JPS6239703B2 - - Google Patents
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- JPS6239703B2 JPS6239703B2 JP14435379A JP14435379A JPS6239703B2 JP S6239703 B2 JPS6239703 B2 JP S6239703B2 JP 14435379 A JP14435379 A JP 14435379A JP 14435379 A JP14435379 A JP 14435379A JP S6239703 B2 JPS6239703 B2 JP S6239703B2
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- Japan
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- metal piece
- sample metal
- counter electrode
- voltage
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は試料金属片を作用電極とし、その分極
特性を測定することにより所定条件での試料金属
片の腐食速度を判定する方法の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a method for determining the corrosion rate of a metal sample under predetermined conditions by using the metal sample as a working electrode and measuring its polarization characteristics.
金属の腐食速度を測定乃至判定する方法として
試料金属片の分極抵抗Rpから求める電気化学的
方法が知られている。この方法は金属の腐食現象
が金属表面から金属イオンを溶出する一種の電極
反応であり、この電極反応速度がそのとき流れる
電流の大きさに依存することに着目したものであ
る。即ち金属試料片を腐食系例えば腐食性溶液中
に侵漬した場合、その金属試料片は一定の腐食電
位を示すが、対極を介して微少の一定のアノード
電流もしくはカソード電流Iを前記試料金属片に
与えると電位変化を起す。しかしてこの電位変化
量をηとすれば試料金属片の分極抵抗Rpは
Rp=η/I
で与えられるが理論的には、分極抵抗Rpは次式
の如く腐食電流Icorrと反比例の関係にあると考
えられている。 As a method for measuring or determining the corrosion rate of metal, an electrochemical method is known in which the corrosion rate is determined from the polarization resistance Rp of a sample metal piece. This method focuses on the fact that metal corrosion is a type of electrode reaction that elutes metal ions from the metal surface, and the rate of this electrode reaction depends on the magnitude of the current flowing at that time. That is, when a metal sample piece is immersed in a corrosive system, for example, a corrosive solution, the metal sample piece exhibits a certain corrosion potential, but a small constant anode current or cathode current I is applied to the sample metal piece through the counter electrode. When applied to , a potential change occurs. However, if the amount of potential change in this lever is η, then the polarization resistance Rp of the sample metal piece is given by Rp=η/I.Theoretically, the polarization resistance Rp is inversely proportional to the corrosion current Icorr as shown in the following equation. It is believed that.
Rp Icorr=K
(Kは定数で腐食反応について固有な値である)
しかし実際には腐食電流Icorrの変化に較べ反応
の種類に依存するKの差異は小さく、また腐食速
度Vは次式
V=(M/ZF)Icorr
(Mは試料金属の原子量、Zは溶出金属イオンの
原子価数、Fはフアラデー定数)
で示されるので腐食電流Icorrが解れば腐食速度
Vを算出しうることになる。 Rp Icorr=K (K is a constant and a unique value for corrosion reactions)
However, in reality, the difference in K depending on the type of reaction is small compared to the change in the corrosion current Icorr, and the corrosion rate V is calculated using the following formula: V=(M/ZF)Icorr (M is the atomic weight of the sample metal, Z is the eluted metal The valence number of the ion, F is Faraday's constant), so if the corrosion current Icorr is known, the corrosion rate V can be calculated.
しかしながら上記一定電流を与えた場合の電位
変化からRpを求め、これから試料金属片の腐食
速度を求める方法においては次のような不都合な
問題がある。先ず第一に試料金属片の電位変化量
ηが一定値に達するのに比較的長い時間を要する
ことである。ここで長時間を要することは試料金
属片の表面状態の変化乃至表面へ腐食生成物の堆
積を促がし電位変化量η測定の不正確さを招き易
いということになる。第二には試料金属片と参照
電極との間の溶液抵抗により生ずるオーミツク降
下の影響で試料金属片の電位を正確に測定し難い
ことである。このオーミツク降下は電位変化量η
の変化を追跡する上で大きな障害となり、またオ
ーミツク降下の影響を補償するには煩雑な操作を
要するという不都合さがある。 However, the method of determining Rp from the potential change when a constant current is applied and determining the corrosion rate of the sample metal piece from this method has the following disadvantages. First of all, it takes a relatively long time for the potential change η of the sample metal piece to reach a constant value. If a long time is required here, the change in the surface condition of the sample metal piece or the deposition of corrosion products on the surface is promoted, which tends to lead to inaccuracy in the measurement of the amount of potential change η. Second, it is difficult to accurately measure the potential of the sample metal piece due to the influence of ohmic drop caused by solution resistance between the sample metal piece and the reference electrode. This Ohmic drop is the amount of potential change η
This poses a major obstacle in tracking changes in the temperature, and also requires complicated operations to compensate for the effects of Ohmic drop.
