МЕТОДИКА РАСЧЕТА МОДУЛЯ ИМПЕДАНСА ДЛЯ КОРРОЗИОННОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СТАЛЕЙ
Аннотация
В работе предложен дополнительный критерий оценки состояния поверхности хромоникелевых сталей для режима периодического потенциостатического мониторинга нержавеющих сталей в условиях возникновения питтинговой коррозии. Электрохимические исследования выполнены на коррозионностойких аустенитной (12Х18Н10Т) и аустенитно-ферритной хромоникелевой (10Х17Н13М2Т) сталях в хлоридных растворах NaCl 0,1 и 0,5 моль/л с дополнительно введенным окислителем K2Cr2O7. Поляризационные кривые снимали в режиме анодной потенциостатической поляризации образцов в трехэлектродной ячейке с использованием рабочей станции марки «ZIVE SP2» и персонального компьютера. Проводили спектральный анализ хроноамперограмм с использованием метода быстрого преобразования Фурье - эффективного с точки зрения алгоритмической сложности при обработке большого массива исходных данных. Установлено, что угловой коэффициент графика модуля импеданса отражает изменение частоты колебаний силы тока, вызванные зарождением и пассивацией метастабильных питтингов, и позволяет выявить границы областей питтингообразования: пассивность; растворение металла вследствие развития метастабильных питтингов; зарождение и пассивация, происходящая на фоне развития стабильных питтингов. Разработан алгоритм расчета значений углового коэффициента модуля импеданса, основанный на применении статистического метода спектрального анализа. Установлено, что увеличение значения углового коэффициента модуля импеданса связано с уменьшением общего сопротивления пассивной пленки, т.е. процессом пробоя и развития метастабильных и устойчивых локальных поражений поверхности. Предложены граничные значения дополнительного критерия оценки состояния поверхности, на основе которых построена интервальная шкала для определения текущего состояния поверхности хромоникелевых сталей. Рассчитаны и соотнесены значения угловых коэффициентов с результатами металлографических исследований.
Литература
Yang L. Techniques for Corrosion Monitoring. Cambridge: WP. 2008. P. 203-209.
Zaki A. Principles of corrosion engineering and corrosion control. Canada: Elsevier B.V. 2006. P. 156-168.
Baboian R. Corrosion test and standards: application and interpretation, ASTM manual series. Baltimore. 2005. P. 211-220.
Kaidrikov R.A., Zhuravlev B.L., Iskhakova I.O., Vinogradova S.S., Nazmieva L.R. Electrochemical methods for the local corrosion of passivating alloys and multilayer systems investigation. Kazan: KNRTU. 2013. 145 p. (in Russian).
Aung N., PanichN. Monitoring pitting corrosion of carbon steel using the combined wbe-noise signatures method. Sci. Asia. 2006. V. 32. Р. 7-12. DOI: 10.2306/scienceasia1513-1874.2006.32.007.
Zamaletdinov I.I., Shein A.B., Kichigin V.I. Local corrosion of casting and powder steels. Perm: Perm. gos. nats. issl. un-t. 2015. 158 p. (in Russian).
Baroux B. Corrosion Mechanisms in Theory and Practice. CRC Press. 2012. Chap. 9. p. 422.
Soltis J. Passivity breakdown, pit initiation and propagation of pits in metallic materials– Review. Corros. Sci. 2014. V. 90. N 5. P. 5-22. DOI: 10.1016/j.corsci.2014.10.006.
Strehblow H. Mechanisms of pitting corrosion. Corrosion mechanism in theory and practice. New York: Marcel Dekker Inc. 2002. P. 243-285.
Xu J.L. Potentiostatic electrochemical noise analysis of 2101 lean duplex stainless steel in 1 mol/L NaCl. Mater. Sci. Technol. 2012. V. 28(5). Р. 474–480. DOI: 10.1016/S1005-0302(12)60085-1.
Darowicki K., Krakowiak S., Slepski P. The time dependence of pit creation impedance spectra. Electrochem. Commun. 2004. V. 6. P. 860-866. DOI: 10.1016/j.elecom.2004.06.010.
Frangini S., DeCristofaro N. Analysis of the galvanostatic polarization method for determining reliable pitting potentials on stainless steels in crevice-free conditions corrosion science. Corros. Sci. 2003. V. 45. N 12. P.2769-2786. DOI: 10.1016/S0010-938X(03)00102-1.
Mameng S.H. Limiting conditions for pitting corrosion of stainless steel EN 1.4404 (316L) in terms of temperature, potential and chloride concentration. Mater. Corros. 2013. V. 43. N 1. DOI: 10.1002/maco.201609061.
Mira Todorova J.N. Identification of bulk oxide defects in an electrochemical environment. Faraday discuss. 2015. V. 180. N 1. P. 97-112. DOI: 10.1039/C4FD00238E.
Rybalka K.V., Beketaeva L.A., Shaldaev V.S., Kasparova L.V., Davydov A.D. The pitting corrosion development process on steel 20Kh13. Elektrokhim. 2009. V. 45. N 11. P. 1315-1324 (in Russian).
Akhmetova A.N., Vinogradova S.S. The pitting corrosion monitoring on chromium-nickel steels. Thesis and reports of III International Scientific and Practical Conference “Theory and practice of modern electrochemical production”. St.Petersburg. 2016. P. 156-158.
Krakowiak S.K., Darоwicki K., Slepski P. Impedance investigation of passive 304 stainless steel in the pit pre-initiation state. Electrochim. Acta. 2005. V. 50. N 13. P. 2699-2704. DOI: 10.1016/j.electacta.2004.11.015.
Rozenfeld I.L., Rubinshtein F.I., Zhigalova K.A. Paint coatings for metals protection of corrosion. M.: Khimiya. 1987. 224 p. (in Russian).
Sneddon I. Fourier transform. M.: IL. 1955. 668 p. (in Russian).
Smulko J. Method of electrochemical noise analysis for investigation of corrosion processes. Fluct. Noise Lett. 2006. V. 6. Р. R1-R9. DOI: 10.1142/S0219477506003252.
Cottis R.A. Sources of electrochemical noise in corroding systems. Russ. J. Electrochem. 2006. V. 42. N 5. Р. 557-566. DOI: 10.1134/S1023193506050077.
Peuguet L., Malki B., Baroux B. Influence of cold working on the pitting corrosion resistance of stainless steels. Corros. Sci. 2007. V. 49. N 4. P. 1933 - 1943. DOI: 10.1016/j.corsci.2006.08.021.
