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、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?、評選腐蝕劑，改變工藝

2、條件時檢查防腐效果等。學習重量法是學習其他測試腐蝕速度方法的基礎。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 （如化工設備、大氣、海水、土壤或實驗介質中），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)過表面預處理之后，放在腐蝕介質中，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，應用腐蝕深度來表示更為合適。應當指出， 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合而析出氫氣。 金屬溶解的量和析氫的量相當。即有一克當量的金屬溶解，就有一克當量的氫氣析出。由實驗測出一定時間內的析氫體積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），否則應檢查漏氣的環(huán)節(jié)，并設法使之氣密，再試。5.置不漏氣之后，即旋轉活門到I 的狀態(tài)，使系統(tǒng)與大氣相通

8、。提高水準瓶的位置，是量氣管中水平面上升到頂端讀數(shù)附近。轉動活門使之處于II 的狀態(tài)，使量氣管和三角燒瓶相通，稍稍調整水準瓶，使水準瓶和量氣管內的水平面等高，記下量氣管的讀數(shù)。6.彈簧夾6，使試件懸于試液之中。腐蝕反應發(fā)生，隨著氫氣逸出，量氣管內的水平下降，將水準瓶緩緩下降，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，用機械法和化學方法脫除腐蝕產(chǎn)物（見附錄） 。8.干燥之后（可用冷風吹干） ，用分析天平稱重，再用化學方法去膜，再稱重，如果反復 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（要求學生去膜2 3次）。五 . 數(shù)據(jù)記錄 （見表 2 1試件材質試件尺寸厚度 室溫（ cm）小孔徑 氣壓總面積浸入時間介質成分重量腐蝕前 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 .結果處理在腐蝕實驗中， 腐蝕介質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