以上のような欠点に対処する方法として先に本
出願人は腐食系に浸漬された試料金属片に一定量
の電荷を対極を介して瞬間的に与え、前記電荷付
与による試料金属片の電位変化を前記試料金属片
に近接して設けた参照電極を介して電極値(η)
−時間(t)の関係を開回路状態で測定し、この
分極値(η)−時間(t)の関係を解析して試料
金属片の腐食速度を求める金属の腐食速度判定法
を特願昭51−56076(特開昭52−139491)等とし
て出願した。この方法は試料金属片に与える電荷
を規制するという意味からクーロスタツト法と呼
ばれており、(i) 高抵抗液中の場合でもオーミツ
ク降下に関する補償ないしは補正を必要としな
い。(ii) 測定時間が短かい。(iii) 測定系を乱すこ
となく自然に近い状態での測定が可能である。な
ど種々の利点を有する。 As a method to deal with the above-mentioned drawbacks, the present applicant has previously proposed that a fixed amount of electric charge is instantaneously applied to a sample metal piece immersed in a corrosive system via a counter electrode, and the potential change of the sample metal piece due to the charge application is The electrode value (η) is measured through a reference electrode provided close to the sample metal piece.
A patent application was made for a metal corrosion rate determination method in which the relationship between time (t) is measured in an open circuit state and the relationship between polarization value (η) and time (t) is analyzed to determine the corrosion rate of a sample metal piece. No. 51-56076 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-139491), etc. This method is called the coulostat method because it regulates the charge applied to the sample metal piece, and (i) it does not require compensation or correction for ohmic drop even in a high resistance liquid. (ii) Measurement time is short. (iii) Measurement can be performed under conditions close to natural without disturbing the measurement system. It has various advantages such as
ところで、クーロスタツト法による測定の方法
のうち主要なものとして試料金属片に与えるべき
電荷をあらかじめコンデンサに蓄わえておき、続
いて前記コンデンサーに蓄わえられていた所定量
の電荷を前記試料金属片に対極を介して付与し、
その後の試料金属片の電位変化を分極値(η)−
時間(t)関係として得、前記分極値(η)−時
間(t)関係を解析して腐食反応の分極抵抗
Rp、ターフエル勾配βa、βc、腐食電流密度
Icorr、微分容量Cdなどを求める電荷供給源とし
てコンデンサを利用した方法がある。前記クーロ
スタツト法により分極抵抗Rpおよびターフエル
勾配βa、βc、腐食電流密度Icorr、微分容量Cd
などを求め得る原理は以下に示すとおりである。 By the way, the main method of measurement using the coulostat method is to store the electric charge to be given to the sample metal piece in advance in a capacitor, and then transfer a predetermined amount of electric charge stored in the capacitor to the sample metal piece. granted through the opposite pole,
The subsequent potential change of the sample metal piece is the polarization value (η) −
The polarization resistance of corrosion reaction is obtained by analyzing the polarization value (η)-time (t) relationship.
Rp, Terfel gradient β a , β c , corrosion current density
There is a method that uses a capacitor as a charge supply source to determine Icorr, differential capacitance Cd, etc. Polarization resistance Rp, terfer gradient β a , β c , corrosion current density Icorr, differential capacitance Cd are determined by the above Courostat method.
The principle by which such calculations can be obtained is as shown below.
