牺牲阳极电化学性能试验方法

牺牲阳极电化学性能试验方法

国家标准作 GB/T178481999 牺牲阳极电化学性能试验方法 Tesmethodsforelectroehemiealproperties ofsacrifieialanodes 1999-08-31发布 2000-06-01实施 国家质量技术木督局发布国家标准
GB/T17848-1999 言 前 本标准规定了测试锌合金、,铝合金,镁合金牺牲阳极电化学性能的常规试验法和加速试验法,其中 常规试验法是在GB/T4948一1985《铝-锌-圜系合金牺牲阳极》)附录C“牺牲阳极恒电流电化学性能测 试方法”,GB/T49501985《锌-铝-镐合金牺牲阳极》附录C“牺牲阳极电化学性能测试方法(恒电流 法)”长期使用、研究的基础上参考了日本腐蚀防护协会牺牲阳极试验法“牺牲阳极恒电流电化学性能测 试方法”制定的;加速试验法等效采用了挪威船级社(DNV)RPB401《阴极保护设计》中的牺牲阳极电化 学性能试验方法 与GB/T4948一1985中附录C和GB/T4950-1985中附录C相比,本标准增加了镁合金牺牲阳 极的电化学性能试验方法和铝、锌、镁合金牺牲阳极电化学性能加速试验方法,并补充了附录A和附录 B 本标准自实施之日起,同时代替GB/T4948一1985附录C和GB/T49501985附录C 本标准附录A和附录B都是提示的附录 本标准由船舶工业总公司提出 本标准由船舶工业总公司洛阳船舶材料研究所归口 本标准起草单位;船舶工业总公司洛阳船舶材料研究所 本标准主要起草人:陈旭立,吴建华,温秀卞,朱云龙
国家标准 牺牲阳极电化学性能试验方法 GB/T17848-1999 心 Iestmethodsforelectr0chemicalproperties ofsacrifieialanodes 范围 本标准规定了采用常规试验法和加速试验法测试牺牲阳极电化学性能的试验装置、试样制备、试验 条件,试脸程序相试验结果的表示方法 本标准适用于测试锌合金、铝合金、镁合金牺牲阳极在海水中的电化学性能,以及测试镁合金牺牲 阳极在模拟土壤中的电化学性能,对其他类型的牺牲阳极电化学性能的测试也可参照使用 试验方法分类 2.1常规试验法 在规定的试验周期内,对阳极试样通以恒定电流,每天测量阳极试样的工作电位.试验结束后,计算 阳极试样的实际电容量和电流效率,并观测阳极试样的溶解情况 准确测量牺牲阳极电化学性能时,使 用常规试验法 2.2加速试验法 在规定的试验周期内,按下列顺序改变阳极试样的电流密度,每天测量阳极试样的工作电位 试验 结束后,计算阳极试样的实际电容量和电流效率,并观测阳极试样的溶解情况 对牺牲阳极产品进行质 量控制、对比分析时,使用加速试验法 试验装置 牺牲阳极电化学性能试验装置主要由辅助阴极,试验容器、可调电阻直流电流表、电量计、电源、直 流电压表,参比电极组成 试验装置的电路图见图1 -辅助阴极;2一试验容器;3可调电阻;4一直流电流表;5一电量计 6一电源;7一直流电压表;8一参比电极;9一阳极试样 图1试验装置电路图 国家质量技术监督局1999-08-31批准 2000-06-01实施
GB/T178481999 3.1辅助阴极 辅助阴极采用普通碳素钢或不锈钢围成的圆筒,内外均为工作面.