Необходимые приборы и материалы

1. Образцы 4 ─ 5 различных металлов (сплавов) размерами 40·20·1 мм с отверстиями Æ 6 мм ─ по 2 образца.

2. Раствор Н₂SO₄ 10% - ный ─ 1 литр.

3. Раствор NaCl 10% -ный 1 литр.

4. Раствор NaOH 5% - ный ─ 1 литр.

5. Органический растворитель (бензин, керосин, ацетон или др.)

─ 0,5 литра.

6. Подвески для металлов (стеклянные с крючками или из металла слабо взаимодействующего с используемой средой Æ 2 мм) ─ 5 шт.

7. Наждачная бумага ─ лист 20·10 см.

8. Фильтровальная бумага ─ лист 20·10 см.

9. Карандашная резинка ─ 1 штука.

10. Химические стаканы на 250 см³ и100см³ ─ по 5 штук.

11. Штангенциркуль с ценой деления 0,1 или 0,05 мм ─ 4.

12. Коррозиметр ─ 1.

ЗАДАЧА

Металлические образцы определенных размеров были выдержаны в нейтральных растворах соли и в растворах кислоты. Используя различные варианты экспериментов определить коррозиноную стойкость металлических материалов в нейтральных и кислых средах. Для этого провести ряд расчетов.

1. По результатам испытаний образцов в нейтральном растворе и в кислоте вычислить отрицательные массовые и глубинные показатели коррозии.

2. Для испытания образцов в растворе кислоты, кроме указанных выше показателей коррозии, рассчитать объёмные показатели коррозии. По значениям объёмного показателя для отдельных измерений вычислить его среднее значение с указанием абсолютного разброса.

3. Построить график зависимости объёма выделившегося водорода, приведенного к нормальным физическим условиям, от времени испытаний образцов.

4. Дать характеристику коррозионной стойкости металла (сплава) в нейтральной и кислой средах. а также указать коррозионную активность сред, используя ГОСТ - 13819 (приложение 1).

Варианты экспериментов

ВАРИАНТ 1

Размеры образцов: 40·20·2 мм.

Коррозионная среда: раствор нейтральной соли, содержащей ионы Cl^-.

Материал образца: Ст. 3, r_ст = 7,8 г/см³, m₀ = 12,4874 г, m₁ = 12,4869 г.

Материал образца: Zn, r_Zn = 7,13 г/см³, m₀ = 11,4082 г, m₁ = 11,4073 г.

Время испытаний ─ 1,5 часа.

Коррозионная среда: раствор кислоты.

Материал образца: Ст. 3, m₀ = 12,4796 г, m₁ = 12,4785 г.

Материал образца: Zn, m₀ = 11,4004 г, m₀ = 11,3988 г.

Время испытаний 30 мин.

Количество выделившегося водорода при t = 21 ⁰С, Р_ат = 735 мм рт ст за время:

для Cт. 3 для Zn

5 мин V = 1,2 cм³, h = 108 мм, V = 2,3 см³, h = 147 мм.

10 мин V = 2,6 см³, h = 94 мм, V = 4,7 см³, h = 123 мм.

15 мин V = 3,7 см³, h = 83 мм, V = 6,7 см³, h = 103 мм.

20 мин V = 4,9 см³, h = 71 мм, V = 8,9 см³, h = 81 мм.

30 мин V = 7,5 см³, h = 45 мм, V = 13,6 см³, h = 34 мм.

ВАРИАНТ 2

Размеры образцов: 40·25·2 мм.

Коррозионная среда: раствор нейтральной соли, содержащей ионы Cl^-.

Материал образца: сталь 12Х13, r_ст = 7,7 г/см³, m₀ = 15,6014 г, m₁ = 15,6011 г.

Материал образца: Al, r_Al = 2,7 г/см³, m₀ = 5,4027 г, m₁ = 5,4021 г.

Время испытаний ─ 1,5 часа.

Коррозионная среда: раствор кислоты.

Материал образца: cталь 12Х13, m₀ = 15,6003 г, m₁ = 15,5981 г.

Материал образца: Al, m₀ = 5,4095 г, m₁ = 5,4062 г.

Время испытаний ─ 30 мин.

Количество выделившегося водорода при t = 20 ⁰С, Р_ат = 740 мм. рт. ст. за время:

для cтали 12Х13 для Al

5 мин V = 0,31 cм³, h = 74 мм, V = 0,72 см³, h = 83 мм.

10 мин V = 0,58 см³, h = 68 мм, V = 1,39 см³, h = 76 мм.

15 мин V = 0,87 см³, h = 62 мм, V = 2,08 см³, h = 69 мм.

20 мин V = 1,25 см³, h = 55 мм, V = 2,78 см³, h = 62 мм.

30 мин V = 1,82 см³, h = 44 мм, V = 4,23 см³, h = 48 мм.

ВАРИАНТ 3

Размеры образцов: 45·20·2 мм.

Коррозионная среда: раствор нейтральной соли, содержащей ионы Cl^-.

Материал образца: Ст. 3, r_ст = 7,8 г/см³, m₀ = 14,0237 г, m₁ = 14,0233 г.

Материал образца: Zn, r_Zn = 7,13 г/см³, m₀ = 12,6893 г, m₁ = 12,6886 г.

Время испытаний ─ 1,5 часа.

Коррозионная среда: раствор кислоты

Материал образца: Ст. 3, m₀ = 14,1152 г, m₁ = 14,1146 г.

Материал образца: Zn, m₀ = 12,5728 г, m₁ = 12,5695 г.

Время испытаний ─ 30 мин.

Количество выделившегося водорода при t = 22 ⁰С, Р_ат = 745 мм рт ст за время:

для Cт. 3 для Zn

5 мин V = 2,5 cм³, h = 124 мм, V = 4,5 см³, h = 119 мм.

10 мин V = 5,2 см³, h = 117 мм, V = 9,3 см³, h = 107 мм.

15 мин V = 7,4 см³, h = 112 мм, V = 13,3 см³, h = 97 мм.

20 мин V = 9,8 см³, h = 106 мм, V = 17,8 см³, h = 86 мм.

30 мин V = 15,1 см³, h = 92 мм, V = 27,6 см³, h = 70 мм.

ВАРИАНТ 4

Размеры образцов: 40·20·3 мм.

Коррозионная среда: раствор нейтральной соли, содержащей ионы Cl^-.

Материал образца: Ст. 3, r_ст = 7,8 г/см³, m₀ = 18,7181 г, m₁ = 18,7175 г.

Материал образца: сталь 12Х13, r_ст = 7,7 г/см³, m₀ = 18,4857 г, m₁ = 18,4853 г.

Время испытаний ─ 1,5 часа.

Коррозионная среда: раствор кислоты.

Материал образца: Ст. 3, m₀ = 18,6972 г, m₁ = 18,6912 г.

Материал образца: сталь 12Х13, m₀ = 18,5794 г, m₁ = 18,5755 г.

Время испытаний ─ 30 мин.

Количество выделившегося водорода при t = 21 ⁰С, Р_ат = 735 мм. рт. ст. за время:

для Cт. 3 для стали 12Х13

5 мин. V = 1,8 cм³, h = 152 мм, V = 2,7 см³, h = 153 мм.

10 мин. V = 3,5 см³, h = 135 мм, V = 5,2 см³, h = 128 мм.

15 мин. V = 5,4 см³, h = 116 мм, V = 8,0 см³, h = 100 мм.

20 мин. V = 7,0 см³, h = 100 мм, V = 10,6 см³, h = 74 мм.

30 мин. V = 11,6 см³, h = 54 мм, V = 15,4 см³, h = 26 мм.