すなわち、腐食反応を表わすものとしてしばし
ば用いられている次式を考えることにすると、
I/Icorr=exp(2.3/βaη)−exp(−2.3/
βcη)……(1)
分極値ηがη≦10mVのように小さいときには(1)
式は
I=2.3(βa・βc/βa+βc)η・Icorr ……(2)
の如く表わされRp=βaβc/{2.3(βa+βc)
Icorr}の関係を用いれば、(2)式は
I=η/Rp ………(3)
の如く表わされる。ここに、Iは試料金属片に流
れるフアラデー電流密度である。(3)式を用いれば
η≦10mVのときは所定量の電荷を付与した後の
試料金属片の分極値ηは次式の如く
η=η0exp(−t/Cd Rp) ………(4)
時間tの関数として導びかれる。ここに、η0は
電荷を付与した直後の分極値であり、得られたη
−t曲線を((4)式を考慮しつつ)t=0に外挿す
ることにより求めることができる。η0が求まれ
ば付与した電荷密度△qは次式の如く表わされる
ことが判つている。 That is, considering the following equation, which is often used to express corrosion reactions, I/Icorr=exp(2.3/β a η)−exp(−2.3/
β c η)……(1) When the polarization value η is small such as η≦10mV, (1)
The formula is expressed as I = 2.3 (β a · β c / β a + β c ) η · Icorr ... (2) Rp = β a β c / {2.3 ( β a + β c )
Icorr}, equation (2) can be expressed as I=η/Rp (3). Here, I is the Faraday current density flowing through the sample metal piece. Using formula (3), when η≦10mV, the polarization value η of the sample metal piece after applying a predetermined amount of charge is as follows: η=η 0 exp (-t/Cd Rp) ......( 4) Derived as a function of time t. Here, η 0 is the polarization value immediately after applying charge, and the obtained η
It can be obtained by extrapolating the -t curve to t=0 (while considering equation (4)). It is known that once η 0 is determined, the applied charge density Δq can be expressed as shown in the following equation.
△q=η0Cd ………(5)
(5)式の関係より微分容量Cdを求め得る。Cdが
求まれば得られたη−t曲線を(4)式に従つて解析
することにより求められる分極値ηの減衰の時定
数Cd Rpから分極抵抗Rpを求めうる。 △q=η 0 Cd ......(5) The differential capacitance Cd can be found from the relationship in equation (5). Once Cd is determined, the polarization resistance Rp can be determined from the time constant Cd Rp of the decay of the polarization value η, which is determined by analyzing the obtained η-t curve according to equation (4).
以上はRpが求まる原理であつたがβa、βcが
求まる原理は次の通りである。すなわち、試料金
属片にη>50mVまたはη<−50mVになるよう
な絶対値として大きな所定量の電荷を与えた場合
について考える。とくにη>50mVのときには(1)
式は次の(6)式のように第2項が省略された簡単な
形に表わされる。 The above is the principle for finding Rp, but the principle for finding β a and β c is as follows. In other words, consider a case where a large predetermined amount of electric charge is applied to the sample metal piece as an absolute value such that η>50 mV or η<−50 mV. Especially when η>50mV (1)
The equation can be expressed in a simple form with the second term omitted, as shown in equation (6) below.
I=Icorr exp(2.3/βaη) ………(6)
したがつて、所定量の比較的大きい正の電荷を
付与した直後より、ある程度の時間tが経過して
ηiになつたときの時間t=0とすれば、ある時
間t(>0)におけるηとtとの関係は理論的に
exp(−2.3/βaη)=Icorr/Cd・t×2.3/βa+exp(−2.3/βaηi)………(7)
の形に導かれる。ここに、微分容量Cdは微少電
位範囲内においては一定と考えてよい。 I = Icorr exp (2.3/β a η) ......(6) Therefore, immediately after a predetermined amount of relatively large positive charge is applied, after a certain amount of time t has passed, η i is reached. If time t = 0 when /β a +exp(−2.3/β a η i )……(7). Here, the differential capacitance Cd can be considered to be constant within a minute potential range.
この(7)式をみれば、測定したη−t曲線より、
異なる3個の時間t1、t2、t3に対してそれぞれ分
極値η1、η2、η3を読みとることにより、3
個の方程式
exp(−2.3/βaη1)=Icorr/Cd×2.3/βat1+exp(−2.3/βaηi)………(8)
exp(−2.3/βaη2)=Icorr/Cd×2.3/βat2+exp(−2.3/βaηi)………(9)
exp(−2.3/βaη3)=Icorr/Cd×2.3/βat3+exp(−2.3/βaηi)………(10
)
が得られることが判る。 Looking at this equation (7), from the measured η-t curve,
By reading the polarization values η 1 , η 2 , η 3 at three different times t 1 , t 2 , t 3 respectively, 3
equation exp(-2.3/β a η 1 )=Icorr/Cd×2.3/β a t 1 +exp(-2.3/β a η i )……(8) exp(-2 .3/β a η 2 )=Icorr/Cd×2.3/β a t 2 +exp(−2.3/β a η i )……(9) exp(−2.3/β a η 3 )=Icorr/Cd×2.3/β a t 3 +exp(−2.3/β a η i )……(10
) can be obtained.
