ГОСТ 9.912-89
(СТ СЭВ 6446-88)
Группа T99
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Единая система защиты от коррозии и старения
СТАЛИ И СПЛАВЫ КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ
Методы ускоренных испытаний на стойкость к питтинговой коррозии
Unified system of corrosion and ageing protection.
Corrosion-resistant steels and alloys. Method of accelerated
tests for resistance to pitting corrosion
ОКСТУ 0009
Дата введения 1991-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
Я.М.Колотыркин, д-р хим. наук (руководитель темы); Л.И.Фрейман, канд. хим. наук; И.И.Реформатская, канд. хим. наук; М.М.Кристаль, канд. техн. наук; Р.Л.Бару, канд. хим. наук; В.С.Новицкий, канд. техн. наук; Т.П.Маркова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 25.10.89 г. N 3196 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ 6446-88 "Защита от коррозии. Стали и сплавы коррозионностойкие. Методы ускоренных испытаний на стойкость против питтинговой коррозии" непосредственно в качестве государственного стандарта СССР c 01.01.91
3. Срок первой проверки - 1996 г.
Периодичность проверки - 5 лет
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, | Номер пункта |
ГОСТ 9.905-82 | 1.7 |
ГОСТ 4147-74 | 1.4.1 |
ГОСТ 4233-77 | 2.6.1 |
ГОСТ 6709-72 | 1.4.2; 2.6.3 |
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ
Настоящий стандарт распространяется на коррозионностойкие (нержавеющие) стали и коррозионностойкие на железо-никелевой основе кристаллические сплавы (далее - материалы) и устанавливает химический и электрохимический методы ускоренных испытаний материалов на стойкость к питтинговой коррозии (далее - питтингостойкость) в водных средах, в которых питтинговая коррозия вызывается воздействием на пассивный металл ионов хлора.
Методы допускается использовать для накопления экспериментальных данных с целью получения оценок питтингостойкости также коррозионностойких кристаллических сплавов на основе никеля и сплавов мелкокристаллических и аморфных (быстрозакаленных) на железной и железо-никелевой основе. При этом сохраняются ограничения по средам, установленным в настоящем стандарте.
1. ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД
1.1. Сущность метода
Метод заключается в выдерживании образцов в растворе трихлорида железа (FeCl
1.2. Общие положения
1.2.1. Метод используют для получения сравнительных оценок питтингостойкости:
1) материалов выпускаемых и вновь разрабатываемых марок;
2) материала различных плавок;
3) материала, изготовленного различными методами;
4) образцов из одного и того же материала, подвергнутых различным видам термической, механической, термомеханической обработки, сварки, обработки поверхности;
5) образцов, вырезаемых из различных участков изделия (конструкции), подвергшегося питтинговой коррозии, с целью выяснения ее причин.
1.3. Отбор и подготовка образцов
1.3.1. Для испытаний применяют плоские прямоугольные образцы размером 20х30 мм и толщиной от 0,8 до 5 мм с отверстием для подвешивания диаметром 3 мм. Центр отверстия расположен на расстоянии 5 мм от верхней короткой кромки образца и на равных расстояниях от его длинных сторон. От каждой плавки (партии) материала или вида его обработки отбирают и испытывают параллельно не менее пяти образцов.
При ограниченном количестве металла для испытаний допускается использовать образцы иных размеров и формы при условии, что площадь поверхности образца не менее 6 см
1.3.2. Поверхность образцов шлифуют корундовыми бумагами или шкурками с последовательно убывающей величиной зерна абразива до придания поверхности гладкого блестящего вида. Размер зерна абразива для заключительной шлифовки должен быть в пределах 0,8-1,0 мкм. Острые кромки торцов и отверстия перед шлифовкой сглаживают напильником или карборундовым бруском (SiC).
1.3.3. После шлифовки образцы промывают в струе водопроводной воды с одновременным протиранием фильтровальной бумагой или ватой, ополаскивают водопроводной водой, обезжиривают этиловым спиртом, ополаскивают дистиллированной водой и высушивают фильтровальной бумагой. Расход спирта составляет 0,5 см
1.3.4. Другие способы обработки поверхности используют, если их сопоставление является целью испытаний.
1.3.5. Перед испытанием образцы взвешивают с погрешностью не менее ±0,1 мг.
