddig, amíg a 10 edény nem passzíválódott és a korrózió kis mértékűre nem csökkent. Megjegyezzük, hogy az anódáramnak ez a kezdeti áramlása a korrózió sebességét a 2. ábrán látható módon változtatja mindaddig, amíg az edény és s 26 normálelektród közötti potenciál a 2. ábra C és D pontjai közötti szintet el nem éri, előnyösen a görbének azon az egyenes szakaszán, amelyet F-fel jeleztünk. Ezzel kapcsolatban az a felfogás alakult ki, hogy ekkor az edénynek a 12 oldattal érintkező belső felületén oldhatatlan réteg képződött, és számottevő korrózió nem lép fel. A 30 szabályozó ekkor nyitja a 32 kapcsolót, és megszünteti a potenciált az edény és a 18 elektród (katód) között. Az anódáram megszűntével az edény és a 26 normálelektród között a potenciál lassan változik (a szemléltetett példán negatív irányban csökken), és az edény kevésbé nemessé válik, valószínűleg azáltal, hogy az edény belső felületének oldhatatlan rétege lassan tönkremegy. A 30 szabályozó észleli az edény és a 26 normálelektród közötti potenciál változását. Ha ez a passzíválási feszültség a 2. ábra C pontjához közeli szintet ér el, a 30 szabályozó zárja a 32 kapcsolót, hogy ezzel az edény és a 18 elektród között újból potenciált létesítsen, és újból anódáramot indítson ímeg. Ennek következtében az edény és a normál elektród között a potenciál újból nő a 2. ábra C és D pontjai közötti lapos görbeszakaszig, mire a szabályozó újból nyitja a 32 kapcsolót. E szakaszos folyamat ismétlődése révén elérjük, hogy a 10 edény a lehető legkisebb mértékben korrodálódik. A korrízió elleni védettség tartóssága (az anódos áram megszakításától számítva) közvetlenül a passzivitás kialakulását követőleg néhány másodpercig, a passzivitást nyolctól huszonnégy óra alatt létrehozva pedig néhány napig tarthat. Azt is megállapítottuk, hogy a passzivitás elérésére és fenntartására szükséges áramsűrűség lényegileg ugyanúgy változik, mint a 2. ábrán szemléltetett korróziósebesség. Más szóval, amikor a próbadarabot vagy az edényt passzíváljuk, viszonylag nagy áramsűrűség szükséges. Ha azonban a próbadarab már passzíválódott, ezt a paszszív állapotot már igen kis áramsűrűséggel fenn lehet tartani. A találmány szerinti korrózió elleni védelem fenntartásához tehát igen csekély energia szükséges. Az alábbi táblázatban feltüntettük a passzivitás elérése előtt és után szükséges áramsűrűségeket, ha különféle acélmintákat 65%-os kénsavoldatba merítünk. t - . . Súlyveszteség Áramsűrűség g-bana Acélfajta A.I.S.I J. .<. száma , ,, ,.,,.. S «j % $ (a)1 (b)J g-Ss ple cs > a a > <D 3 302 6,0 2.2 0,2605 0,0007 304 5,0 3.8 0,2533 0,0010 316 0,5 0,1 0,2746 0,0001 405 163,0 2.7 0,1939 0,0057 446 27,3 0,7 0,6060 0,0064 1 (a) A mintadarab passziválásához használt áramsűrűség (milliamper/cm2 ). 2 (b) A passziváltság fenntartásához alkalmazott áramsűrűség (mikroamper/cm3 ). 3 A vizsgálat időtartama 24 óra (a mintadarab mérete 1 cm X 7,5 cm). A találmány egyik előnyös kiviteli alakjában, amelyet a 3. ábra szemléltet, a 30 szabályozó általában a 33 referenciafokozat által szabályozott 31 feszültségerősítő fokozatból és a 36 teljesít-
