Przedmiotem wynalazku jest sposób komplekso¬ wej oceny zagrozenia korozyjnego metalu, pokry¬ tego jedno- lub wielowarstwowa powloka metalo¬ wa, zwlaszcza ocynkowanych rur stalowych w in¬ stalacjach wodnych.Dotychczas znane rozwiazania, dotyczace oceny zagrozenia korozyjnego wyrobów pokrytych powlo¬ kami metalowymi, w warunkach eksploatacji w srodowisku elektrolitycznym polegaja na stoso¬ waniu próbek kontrolnych lub tak zwanych koro- metrów.Próbki kontrolne wykonywane sa przewaznie w postaci wycinków z badanego materialu, które eksponuje sie w srodowisku korozyjnym równole¬ gle z badanym wyrobem i poddaje okresowym obserwacjom lub badaniom korozyjnym. Oceny za¬ grozenia korozyjnego wyrobu dokonuje sie na pod¬ stawie kontroli stopnia skorodowania powierzchni próbek lub ubytków korozyjnych metoda wagowa.Korometry wytwarzane miedzy innymi przez fir¬ my amerykanskie Magna i Petrolite Corporation umozliwiaja ciagla kontrole zagrozenia korozyjnego eksploatowanych wyrobów na podstawie pomiarów elektrotechnicznych. Korometry te wyposazone sa w sondy pomiarowe z dwiema lub trzema standar¬ dowymi elekrodami pomiarowymi. Sondy umieszcza sie w srodowisku korozyjnym, z którym styka sie eksploatowany wyrób. Szybkosc korozji wyrobu okresla sie na podstawie pomiarów polaryzacji 2 liniowej elektrody pomiarowej, która wedlug za¬ lozenia powinna korodowac z taka sama szybkoscia, jak badany wyrób. 5 Niedogodnoscia opisanych wyzej rozwiazan jest okresowy charakter pomiarów w przypadku sto¬ sowania próbek kontrolnych oraz koniecznosc kaz¬ dorazowego usuwania próbek ze srodowska ko¬ rozyjnego w celu dokonania oceny zagrozenia ko- 10 rozyjnego wyrobu.Ponadto, przy usuwaniu i zakladaniu próbek kontrolnych czesto istnieje potrzeba dokonywania przerw w eksploatacji takich wyrobów, jak ruro¬ ciagi, zbiorniki, reaktory chemiczne. Niedogodno- 15 scia, która ma.miejsce przy stosowaniu korometrów jest wystepowanie bledów systematycznych, zwia¬ zanych z tym, ze warunki korozji elektrod pomia¬ rowych, ze wzgledu na odmienny ksztalt i róznice materialowe, tylko w przyblizeniu odpowiadaja wa- 20 runkom korozji badanych wyrobów. Bledy sa szcze¬ gólnie duze w przypadku stosowania standardo¬ wych elektrod, wykonanych z pojedynczych me¬ tali, jak np. cynku, do oceny zagrozenia korozyj¬ nego metalu, pokrytego powloka metalowa np. stali 25 ocynkowanej.^Opisane rozwiazania nie umozliwiaja równoleglej oceny szybkosci korozji metalu pokrytego powloka metalowa i sklonnosci ukladu |$o korozji galwa¬ nicznej w warunkach uzytkowania wyrobu. 30 Sposób kompleksowej oceny zagrozenia korozyj- 116 654116 654 3 4 nego metalu, pokrytego jedno- lub wielowarstwowa powloka metalowa, zwlaszcza ocynkowanych rur stalowych w instalacjach wodnych, wedlug wyna¬ lazku charakteryzuje sie tym, ze z badanego wy- . robu wycina sie co najmniej dwa fragmenty, które lacznie z pozostala czescia wyrobu tworza elektrody pomiarowe, po uprzednim usunieciu z przynajmniej jednego fragmentu jednej lub wiekszej ilosci warstw powloki metalowej oraz polaczeniu ich z pozostala czescia wyrobu w sposób zapewniajacy izolacje elektryczna i zasadniczo nie zmieniajacy warunków uzytkowania i korozji wyrobu, przy czym elektroda w stanie niezmienionym sluzy do oceny szybkosci korozji sposobami bazujacymi na pomiarach jej polaryzacji, zas pozostale elektrody o czesciowo i/lub calkowicie usunietej powloce me¬ talowej sluza do oceny zagrozenia wyrobu, wy¬ nikajacego z korozji galwanicznej, poprzez pomiar generowanego w utworzonym ogniwie galwanicz¬ nym pradu, którego kierunek i wielkosc okreslaja odpowiednio biegunowosc ogniwa oraz intensyw¬ nosc korozji galwanicznej.Warstwy powloki metalowej usuwa sie za po¬ moca obróbki chemicznej lub elektrochemicznej.Pomiar pradu generowanego w dwu- lub wielo- elektrodowym ogniwie galwanicznym dokonuje sie przy pomocy amperomierza