1.4. Реактивы и растворы
1.4.1. Железа трихлорид гексагидрат (FеСl
1.4.2. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
1.4.3. Железа трихлорида гексагидрата 10%-ный раствор (6%-ный - в пересчете на безводную соль FеСl
1.4.4. Железа трихлорида гексагидрата насыщенный раствор для корректировки раствора по п.1.4.3: 175-180 г соли по п.1.4.1 растворяют в 100 см
1.5. Проведение испытаний
1.5.1. Испытания проводят в стеклянных сосудах, термостатированных при температуре раствора (20±1) °С. Объем раствора - не менее 10 см
1.5.2. Образцы подвешивают на крючках (из стекла, фторопласта, полиэтилена) так, чтобы верхняя и нижняя кромки образца отстояли не менее чем на 20 мм соответственно от уровня раствора и дна испытательного сосуда. Расстояние между соседними образцами должно быть не менее 5 мм. В одном сосуде (или в одном отделении сосуда) испытывают образцы одного вида материала (обработки). Не допускается испытывать в одном сосуде различные материалы (виды обработки).
1.5.3. Продолжительность испытания 5 ч, за исключением случаев, указанных в п.1.5.4. После испытания образцы промывают в струе водопроводной воды, ополаскивают дистиллированной водой, тщательно высушивают фильтровальной бумагой или теплым воздухом и взвешивают на тех же весах, на которых проводили взвешивание до испытания.
1.5.4. Если суммарная потеря массы образцов каждого из двух или более сопоставляемых материалов (видов обработки) не превышает удвоенную погрешность взвешивания, например 0,2 мг при погрешности взвешивания ±0,1 мг, то продолжительность испытания увеличивают последовательно до 24, 48 и 72 ч, подбирая экспозицию, которая обеспечивает суммарную потерю массы соответствующих образцов больше указанной. При этом для одного из сопоставляемых видов образцов допускается потеря массы не выше указанной. Если суммарная потеря массы для каждого из двух или более видов сопоставляемых образцов не превышает указанную и при продолжительности испытания 72 ч, то их питтингостойкость в испытательном растворе оценивают как одинаковую.
1.6. Обработка результатов
1.6.1. Среднюю условную скорость питтинговой коррозии (
где
1.6.2. В качестве дополнительных показателей питтинговой коррозии при необходимости используют максимальную глубину питтинга, а также среднее число питтингов на единицу площади поверхности параллельных образцов, определяемое при увеличении 7-12
1.6.3. Если
1.6.4. При допущении нормального распределения скорости коррозии индивидуальных образцов в каждой серии параллельных образцов рекомендуется рассчитывать доверительные оценки истинных скоростей коррозии при одинаковой доверительной вероятности по приложению 1.
1.6.5. Сведения об оценке питтингостойкости при испытаниях образцов химическим и электрохимическим методами приведены в приложении 2.
1.7. Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать данные в соответствии с требованиями ГОСТ 9.905.
2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД
2.1. Обозначения
Изменение потенциала образца при образовании устойчивых питтингов
на первоначально пассивном материале в зависимости от температуры
Черт.1
Анодная поляризационная потенциодинамическая кривая прямого и обратного хода
Черт.2
ррозии.
2.2. Сущность метода
Метод заключается в измерении потенциала свободной коррозии и проведении гальваностатической и (или) потенциодинамической поляризации образцов в водных средах типа упрощенной морской и (или) загрязненной хлоридами оборотной воды с последующим определением базисов питтингостойкости.
2.3. Общие положения
2.3.1. Электрохимические показатели питтингостойкости по п.2.1 определяют при решении задач, указанных в п.1.2.1, а также при выборе условий электрохимической защиты материалов от питтинговой коррозии.
2.3.2. Метод допускается использовать для проведения испытаний и получения сравнительных оценок питтингостойкости в других модельных и реальных средах. При этом необходимо предварительное экспериментальное определение соответствующих величин
.
2.3.3. Электрохимический метод не применяют для получения оценок питтингостойкости в средах с электропроводностью ниже 4·10
1) находятся при
2) имеют на анодных поляризационных потенциодинамических кривых в пассивной области пики (максимумы) тока, связанные с избирательной коррозией компонентов материала, действием ингибиторов питтинговой коррозии, например, нитрат-ионов, анодным окислением компонентов среды (сульфат-ион не вызывает изменения вида анодной поляризационной кривой в пассивной области);
3) характеризуются потенциалами
2.3.4. Питтингостойкость тем выше, чем выше значение
2.3.5. Дополнительные показатели
1) не удается определить потенциал
2) необходимо дифференцировать по питтингостойкости образцы с практически совпадающими значениями
3) требуется возможно более полная характеристика питтингостойкости.
При этом величину
2.3.6. Показатель
2.3.7. При равенстве потенциалов свободной коррозии для оценок питтингостойкости допускается использовать непосредственно граничные потенциалы питтинговой коррозии
2.3.8. Оценка питтингостойкости непосредственно по потенциалам
2.3.9. Сведения об оценке питтингостойкости при испытаниях образцов химическим и электрохимическим методами приведены в приложении 2.
