Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5742:1993

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5742 - 1993

PRÔTECTƠ NHÔM

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG VÀ ĐIỆN THẾ

Aluminium protector

Capacity and potential testing procedures

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định dung lượng thực tế và điện thế làm việc của prôtectơ hợp kim nhôm dùng để chống ăn mòn cho các công trình kim loại trong môi trường nước biển.

1. Bản chất của phương pháp

Đây là phương pháp gia tốc để xác định dung lượng thực tế và điện thế làm việc của prôtectơ hợp kim nhôm bằng cách dùng dòng điện một chiều bên ngoài, trong đó mẫu thử đóng vai trò anốt.

2. Mẫu thử

2.1. Cách lấy mẫu:

2.1.1. Số lượng mẫu thử là 3% số sản phẩm, nhưng không được ít hơn 3 mẫu cho một lô hàng.

2.1.2. Mẫu thử phải được cắt ra từ prôtectơ sản phẩm tại một vị trí bất kỳ.

2.2. Mẫu thử được chế tạo có hình dạng và kích thước như chỉ ra trên hình 1.

2.3. Nhám bề mặt mẫu thử không lớn hơn 40 µm theo TCVN 2511-78.

2.4. Phần bề mặt không làm việc được phủ thật kín bằng một lớp êpôxy hoặc lớp sơn không dẫn điện bền trong nước mặn. Lớp phủ đó phải được làm khô trước khi thử nghiệm.

Hình 1

3. Thiết bị thử

3.1. Sơ đồ nguyên tắc của thiết bị thử được chỉ ra trên hình 2.

3.2. Thiết bị cung cấp điện một chiều tốt nhất là Ganvanostat. Nếu không có thì có thể thay bằng nguồn điện hóa học (pin, ắc-qui) phù hợp.

3.3. Thiết bị cung cấp điện một chiều phải đảm bảo cung cấp dòng điện một chiều đủ cường độ (theo 4.4), ổn định và liên tục trong suốt thời gian thử (theo 4.5).

3.4. Điện lượng kế đồng: có thể chế tạo từ các dụng cụ và hóa chất sẵn có trong phòng thí nghiệm theo mô tả dưới đây:

3.4.1. Điện lượng kế đồng gồm anốt và catốt đồng nhúng trong dung dịch điện phân chứa trong bình làm bằng vật liệu cách điện.

3.4.2. Anốt là hai tấm đồng nguyên chất đặt đối diện nhau.

3.4.3. Catốt làm bằng một dây đồng đặt giữa hai anốt. Catốt đồng phải có diện tích bề mặt làm việc bằng 6,53 cm².

3.4.4. Dung dịch điện phân của điện lượng kế đồng có thành phần như sau:

CuSO₄.5H₂O TK.            100g;

H₂SO₄ (d = 1,84) TK.      27 ml;

êtanôla 96%                  62 ml;

nước cất                       1000 ml;

3.5. Trong trường hợp thiết bị cung cấp điện một chiều là Ganvanostat thì không cần biến trở. Trong trường hợp thiết bị cung cấp điện một chiều là các nguồn điện hóa học thì biến trở dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.

3.6. Dung dịch thử là dung dịch 3,4% NaCI pha trong nước cất.

3.7. Bình chứa dung dịch thử phải được làm bằng vật liệu cách điện. Bình chứa phải có dung tích chứa được ít nhất 4 lít dung dịch cho một mẫu thử.

3.8. Ca-tốt là ống hình trụ làm bằng thép không gỉ, có kích thước: đường kính 120 mm, chiều cao 130 mm.

3.9. Dụng cụ đo dòng phải có cấp chính xác không lớn hơn 1,5 (theo TCVN 4476-87)

4. Tiến hành thử

4.1. Trước khi tiến hành thử bề mặt mẫu thử, ca-tốt thép, a-nốt và ca-tốt của điện lượng kế đồng phải được làm sạch cơ học, rửa sạch bằng nước cất, thấm khô và lau sạch bằng cồn hoặc axetôn.

4.2. Khối lượng mẫu thử và ca-tốt của điện lượng kế đồng trước và sau thử nghiệm phải được xác định bằng cồn phân tích có độ chính xác không thấp hơn ± 0,1 mg.