(8)式から(9)式を辺々引くと
exp(−2.3/βaη1)−exp(−2.3/βaη2)=Icorr/Cd×2.3/βa(t1−t2)………
(11)
(9)式から(10)式を辺々引くと
exp(−2.3/βaη2)−exp(−2.3/βaη3)=Icorr/Cd×2.3/βa(t2−t3)………
(12)
(11)式を(12)式で辺々わつて
(12)式を(13)式で辺々割つて
(14)式より、異なる3個の時間t1、t2、t3に
対応した分極値η1、η2、η3が判ればβaが
求まることがわかる。 Subtracting equation (9) from equation (8), we get exp(-2.3/β a η 1 )−exp(-2.3/β a η 2 )=Icorr/Cd×2.3/β a (t 1 − t 2 )……
(11) Subtracting equation (10) from equation (9), exp(-2.3/β a η 2 )−exp(-2.3/β a η 3 )=Icorr/Cd×2.3 /β a (t 2 − t 3 )……
(12) Interpreting equation (11) with equation (12) Dividing equation (12) by equation (13) From equation (14), it can be seen that β a can be found if the polarization values η 1 , η 2 , η 3 corresponding to three different times t 1 , t 2 , t 3 are known.
ところで、いま、η1>η2>η3(>50m
V)で、η1=η2+△η、η3=η2−△ηに
なるようなη1、η2、η3を考え、これらの分
極値に対応する時間t1、t2、t3をそれぞれ得られ
たη−t曲線よりサンプリングしたとする。(た
だし、△η>0である)すなわち、η1−η2=
η2−η3になるようにη1、η2、η3を定
め、これに対する時間をそれぞれサンプリングす
るわけである。 By the way, now η 1 > η 2 > η 3 (>50m
V), consider η 1 , η 2 , η 3 such that η 1 = η 2 +△η, η 3 = η 2 −△η , and calculate the times t 1 , t 2 , corresponding to these polarization values. Suppose that t 3 is sampled from each obtained η-t curve. (However, △η>0) That is, η 1 - η 2 =
η 1 , η 2 , and η 3 are determined to be η 2 −η 3 , and the times corresponding to these values are sampled.
このようなη1、η2、η3を用いると(14)
式の左辺は
の形に簡単化される。 Using such η 1 , η 2 , η 3 (14)
The left side of the equation is It is simplified to the form
したがつて、
(15)式から、βaは測定したη−t曲線(η
>50mV)より、ある時間t2におけるη2をまず
求め、さらにη2から△ηだけ大きいη1=η2
+△η、△ηだけ小さいη3=η2−△ηに対応
する時間、それぞれt1、t3を読みとれば、それら
のt1、t2、t3、△ηを用いることにより簡単に計
算しうることが判る。以上はβaの解析法であつ
たが、η<−50mVになるように電荷を付与した
後のη−t曲線よりη1<η2<η3<−50mV
をみたし、η1=η2−△η、η3=η2+△
η、η3=η2+△η △η>0をみたすη1、
η2、η3に対応するt1、t2、t3をそれぞれ読み
とれば、βaの場合と同様βcはつぎの関係を用い
ることにより求まることが理論的に
判つている。ところで、上記コンデンサを予め電
荷を蓄わえる手段として用いた方法は各種試料片
の腐食速度を追跡すために有効な方法であり、
種々の良好な実測データも得られている。 Therefore, From equation (15), β a is the measured η-t curve (η
>50mV), first find η 2 at a certain time t 2 , and then calculate η 1 = η 2 which is larger than η 2 by △η.