2.3.10. Соотношение
2.4. Отбор и подготовка образцов
2.4.1. Конструкция образца тесно связана с конструкцией подвески-токоподвода (далее - подвески) и должна обеспечивать отсутствие преимущественного возникновения питтингов на ватерлинии или торцах, если соответствующие участки поверхности не защищены изолирующим покрытием, или на границе металла с изоляцией.
2.4.2. При использовании подвески рекомендуется применять образцы по п.1.3.1 с диаметром отверстия для подвески 2-3 мм.
2.4.3. Подготовка поверхности образцов - по пп.1.3.2 и 1.3.3.
Время хранения подготовленного образца до помещения на подвеске в ячейку с испытательным раствором - не более 20 мин. При определении только потенциалов
2.4.4. Другие способы подготовки поверхности образцов применяют в следующих случаях:
1) при испытаниях определяют только величину
2) указанные способы не обеспечивают лучшую воспроизводимость значений потенциала
2.4.5. Для определения каждого электрохимического показателя питтингостойкости используют параллельно не менее пяти образцов.
2.5. Аппаратура
2.5.1. Открытая стеклянная трехэлектродная термостатированная ячейка с разделенными пространствами и объемом рабочей части раствора 100-300 см
2.5.2. Вспомогательный электрод с площадью рабочей поверхности не менее 2 см
2.5.3. Электрод сравнения - насыщенный каломельный или насыщенный хлорсеребряный.
Примечание. Раствор хлорсеребряного электрода насыщен хлоридом калия (КСl) и имеет потенциал
2.5.4. Капилляр Габер-Луггина, изготовленный из стеклянной трубки с внутренним диаметром не более 1,0 мм и внешним диаметром не более 3 мм.
2.5.5. Подвеска для образца, конструкция которой должна обеспечивать надежный электрический контакт образца с внешними электрическими цепями, отсутствие влияния материала подвески на электрохимическое поведение образца и отсутствие загрязнения раствора продуктами растворения подвески. Рекомендуемые конструкции подвески для образцов по п.2.4.2 приведены в приложении 3.
2.5.6. Электронный потенциостат с встроенным или внешним задатчиком линейной развертки потенциала, встроенным или внешним вольтметром, обеспечивающий регулируемую гальвано-статическую поляризацию образца.
Потенциостат должен автоматически обеспечивать поддерживание потенциала с точностью не менее ±5 мВ в интервале измерений потенциала не менее чем от минус 1,0 до плюс 1,0 В при токах поляризации до
1) значению, установленному для испытательного раствора 1 (п.2.5.4), если электропроводность среды (
2) значению, установленному для испытательного раствора 2 (п.2.6.5), если электропроводность среды не выше или не более чем в два раза меньше электропроводности раствора 2. Для образцов по п.2.4.2 в растворе 1
Характеристики работы потенциостата в гальваностатическом режиме должны быть не хуже указанных в п.2.5.9.
2.5.7. Задатчик потенциала должен обеспечивать автоматическое изменение потенциала (п.2.5.6) с постоянной скоростью
2.5.8. Вольтметр для измерения потенциалов должен иметь входное сопротивление не менее 10
2.5.9. При определении только показателя
2.5.10. Токоизмерительные приборы для измерения силы тока в цепи поляризации должны иметь класс не хуже 1,5, быть совместимыми с источником поляризующего тока, обеспечивать непрерывную поляризацию при изменении диапазонов измерения и обеспечивать при использовании образцов по п.2.4.2 возможность измерения силы тока в пределах:
от
от 0,1 мА до 5
2.6. Реактивы и растворы
2.6.1. Натрия хлорид по ГОСТ 4233, ч.
2.6.2. Натрия сульфат безводный, ч.
2.6.3. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
2.6.4. Испытательный раствор 1 (упрощенная модель морской воды), содержащий раствор хлорида натрия концентрацией 0,5 моль/дм
Удельная электропроводность раствора 1 при 20 °С равна приблизительно 4,3·10
2.6.5. Испытательный раствор 2 (модель загрязненной хлоридами оборотной воды), содержащей 0,30 г/дм
2.6.6. Удельные электропроводности не контролируют и используют только при выборе величины
2.7. Проведение испытаний
2.7.1. Перед испытаниями растворы 1 и 2 должны продуваться воздухом не менее 1 ч или находиться в контакте с воздухом при температуре 20 °С не менее 5 ч, а при заданной температуре в ячейке - не менее 0,5 ч.
2.7.2. Испытания в растворах 1 и 2 проводят без перемешивания, в условиях естественной аэрации при температурах соответственно 25 и 50 °С. Точность термостатирования во всех случаях не менее ±2 °С.