o zerowej rezystancji wewnetrznej.Korzystnym jest, aby ksztalt wycietych fragmen¬ tów umozliwial równomierna polaryzacje ich po¬ wierzchni, które stykaja sie ze srodowiskiem ko¬ rozyjnym.Role elektrody odniesienia do pomiarów polary¬ zacji moze spelniac zarówno jedna z elektrod po¬ miarowych, jak równiez elektroda dodatkowa, po¬ laczona kluczem elektrolitycznym ze srodowiskiem korozyjnym.Zaleta proponowanego sposobu jest wielofunkcyj- nosc elektrod pomiarowych, umozliwiajaca zarów¬ no wyznaczenie szybkosci korozji, jak i sklonnosc wyrobu do ulegania korozji galwanicznej w wyniku pracy ogniwa powloka metalowa — podloze. Umoz¬ liwia to dokonanie kompleksowej oceny zagroze¬ nia korozyjnego wyrobu.Ponadto, z uwagi na zastosowanie elektrod po¬ miarowych z materialu badanego oraz ich postac, która nie zmienia warunków korozji w porówna¬ niu z warunkami korozji badanego wyrobu, uzy¬ skuje sie bardziej poprawna ocene zagrozenia ko¬ rozyjnego, a tym samym i wynik kompleksowej oceny zagrozenia korozyjnego.Sposób kompleksowej oceny zagrozenia korozyj¬ nego metalu wedlug wynalazku ilustruje ponizszy przyklad. Przyklad. W miejscu oceny zagrozenia korozyjnego ocynkowanych rur stalowych w in¬ stalacji rozprowadzajacej ciepla wode w budynku mieszkalnym wycina sie z rury trzy pierscienie o szerokosci 15 mm. Dwa z nich poddaje sie pro¬ cesowi chemicznego roztwarzania powloki cynko¬ wej, który prowadzi sie w warunkach kontrolowa¬ nego potencjalu w roztworze wodnym, zawieraja¬ cym 0,4 kmol/m3 kwasu solnego, 1,0 kmol/m3 chlor¬ ku cynkowego, 0,1 kmol/m3 chlorku zelazowego z dodatkiem chlorku antymonowego, w tempera¬ turze otoczenia. Na jednym z pierscieni usuwa sie zewnetrzna warstwe stopowa eta, przerywajac pro¬ ces roztwarzania powloki cynkowej po osiagnieciu potencjalu — 0,9 V- wzgledem nasyconej elektrody kalomelowej.Na drugim pierscieniu usuwa sie calkowicie pow¬ loke cynkowa, przerywajac proces roztwarzania po osiagnieciu potencjalu — 0,6 V wzgledem nasyco¬ nej elektrody kalomelowej. Po wyplukaniu w wo¬ dzie destylowanej i wysuszeniu w strumieniu cieple¬ go powietrza, wszystkie pierscienie montuje sie w miejscu wyciecia w instalacji. Szczelne polacze¬ nie mechaniczne pierscieni z instalacja zapewnia¬ ja uszczelki gumowe i zalozone na rury obejmy stalowe ze srubami sciagajacymi. Uszczelki spel¬ niaja jednoczesnie role izolacji elektrycznej.Pierscienie zestawia sie w takiej kolejnosci, aby pierscien z usunieta warstwa stopowa eta znaj¬ dowal sie pomiedzy dwoma pozostalymi pierscie¬ niami.W efekcie uzyskuje sie uklad trzech izolowanych elektrod pomiarowych, wlaczonych w obieg wod¬ ny instalacji z ocynkowanych rur stalowych.Do elektrod przylutowuje sie przewody elektrycz¬ ne, umozliwiajace podlaczenie aparatury pomia¬ rowej. W sciance rury sasiadujacej z pierscieniem o nieusunietej powloce cynkowej umieszcza sie gniazdo teflonowe z wlókien azbestowych, slu¬ zace do podlaczenia zewnetrznej elektrody odnie¬ sienia w postaci nasyconej elektrody kalomelowej.Kompleksowej oceny zagrozenia korozyjnego rur dokonuje sie na podstawie analizy wyników po¬ miarów, które uzyskuje sie w dwóch etapach.W pierwszym etapie okresla sie szybkosc korozji stali ocynkowanej na podstawie pomiarów rezy¬ stancji polaryzacyjnej. Rezystancje polaryzacyjna wyznacza sie poprzez analize krzywej polaryzacji liniowej elektrody o nieusunietej powloce cynko¬ wej. Krzywa polaryzacji wyznacza sie technika galwano- lub potencjostatyczna, wykorzystujac przylegla do badanej elektrody czesc rury jako elektrode pomocnicza, zas jako elektrode odnie¬ sienia elektrode zewnetrzna w postaci nasyconej elektrody kalomelowej, polaczona kluczem elektro¬ litycznym z gniazdem teflonowym. Typowe war¬ tosci rezystancji polaryzacyjnej, okreslone dla elek¬ trod ze stali ocynkowanej, pracujacych w instala¬ cjach rozprowadzajacych ciepla wode o tempera¬ turze 55° C, o obnizonej i niezmienionej korozyj- nosci wynosily po pólrocznym okresie ekspozycji okolo 8 Q m2 i 1 Q m2.Wartosci te swiadcza o osmiokrotnie mniejszej szybkosci korozji ocynkowanych rur stalowych w instalacji rozprowadzajacej ciepla wode o obni¬ zonej korozyjncsci. Przyblizone szybkosci korozji, okreslone na podstawie równania Sterna-Geary'ego i prawa Faradaya, przy zalozeniu wartosci para¬ metru B równej 26 mV, wynosza odpowiednio 0,09 g/m2 • d i 0,74 g/m2 • d.W drugim etapie okresla sie zagrozenie wynika¬ jace z korozji galwanicznej stalowych rur ocyn¬ kowanych w srodowisku cieplej wody. Oceny za¬ grozenia dokonuje sie na podstawie pomiaru kie¬ runku i wielkosci pradów galwanicznych, plyna- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 OP 605 11*654 6 cych w trójelektrodowym ogniwie, utworzonym z elektrod o czesciowo i calkowicie usunietej po¬ wloce cynkowej, zwartych w obwodzie zewnetrznym z pozostala czescia rurociagu.W przypadku ogniwa pracujacego w srodowisku wody o obnizonej korozyjnosci stwierdzono utrzy¬ mywanie sie anodowego charakteru elektrody ze stali ocynkowanej w stosunku do elektrod z cze¬ sciowo i calkowicie usunieta powloka cynkowa.Sumaryczna gestosc pradu anodowego byla nie¬ wielka i wynosila po pólrocznej ekspozycji okolo 60 mA/mf, co swiadczy o niewielkim przyspiesze¬ niu korozji stali ocynkowanej w wyniku oddzia¬ lywan galwanicznych z rdzeniem stalowym i war¬ stwami stopowymi Fe/Zn. W przypadku takiego samego ogniwa, pracujacego w wodzie o nieobni- zonej korozyjnosci, stwierdzono anodowy charakter elektrody ze stali ocynkowanej w stosunku do elek¬ trody stalowej, zas katodowy w stosunku do elek¬ trody o czesciowo usunietej powloce cynkowej. Su¬ maryczna gestosc pradu anodowego byla znacznie wyzsza pomimo kompensujacego dzialania warstw stopowych i wynosila okolo 21 mA/m*. Uzyskane dane swiadcza o przeszlo trzykrotnie silniejszych oddzialywaniach galwanicznych w podanych wa¬ runkach w porównaniu z danymi, uzyskanymi w wodzie o obnizonej korozyjnosci.Dokonana kompleksowa ocena zagrozenia koro¬ zyjnego wykazuje, ze w srodowisku wody o nie- obnizonej korozyjnosci szybkosc korozji stalowych rur ocynkowanych jest okolo osmiokrotnie wieksza, przy czym zaobserwowana duza szybkosc korozji zwiazana jest z anodowym roztwarzaniem powloki cynkowej w wyniku oddzialywan galwanicznych z podlozem stalowym.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób kompleksowej oceny zagrozenia koro¬ zyjnego metalu pokrytego jedno- lub wielowarstwo¬ wa powloka metalowa, zwlaszcza ocynkowanych rur stalowych w instalacjach wodnych, znamienny tym, ze z badanego wyrobu wycina sie co naj¬ mniej dwa fragmenty, które lacznie z pozostala czescia wyrobu tworza elektrody pomiarowe po uprzednim usunieciu z przynajmniej jednego frag¬ mentu jednej lub wiekszej ilosci warstw powloki metalowej oraz polaczeniu ich z pozostala czescia wyrobu w sposób zapewniajacy izolacje elektrycz¬ na i zasadniczo nie zmieniajacy warunków uzyt¬ kowania i korozji wyrobu, przy czym elektroda w stanie niezmienionym sluzy do oceny szybkosci korozji sposobami bazujacymi na pomiarach jej polaryzacji, zas pozostale elektrody o czesciowo i/lub calkowicie usunietej powloce metalowej slu¬ za do oceny zagrozenia wyrobu, wynikajacego z ko¬ rozji galwanicznej, poprzez pomiar generowanego w utworzonym ogniwie galwanicznym pradu, któ¬ rego kierunek i wielkosc okreslaja odpowiednio biegunowosc ogniwa oraz intensywnosc korozji gal¬ wanicznej. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze warstwy powloki metalowej usuwa sie za pomoca obróbki chemicznej lub elektrochemicznej. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pomiar pradu generowanego w dwu- lub wielo- elektrodowym ogniwie galwanicznym dokonuje sie przy pomocy amperomierza o zerowej rezystancji wewnetrznej. 10 15 20 25 30 PL