总面积约为840em 3.2试验容器 试验容器的尺寸应能使阳极试样和辅助阴极完全浸没在试验介质中 推荐采用5000mL的玻璃烧 杯 3.3可调电阻 可调电阻选用电阻值不小于11.11kQ为宜的十进制电阻箱 3.4直流电流表 直流电流表采用精确度高于0.5级的毫安表 3.5电源 采用直流电源,额定输出电流不小于60mA,输出电压不小于40V 如果采用误差为千分之一的恒 电流源,可不使用可调电阻,直流电流表电量计 3.6电量计 电量计可选用铜电量计或电子电量计 铜电量计的制备方法见附录A(提示的附录),电子电量计的 精确度应不低于全量程的0.5% 3.7直流电压表 采用输人阻抗大于10MQ,最小分度为1mV以上的数字电压表或高精度电位差计 3.8参比电极 采用饱和甘汞电极 阳极试样的制备 4.1阳极试样加工成圆棒状,可分别采用图2中a)、b)两种结构和规格的试样,每组试验需用三个试 样 b 图2阳极试样结构图 42阳极试样用燕僧水清洗,然后用丙酮或无水乙醇清除油污 4.3放人烘箱内在105C士2c下烘烤30min,取出后放人干燥器内 4.4阳极试样冷却至室温后进行第一次称重;然后重复烘烤、称重程序 两次称重结果相差应不大于
GB/T178481999 0.4mg 取两次称重的平均值为阳极试样重量 如果两次称重结果相差大于0.4mg,应进行第三次烘 烤和称重,并取两次最接近的称重结果的平均值为阳极试样重量 称重使用最小分度值为0.1mg的分 析天平 4.5如果试验采用铜电量计,则铜电量计的阴极铜片应按4.24.4规定的方法进行处理,阳极铜片应 进行清洗,烘干 4.6阳极试样两端非工作面和连接铜棒的浸水部分,应采用绝缘性强的材料进行密封,使阳极试样的 工作面积为14cm'" 阳极试样密封面和工作面之间应避免产生缝隙腐蚀 试验条件 5.1试验介质 5.1.1当用于海水环境中时,锌合金、铝合金、镁合金阳极试样的试验介质采用人造海水或洁净的天然 海水 51.2当用于土壤环境中时,镇合金阳极试样的试验介质采用Ma(o)饱和的人造海水,或用 Mg(OH)饱和的洁净天然海水 5.2介质温度 介质温度为1530C 53辅助阴极和阳极试样的配置 辅助阴极固定在离水面和底面各10mm以上的位置,阳极试样悬吊在阴极环的中心部位 试验程序 6.1将试验装置连接完成后备用 6.2铝阳极试样浸人介质中3h后测量阳极试样的开路电位,锌、镁阳极试样浸人介质中1h后测量 阳极试样的开路电位 6.3通电,调节可调电阻使阳极电流密度保持在表1的规定值 表1电流密度值 常规试验法 加速试验法 试验时间,h 电流密度,mA/cm 试验时间,h 电流密度,mA/em -24 1.5 2448 0.4 240 lmA/enm'恒定电流 4872 4.0 7296 1.5 6.4每天测量一次阳极试样的工作电位 测量时参比电极的盐桥顶端应尽可能靠近阳极试样表面 6.5常规试验法试验周期为240h,加速试验法试验周期为96h 6.6将阳极试样浸泡在二甲苯等化学溶剂中清除涂封物;将铜电量计的阴极铜片用蒸馏水清洗干净 6.7清除涂封物后,阳极试样表面的腐蚀产物应进行化学处理,处理方法见表2 表2阳极试样腐蚀产物的处理方法 阳极试样名称 腐蚀产物处理方法 铝合金阳极 浸人68%浓硝酸中510min,用水冲洗 锌合金阳极 没人饱和乙酸胺溶液中2~3h,用毛刷轻轻清除腐蚀产物,直至腐蚀产物完全清除后,用水冲洗 在080C的0CO溶液中浸池10mi或在室温下20CO溶液中浸泡3后,用水冲 镁合金阳极 洗
GB/T178481999 6.8将处理后的阳极试样和铜电量计的阴极铜片按4.3一4.5的要求烘烤、称重 试验结果的表示方法 图表 7.1.1列表表示出阳极试样的开路电位 7.1.2列表表示出试验期间阳极试样的工作电位或绘制阳极试样的工作电位-时间曲线 7.1.3记录阳极试样的表面溶解状态和腐蚀产物的形貌特征 7.2计算 7.2.1计算实际电容量 a当采用铜电量计测量阳极试样通过的电流量时,阳极试样的实际电容量按公式(1)计算 =k×(M，一M/(m一m.) Q 式中:Q 牺牲阳极试样实际电容量,Ah/kg; 系数;k=843.3,Ah/kg; k 试验前饷电量计阴极铜片重量，g M M -试验后铜电量计阴极铜片重量，g 试验前阳极试样重量， n g; -试验后阳极试样重量， mng tg