2.7.3. Электрод сравнения помещают в специальное отделение ячейки, которое соединяется с капилляром Габера-Луггина через электролитический ключ и может не термостатироваться. Допускается располагать электрод сравнения вне ячейки в нетермостатированном сосуде, соединяемом с капилляром Габера-Луггина через электролитический ключ (мост), заполненный рабочим раствором. Диффузионный (или термодиффузионный) потенциал ввиду сравнительного характера измерений не учитывают.
2.7.4. Капилляр Габера-Луггина должен быть расположен против центра образца на расстоянии от его поверхности не более 2 мм в растворе 1 и не более 1 мм в растворе 2.
2.7.5. Если потенциалы
2.7.6. После погружения образца в раствор регистрируют потенциал не менее 1 ч, принимая за
2.7.7. После определения потенциала
При отсутствии устойчивой активации или амплитуде колебаний, превышающей ±30 мВ, аналогичные измерения проводят на том же образце, повышая плотность тока до 0,6; 0,9; 1,2 и 1,5 А/м
.
2.7.8. После определения потенциала
По построенным в координатах
динатах
2.8. Обработка результатов
2.8.1. Результаты измерений потенциалов
В случаях, предусмотренных в пп.2.3.6-2.3.8, ограничиваются расчетом средних значений потенциалов
2.8.2. При нормальном распределении опытных величин в каждой серии параллельных образцов допускается расчет их доверительных оценок при одинаковой доверительной вероятности (см. приложение 1).
2.8.3. При испытании не менее 15 параллельных образцов и нормальном распределении опытных величин каждого из измеряемых парных параметров (например,
2.9. Протокол испытаний - по п.1.7.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ОЦЕНКИ ДОВЕРИТЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
При оценке питтингостойкости по
Для получения указанной оценки находят среднее арифметическое значение (
и среднее квадратическое отклонение (
где
Доверительная оценка величины
где
Например, пусть при измерениях потенциала
Таким образом, с доверительной вероятностью 90% истинное значение
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
ОЦЕНКА ПИТТИНГОСТОЙКОСТИ ПРИ ИСПЫТАНИИ ОБРАЗЦОВ
ХИМИЧЕСКИМ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ МЕТОДАМИ
1. При испытании образцов в водных хлорсодержащих средах химическим и электрохимическим методами наиболее достоверными признают согласующиеся оценки питтингостойкости, полученные данными методами.
2. Если один из методов приводит к получению одинаковых, а другой - различных оценок питтингостойкости сопоставляемых образцов, принимают соответствующие различные оценки питтингостойкости.
3. Если химический и электрохимический методы испытания дают противоречивые оценки питтингостойкости, ее оценивают на основе данных того метода, испытательный раствор которого ближе по составу к реальной коррозионной среде.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОДВЕСОК
а, б - подвески из проволоки соответственно с одинарным и двойным крючком; в - подвеска из пластинки.
1 - платиновая проволока диаметром 0,5-1,0 мм; 2 - платиновая пластинка толщиной
3 - стеклянная трубка; 4 - спай платины со стеклом; 5 - платиновый или медный проводник;
6 - эпоксидная смола;
Черт.3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Справочное
ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА ПИТТИНГОСТОЙКОСТИ
ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО МЕТОДА
1. При условиях, указанных в п.2.7.6 настоящего стандарта, могут быть найдены вероятностные показатели питтингостойкости, характеризующие ее точнее, чем показатели пп.2.8.1 и 2.8.2 настоящего стандарта.
При этом используют данные о потенциале свободной коррозии
2. Для проверки соответствия распределения
где
Графический способ проверки соответствия нормальному распределению потенциалов и (схематически)
Черт.4
3. При соответствии распределения величин
Примечание. При отсутствии нормальной вероятностной бумаги необходимую систему координат строят на обычной миллиметровой бумаге, на которой откладывают потенциал в нужном диапазоне (включающем интервал от
.
4. Вместо графического (п.3) способа проверки соответствия нормальному распределению величин
5. При установлении соответствия распределений
средние значения потенциалов
средние квадратические отклонения:
аргумент (верхний предел) интеграла вероятности:
При требуемом числе измерений величины
6. Величина
7. Для получения еще более конкретной оценки относительной питтингостойкости используют величину
где
найденное для вычисленного из формулы (14) значения
Значение
Зависимость величины от параметра
Черт.5
8. Показателем питтингостойкости является величина
При этом значимость показателя
Текст документа сверен по:
Защита от коррозии. Ч.5. Методы ускоренных испытаний:
Сб. ГОСТов. - М.: Издательство стандартов, 1993