4.3. Mắc mạch thử nghiệm theo sơ đồ hình 2 sao cho việc nhúng mẫu thử vào dung dịch thử là thao tác cuối cùng và đồng thời là thao tác đóng điện trong mạch. Cần chú ý sao cho bề mặt làm việc của mẫu thử phải ngập hoàn toàn trong dung dịch thử ít nhất là dưới mức dung dịch 20 mm và cách đáy bình ít nhất là 100 mm. Mỗi lần có thể thử một hoặc nhiều mẫu cùng một lúc.

Hình 3

1. Thiết bị cung cấp dòng điện;

2. Biến trở;

3. Dụng cụ đo dòng điện;

4. Điện lượng kế đồng;

5. Bình chứa dung dịch;

6. Catốt thép;

7. Mẫu thử (anốt);

8. Điện cực so sánh;

9. Dụng cụ đo thế.

4.4. Điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch thử sao cho mật độ dòng điện trên phần bề mặt làm việc của mẫu thử là 0,65mA/cm². Thường xuyên kiểm tra để cường độ dòng điện trong mạch thử có giá trị quy định.

4.5. Thời gian thử nghiệm là 96 giờ liên tục.

4.6. Mỗi ngày một lần tiến hành đo điện thế làm việc của từng mẫu theo sơ đồ hình 3 bằng dụng cụ đo thế có tổng trở không thấp hơn 10⁶W, cấp chính xác không lớn hơn 1,0 (theo TCVN 4476 - 87). Khi đo điện thế đầu điện cực so sánh cần đặt cách bề mặt mẫu khoảng 2 ÷ 3 mm, và các mẫu thử vẫn nối với nhau theo sơ đồ hình 2.

4.7. Điện cực so sánh thường là điện cực calomen bão hòa. Tuy nhiên có thể dùng bất kỳ loại điện cực so sánh chuẩn nào khác.

4.8. Trong suốt thời gian thử nghiệm nhiệt độ dung dịch phải nằm trong khoảng 25 ± 2°C.

4.9. Khi quan sát thấy có lớp sản phẩm hòa tan prôtectơ che lấp bề mặt mẫu thử phải tiến hành khuấy dung dịch để làm tan lớp phủ đó.

4.10. Sau khi tháo, mẫu phải được rửa sạch bằng nước cất. Tiếp theo mẫu phải được tẩy sạch sản phẩm hòa tan trong dung dịch tẩy có thành phần 5% HNO₃ + 1% K₂Cr₂C₇, thời gian tẩy 15 phút. Sau cùng mẫu phải được rửa sạch bằng nước cất làm khô và lau lại bằng cồn hoặc axetôn trước khi cân.

4.11. Catốt của điện lượng kế đồng cũng phải được rửa sạch bằng nước cất, làm khô và lau lại bằng cồn hoặc axetôn trước khi cân.

5. Tính toán kết quả

5.1. Dung lượng thực tế của prôtectơ nhôm (Q) được tính theo công thức sau:

Trong đó:

Mc₁ - khối lượng catốt của điện lượng kế đồng trước khi thử nghiệm, g;

Mc₂ - khối lượng catốt của điện lượng kế đồng sau khi thử nghiệm, g;

Ma₁ - khối lượng mẫu trước khi thử nghiệm, g;

Ma₂ - khối lượng mẫu sau khi thử nghiệm, g;

843,34 - khối lượng điện hóa của đồng kim loại, Ah/kg.

5.2. Điện thế làm việc của prôtectơ nhôm (j) tính theo công thức:

Trong đó: j1, j2, j3, j4 là điện thế làm việc của prôtectơ nhôm lần lượt tại các thời điểm 1, 2, 3, 4 ngay sau khi bắt đầu thử nghiệm.

6. Biên bản thử

Biên bản thử phải quy định các số liệu sau:

- Cách lấy mẫu;

- Số lượng mẫu, ký hiệu mẫu;

- Nhiệt độ thử;

- Kiểu loại nguồn một chiều được sử dụng;

- Điện cực so sánh được sử dụng;

- Dung lượng điện hóa thực tế của từng mẫu;

- Điện thế làm việc của từng mẫu;

- Kết luận.