b当采用电子电量计测量阳极试样通过的电流量时,阳极试样的实际电容量按公式(2)计算 Q=1000×C(nn (2 l" 式中;Q 牺牲阳极试样实际电容量,Ah/kg; 试验周期内阳极试样通过的电量,Ah:; 试验前阳极试样重量,g; mn 试验后阳极试样重量,g m 7.2.2计算电流效率 a根据合金的主要成分按公式(3)计算牺牲阳极的理论电容量: Q =AX十BY十CZ十 3 式中 -牺牲阳极的理论电容量,Ah/kg; Q 合金成分的百分比,%; A、B、C x、Y、Z 合金成分的理论电容量,Ah/kg b按公式(4)计算牺牲阳极试样的电流效率: (%)=(Q/Q.)×10o 式中; 牺牲阳极的电流效率,% 注意事项 8.1防止化学试剂灼伤人体 在配制铜电量计和清洗阳极试样时,操作人员对眼睛、皮肤等人体暴露在外面的部位应采取保护性 措施 8.2防止有害气体危害人体健康 用二甲苯浸泡涂封物和对阳极腐蚀产物进行化学清洗应在通风橱中进行 8.3防止化学废液污染环境 处理阳极试样使用后的化学废液,应按照国家环境保护法规中的有关规定进行处理
GB/T178481999 附 A 录 (提示的附录) 铜电量计的制备方法 A1电极的材质、形状和阴极电流密度 铜电量计的电极材料选用纯度不低于99.95%的电解铜 电极的形状采用板状 阴极电流密度取 220mA/em2 A2电极的布置与容器 在两个阳极中间设置一个阴极,阴、阳极之间的距离为1.01.5cm 容器用玻璃或塑料制成,其容 量在100ml以上并且应加盖密封 A3电解液的组成 配制1L 电解液的组成见表A1,各成分均采用分析纯级的化学试剂 表AI电解液的化学成分 成 用 量 浓 度,mol/儿 CusO5H.O 125g 0.50 HSO(p=l.84g/ml 27ml 0.51 cHoH(I00% 63ml 1.25 A4试验前后阴极铜片的处理 试验前,阴极表面经砂纸磨光,用乙醇或丙酮洗净,烘干、称重 阳极铜片也应进行清洗、烘干 试验完成后,从电解液中取出阴极，经蒸馏水,乙醇或丙酮洗净,烘干、称重 附录 B 提示的附录 人造海水的配制方法 配制溶液No.1 B1 表B1中各成分用分析纯级试剂,按指定量溶解到纯水或蒸馏水中,总量用蒸馏水稀释到7.0L,然 后倒人褐色瓶中密封贮存 表B1溶液No.1的化学成分 成 重量，g MgCl6H,O 3889.0 CaCl 405.6 14.8 SrCl 6H.O
GB/T178481999 B2配制溶液No.2 表2中各成分用分析纯级试剂,按指定量溶解到纯水或燕馏水中,总量用蒸馏水稀释到7.0L,然 后倒人褐色瓶中密封贮存 表B2溶液No.2的化学成分 成 分 重量,g KCI 486.2 NaHHCO 140.7 KBr 70.4 Ho. 19.0 NaF 2.1 B3人造海水的配制 配制10.0L人造海水的方达如下;首先将245.34g的NaCI和40.94g的Na.SO溶解到8.0~ 9.0L燕馏水中,然后慢慢加人200mL溶液No.1和100ml溶液No.2,并充分搅拌,总量用蒸憎水稀 释到10.oL 最后,用0.1nmol/L.的NaOH溶液将人造海水的pH值调整至8.2 B4人造海水的化学成分 人造海水的化学成分见表B3 表B3人造海水的化学成分 成分 NaCl MgClg NaSO CaC KCI 浓度g/L 24.53 5.20 4.09 1.16 0.695 NaHcO KB HO 成分" SrCl NaF 0.2o1 0.1o1 0.027 0.025 0.003 浓度， g/L GB:/T17848一1999《牺牲阳极电化学性能试验方法》第1号修改单 本修改单经国家质量技术监督局于2000年6月9日以质技监标函[2000]080号文批准,自2000 年 8月1日起实施， 第4页公式(2)更改为: Q=1000xc/(m一n,