If we read the times t 1 and t 3 corresponding to η 3 = η 2 −△η, which are smaller by + △η and △η, we can easily use these t 1 , t 2 , t 3 , and △η. It turns out that it can be calculated. The above was an analysis method for β a , but from the η-t curve after applying a charge so that η < -50 mV, η 1 < η 2 < η 3 < -50 mV
, η 1 = η 2 −△η, η 3 = η 2 +△
η, η 3 = η 2 +△η η 1 that satisfies △η>0,
If we read t 1 , t 2 , and t 3 corresponding to η 2 and η 3 , we can theoretically find β c by using the following relationship, as in the case of β a . I understand. By the way, the method using the above-mentioned capacitor as a means to store charge in advance is an effective method for tracking the corrosion rate of various sample pieces.
Various good measured data have also been obtained.
(参考文献:Ken−ichi Kanno、Masayuki
Suzuki and Yuichi Sato、Boshoku Gijutsu、
26、697(1977).)
しかしながらさらに検討を進めるうちに、実際
の測定系でもしばしば遭遇するが、試料金属片の
表面積Sが比較的小さく、したがつて全表面積で
の微分容量Cd×Sも比較的小さく、前記Cd×S
が前記コンデンサの容量C1に対して十分に大き
くないとき、例えばCd×S/C1<100のような場
合で、かつ、前記試料金属片の自然電位すなわち
腐食電位Ecorrと対極の自然電位Ecount.との差
が大きく、たとえば数100mVに達するような場
合には、測定セル側から前記コンデンサ側への電
荷の移動にともなう、前記試料金属片の電位の予
定外の変動が前記電荷移動の際のオーミツク降下
とともに観測されることが判つた。とくに、前記
コンデンサに予め蓄わえておく電荷が0のときに
は上記試料金属片と対極との間の電位差にもとづ
く前記コンデンサC1の充電にともなう、前記オ
ーミツク降下を含んだ試料金属片の電位変動Vd
(t)のみが、出力信号として本来測定されるべ
き、分極値η(t)の変化の代わりに観測される
こととなる。したがつて、前記コンデンサに予め
所定量の電荷をたくわえておいた場合には、本来
測定されるべき分極値η(t)に前記電位変動
Vd(t)が加算されることになる。η(t)に
Vd(t)が加算されることは測定結果に誤差が
含まれることになり、好ましくない。(References: Ken-ichi Kanno, Masayuki
Suzuki and Yuichi Sato, Boshoku Gijutsu,
26 , 697 (1977). ) However, as we proceeded with further investigation, we found that, as is often encountered in actual measurement systems, the surface area S of the sample metal piece is relatively small, and therefore the differential capacitance Cd×S over the total surface area is also relatively small. S
is not sufficiently large with respect to the capacitance C 1 of the capacitor, for example, when Cd×S/C 1 <100, and the natural potential Ecount opposite to the natural potential of the sample metal piece, that is, the corrosion potential Ecorr If the difference between . It was found that this phenomenon is observed along with the Ohmick descent. In particular, when the charge stored in the capacitor in advance is 0, the potential fluctuation Vd of the sample metal piece including the ohmic drop due to the charging of the capacitor C1 based on the potential difference between the sample metal piece and the counter electrode.
Only (t) will be observed instead of the change in polarization value η(t), which should originally be measured as an output signal. Therefore, if a predetermined amount of charge is stored in the capacitor in advance, the potential fluctuation will affect the polarization value η(t) that should originally be measured.
Vd(t) will be added. to η(t)
Adding Vd(t) is undesirable because the measurement result will include an error.
本発明は上記の欠点に対処するために提案され
たものであり、前記試料金属片の全長面積での微
分容量Cd×Sが前記コンデンサの容量C1に対し
て十分に大きくなく、かつ、前記試料金属片と前
記対極との自然電位差が大きい場合でも測定誤差
の少ないクロースタツト法による腐食速度の判定
方法を提供する事を目的とするものである。 The present invention has been proposed in order to deal with the above-mentioned drawbacks, and the differential capacitance Cd×S in the entire length area of the sample metal piece is not sufficiently large with respect to the capacitance C 1 of the capacitor, and It is an object of the present invention to provide a method for determining the corrosion rate using the Crowstad method, which causes little measurement error even when the natural potential difference between the sample metal piece and the counter electrode is large.
