186144. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés korrózióálló ausztenites króm-nikkel acélok kristályközi korrózióra való hajlamának megállapítására
A találmány tárgya eljárás korrózióálló ausztenites króm-nikkel acélok kristályközi korrózióra való hajlamának megállapítására, és berendezés, amely elektrokémiai polarizációt végez előre beprogramozott potenciálokon. Ezeken a célszerűen megválasztott potenciálokon a korróziós áramok értékét méri és memória egységében tárolja, majd a visszaaktiválódási és a passziválódási potenciálokon mért áram értékek hányadosát képezi és a mért értékekből állapítja meg az anyag ellenállóképességét a kristályközi korrózióval szemben. A kristályközi korrózió az elektrokémiai korróziónak az a fajtája, amikor egy polikristályos fém oldódása a szemcsék határai mentén kedvezményezettebb, más szóval a korrózió sebessége a szemcsék határzónájában nagyságrendekkel nagyobb, mint ugyanazon szemcse belső felületén. A fém ennek hatására már viszonylag csekély fémmennyiség kioldódása után krisztalitokká eshet szét, tehát anyagában rongálódik. Ezért az ilyen acélokat korróziót kiváltó közegekkel dolgozó berendezések gyártására felhasználni nem szabad. Alapvetően fontos ezért mind a készüléképitéséhez felhasznált anyagok, mind a kész berendezések esetében vizsgálatokkal meggyőződni arról, hogy a szerkezeti anyag kristályközi korrózióra hajlamos-e. A kristályközi korrózióra való hajlam vizsgálatára többféle módszert használnak. Ezek többsége szabványosítva van. Az MSZ 2670-70 Szabvány négyféle vizsgálati módszert ír le: „A ” módszer: főzés rézforgácsot tartalmazó kénsavas rézszulfát oldatban és azt kővető kiértékelés; „B” módszer: főzés salétromsavas oldatban és azt követő kiértékelés; „C” módszer: felületek anódos maratása; „E” módszer: főzés horganyport tartalmazó kénsavas rézszulfát oldatban és azt követő kiértékelés. Az A, B, E módszerek legfőbb hátránya azok időigényessége (24—245 ó), valamint az, hogy roncsolásmentes vizsgálatokra nem alkalmasak. Az anódos maratás (C módszer) mikroszkópi kiértékelése szubjektív lehet, így a szabvány az eljárást ellenőrzésre, illetve előzetes vizsgálatra tartja használhatónak. A módszerek mindegyikére jellemző, hogy a kristályközi korrózió mértékére nem adnak számokban kifejezhető értéket. A hátrányok kiküszöbölésére, és ezáltal a jelenleg használatos módszereknél alkalmasabb vizsgálati eljárás kidolgozására irányuló munkák egy része abból indul ki, hogy az acél aktív oldódásának, illetve passziválódási sajátságainak jellemzői a krómtartalom függvényében változnak és ezek a változások a kísérletileg mérhető áram-potenciál diagramon tükröződnek. Azonos minőségű, kristályközi korrózióra érzékeny, illetve nemérzékeny próbatesteken mért polarizációs diagramokat összehasonlítva tehát a diagramoknak különbözniük kell. Az eltérésnek elvileg annál nagyobbnak kell lennie, minél szélesebb zónában vannak képviselve a krómszegény peremek a vizsgált fém felületén. A különböző krómtartalmti acélokon mért árampotenciál diagramokat összehasonlítva ténylegesen megállapíthatók ezek az eltérések. Megállapították, hogy a krómtartalom csökkenésével a kritikus passziválódási áramsürűség (iknt) illetve a passzív állapotú oldódás sebessége (v^) növekszik és a passziválódási potenciál a negatívabb potenciálok felé tolódik el. A kristályközi korrózióra hajlamos, illetve nem hajlamos acélokon ténylegesen mért áram-potenciál diagramok csupán kismértékben térnek el egymástól és ezek az eltérések sem reprodukálhatók a kellő mértékben. Ezért számos kutató arra a következtetésre jutott, hogy a polarizációs diagramok nem alkalmasak a kristályközi korrózióra való hajlam megállapítására. A jelen találmánnyal az a célunk, hogy olyan módszert és berendezést dolgozzunk ki, amelyek lehetővé teszik, hogy a kristályközi korrózióra hajlamos anyagok, esetünkben az ausztenites króm-nikkel acélok vizsgálatát az elmondottak ellenére az elektrolítikus polarizáció jelenségének segítségével lehessen elvégezni. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a vizsgálandó anyagot elektródaként elektrolittal hoztuk érintkezésbe, majd az egész vizsgált felület passzív állapotát biztosító feszültségtartományt állítunk be és az egyensúlyi állapot beállta után mérjük a passzív áramerősséget. Ezután a feszültséget negatív irányba változtatjuk az egész felület reaktiválódásáig, és megfelelő idő elteltével mérjük az aktív állapot áramerősségét. Az eddig javasolt eljárásokkal szemben módszerünk lényeges előnye, hogy nem kell a teljes polarizációs görbét felvenni, hanem elegendő néhány helyesen megválasztott — célszerűen az aktív és a passzív állapotban — mérni az áramsűrűséget és azokat egymással összehasonlítva, az értékek egymáshoz való viszonyából következtetni lehet az acél kristályközi korrózióállóságára. Találmányunk a következő gondolatmeneten alapszik. Annak magyarázatát, hogy a kristályközi korrózióra érzékeny, illetve nem érzékeny acélok polarizációs diagramjai között csupán igen kis eltérések vannak, abban kell keresni, hogy a vizsgált fém felületén az érzékeny próbatestek esetén a krómszegény peremek igen keskeny (0,1 pm). A krómszegény zónák tehát az eletrokémiai polarizációnak alávetett felület igen csekély töredékét képviselik. Ennek megfelelően a diagramokon a krómszegény peremek kioldódása is csak kismértékű változásokat eredményez. Ezek a kis változások is jól észlelhetők azonban, ha a diagramot az egész felület passzív állapotát biztosító potenciáltartományból kiíndulóan, a potenciált fokozatosan a negatívabb potenciálok felé változtatva mérjük. Az egész felület passzív állapotát biztosító potenciáltartományban az oldódás sebessége kicsi, így néhány pÁcm-2 anódos áramsűrűséggel fenntartható. A negatívabb potenciálok felé haladva a krómszegény zónák fokozatosan elveszítik passzív állapotukat. Ez együtt jár az áramsűrűség növekedésével. A növekedés a passzív állapot fenntartásához szükséges áramsűrűséghez viszonyítva jelentős, tehát a polarizációs diagramon jól észlelhető. Amennyiben nincsenek jelen krómszegény zónák, az egész felület egy szűk potenciál intervallumban aktiválódik. Ez az aktiválódás sokkal negatívabb potenciáloknál következik be, mint a krómszegény zónák fokozatos aktiválódásának kezdete. A kismértékű, de jól észlelhető változás éppen a visszaaktiválódási potenciál eltolódása, illetőleg, 5 10 .15 70 25 30 3 G 40 45 50 55 60 65 2