以下、本発明を詳細に説明すると、本発明は、
腐食系に浸漬された試料金属片にあらかじめコン
デンサに蓄わえられた所定量の電荷を対極を介し
て瞬間的に与え、前記電荷付与による試料金属の
電位変化を前記試料金属片に近接して設けた参照
電極を介して分極値(η)−時間(t)の関係と
して開回路状態で測定し、この分極値(η)−時
間(t)の関係を解析して試料金属片の腐食速度
を求める腐食速度の判定方法において、前記電荷
付与の際、前記試料金属片と前記対極との間に生
じる起電力と同一値で逆極性の電圧を前記試料金
属片と対極との間に印加する事により、前記コン
デンサに予め蓄わえられていた所定量の電荷の消
費のみによる分極値(過電圧)η(t)の時間変
化を正しく測定できるようにしたクーロスタツト
法応用の腐食速度の判定方法である。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail.
A predetermined amount of electric charge stored in a capacitor in advance is applied instantaneously to a sample metal piece immersed in a corrosive system via a counter electrode, and the potential change of the sample metal due to the charge application is applied close to the sample metal piece. The relationship between polarization value (η) and time (t) is measured in an open circuit state through a reference electrode provided, and the corrosion rate of the sample metal piece is determined by analyzing the relationship between polarization value (η) and time (t). In the corrosion rate determination method, when applying the electric charge, a voltage of the same value and opposite polarity as the electromotive force generated between the sample metal piece and the counter electrode is applied between the sample metal piece and the counter electrode. This is a corrosion rate determination method based on the coulostat method, which makes it possible to accurately measure the time change in the polarization value (overvoltage) η(t) due only to the consumption of a predetermined amount of charge stored in the capacitor. be.
次に本発明の実施例について示す。第1図は本
発明方法を用いた腐食速度の判定装置例を示した
ものである。図中1は試料金属片、2は対極、3
は参照電極であり、4は腐食速度測定用セルであ
る。5−1,5−2,5−3,5−4はそれぞれ
あらかじめ電荷を蓄わえておくためのコンデンサ
であり、それぞれ異なつた容量のものである。前
記コンデンサのうち適切な容量のものを選べるよ
うにロータリースイツチ6が設けてある。7は電
池、8は可変抵抗であり、これら電池と可変抵抗
は前記コンデンサ5−1〜5−4に電荷を供給す
るためのポテンシオメータを形成している。9は
極性切換えのためのスイツチである。10はリレ
ーであり、あらかじめ前記コンデンサ5−1〜5
−4に蓄わえられていた電荷を前記セル4中の試
料金属片1と対極2との間に付与するためのもの
である。電池11とスイツチ12は前記リレー1
0を駆動させるためのものである。13は電荷付
与した後の分極値(η)の変化を記録する記録機
構である。14は前記記録した分極値の変化を解
析して目的とする腐食反応の分極抵抗Rp、ター
フエル勾配βa、βc、腐食電流密度Icorr、微分
容量などの腐食速度因子を算出するための解析機
構である。なお、前記記録機構13からは得られ
たη−t曲線のモニタ用としてのシンクロスコー
プ15が接続できるように設計してある。ところ
で点線で囲んだ部分16は電荷付与の際試料金属
片1と対極2との間に生じる起電力と同一値で逆
極性の電圧を前記試料金属片と前記対極との間に
印加するための加電圧機構である。17は前記逆
極性の定電圧を発生させるための演算増幅器であ
り、18は抵抗である。この抵抗18は試料金属
片1と対極2とコンデンサ5で構成される閉回路
に直列に挿入されており、この抵抗18に前記逆
極性の電圧がかかるように設計してある。電池1
9、可変抵抗20はポテンシオメータを構成して
おり、前記抵抗18にかかる前記逆極性の電圧を
定めるためのものである。21は電荷を付与する
前の試料金属片1と対極2間の電圧を計測するた
めの電圧計であり、22は前記電圧信号のインピ
ーダンスを変換するために用いた演算増幅器であ
る。また、スイツチ23は前記演算増幅器17、
電池19および可変抵抗20より構成される加電
圧回路を作動させないときに前記加電圧回路と抵
抗18との接続を断つためのものである。なお、
スイツチ23は、演算増幅器17の電源スイツチ
と連動させてあり、スイツチ23が開回路状態の
ときは演算増幅器17の電源もoffの状態におく
ようにしてある。なお、24は前記コンデンサの
初期電圧V1を測定するためのものである。 Next, examples of the present invention will be described. FIG. 1 shows an example of a corrosion rate determination apparatus using the method of the present invention. In the figure, 1 is a sample metal piece, 2 is a counter electrode, and 3
is a reference electrode, and 4 is a cell for measuring corrosion rate. 5-1, 5-2, 5-3, and 5-4 are capacitors for storing charge in advance, and each has a different capacity. A rotary switch 6 is provided so that one of the capacitors with an appropriate capacity can be selected. 7 is a battery, and 8 is a variable resistor, and these batteries and the variable resistor form a potentiometer for supplying electric charge to the capacitors 5-1 to 5-4. 9 is a switch for changing polarity. 10 is a relay, which is connected in advance to the capacitors 5-1 to 5-5.
-4 is for applying the charge stored in the cell 4 between the sample metal piece 1 and the counter electrode 2. The battery 11 and the switch 12 are connected to the relay 1.
This is for driving 0. 13 is a recording mechanism that records the change in polarization value (η) after charge is applied. 14 is an analysis mechanism for analyzing the changes in the recorded polarization value and calculating corrosion rate factors such as the polarization resistance Rp, turf gradient β a , β c , corrosion current density Icorr, and differential capacity of the target corrosion reaction. It is. The recording mechanism 13 is designed so that a synchroscope 15 for monitoring the obtained η-t curve can be connected. By the way, a portion 16 surrounded by a dotted line is used to apply a voltage of the same value and opposite polarity to the electromotive force generated between the sample metal piece 1 and the counter electrode 2 during charge application between the sample metal piece 1 and the counter electrode. It is a voltage application mechanism. 17 is an operational amplifier for generating the constant voltage of opposite polarity, and 18 is a resistor. This resistor 18 is inserted in series in a closed circuit composed of the sample metal piece 1, the counter electrode 2, and the capacitor 5, and is designed so that a voltage of the opposite polarity is applied to this resistor 18. battery 1
9. The variable resistor 20 constitutes a potentiometer and is used to determine the voltage of the opposite polarity applied to the resistor 18. 21 is a voltmeter for measuring the voltage between the sample metal piece 1 and the counter electrode 2 before being charged, and 22 is an operational amplifier used to convert the impedance of the voltage signal. Further, the switch 23 is connected to the operational amplifier 17,
This is for cutting off the connection between the voltage applying circuit and the resistor 18 when the voltage applying circuit composed of the battery 19 and the variable resistor 20 is not operated. In addition,
The switch 23 is linked with the power switch of the operational amplifier 17, so that when the switch 23 is in an open circuit state, the power of the operational amplifier 17 is also turned off. Note that 24 is for measuring the initial voltage V1 of the capacitor.
なお、前記加電圧機構16は次のような順序で
動作させる。 Note that the voltage application mechanism 16 is operated in the following order.
(i) スイツチ23を開いておき、電圧計21によ
つて試料金属片1と対極2との間の電圧(起電
力)を計測する。(i) With the switch 23 open, the voltage (electromotive force) between the sample metal piece 1 and the counter electrode 2 is measured using the voltmeter 21.
(ii) スイツチ23を閉じて、可変抵抗20のつま
みを調節して抵抗18に(i)で測定した電圧と逆
極性の電圧がかかるようにする。なお、この
際、抵抗18に所定の電圧がかかつたか否か
は、可変抵抗20のダイアルの目盛を見ること
により確かめることができるし、電圧計21の
読みが0Vになつたか否かでも確認できる。(ii) Close the switch 23 and adjust the knob of the variable resistor 20 so that a voltage of opposite polarity to the voltage measured in (i) is applied to the resistor 18. At this time, you can check whether the prescribed voltage is applied to the resistor 18 by looking at the scale on the dial of the variable resistor 20, and also by checking whether the voltmeter 21 reads 0V. can.
以上の操作が所定量の電荷の付与に際し行なう
前記加電圧機構に対する操作である。 The above operations are operations performed on the voltage application mechanism when applying a predetermined amount of charge.
以上の如く組み立てた装置を用い、前記試料金
属片1として表面積2cm2の銅板(TCu−P1)、
対極2、参照電極3として、それぞれ別個の白金
黒付白金電極を用い、セル4中に市水を収容した
状態で300日にわたる浸漬試験を行なつた。その
結果、たとえば浸漬後140日の時点での測定結果
は次の通りであつた。 Using the apparatus assembled as described above, a copper plate (TCu-P1) with a surface area of 2 cm 2 was used as the sample metal piece 1,
Separate platinum electrodes coated with platinum were used as the counter electrode 2 and the reference electrode 3, and a 300-day immersion test was conducted with city water contained in the cell 4. As a result, for example, the measurement results at 140 days after immersion were as follows.
まず、点線で囲つた16で示される加電圧機構
において、スイツチ23を開いたままの状態で測
定した。前記試料金属片に0.168μCの電荷を与
えたところ第2図に示すようなη−t曲線が得ら
れ、前記曲線を解析機構14により解析したとこ
ろ、Rp=180KΩcm2、Cd=39.9μF/cm2が得られ
た。さらにスイツチ23を開いたままの状態にし
ておき、前記試料金属片に与える電荷△Q(=△
q・S)の絶対値を大きく|△Q|>15μCにし
たときの正、負それぞれのη−t曲線の解析によ
り、βa=53mV、βc=78mVが得られた。これ
らの得られたRp、βa、βcの値より、Icorr=
0.0762μA/cm2が得られた。 First, measurements were taken with the switch 23 kept open in the voltage applying mechanism indicated by 16 surrounded by a dotted line. When a charge of 0.168 μC was applied to the sample metal piece, a η-t curve as shown in FIG. 2 was obtained, and when the curve was analyzed by the analysis mechanism 14, Rp = 180 KΩcm 2 and Cd = 39.9 μF/cm. 2 was obtained. Furthermore, the switch 23 is kept open, and the charge ΔQ (=Δ
By analyzing the positive and negative η-t curves when the absolute value of q·S) was increased to |ΔQ|>15 μC, β a =53 mV and β c =78 mV were obtained. From these obtained values of Rp, β a and β c , Icorr=
0.0762 μA/cm 2 was obtained.
さらにスイツチ23を開いたままの状態で電圧
計21によつて試料金属片1と対極2との間の電
位差を測定したところ0.321Vあつた(試料金属
片1が正極、対極である白金黒付白金電極が負
極)ので前記加電圧回路によつて抵抗18に−
0.321Vの逆符号の電圧がかかるように可変抵抗
20の調節した。続いてスイツチ23を閉じてま
ず電圧計21により電圧の指示値が0Vであるこ
とを確認した。 Furthermore, when the potential difference between the sample metal piece 1 and the counter electrode 2 was measured with the voltmeter 21 while the switch 23 remained open, it was 0.321V (the sample metal piece 1 was the positive electrode, and the counter electrode was the platinum black electrode). Since the platinum electrode is the negative electrode, the resistor 18 is connected to - by the voltage applying circuit.
The variable resistor 20 was adjusted so that a voltage of the opposite sign of 0.321V was applied. Next, the switch 23 was closed, and the voltage indicated by the voltmeter 21 was confirmed to be 0V.
そこで先の場合と同様に0.168μCの電荷を試
料金属片1に与えてみた。その結果、第3図に示
すようなη−t曲線が得られ、前記曲線を解析機
構14により解析したところ、Rp=86.3KΩcm2、
Cd=107μF/cm2が得られた。さらに、スイツチ
23を閉じたままの状態にしておき、前記試料金
属片に与える電荷△Q(=△q・S)の絶対値を
大きく|△Q|>15μCにしたときの正、負それ
ぞれのη−t曲線の解析により、βa=51mV、
βc=74mVが得られた。これらの得られたRp、
βa、βcの値よりIcorr=0.152μA/cm2が得られ
た。他方、同一の系について300日にわたつて測
定した重量減少より平均腐食速度として
0.450mddの値が得られた。この平均腐食速度の
値を腐食流密度Icorrに換算するとIcorr=0.153μ
A/cm2となり前記加電圧回路を作動させて得られ
たIcorrの値にきわめて近いことが判つた。以上
は浸漬後140日の時点でのクーロスタツト法によ
り得られた腐食速度と重量減少から求めた平均腐
食速度との比較であつたが、さらに、クーロスタ
ツト法によりIcorrの経時変化を300日間にわたつ
て追跡し、これから腐食電流密度Icorrの平均値
を求めたところ0.155μA/cm2の値が得られた。
他方、前記加電圧回路を作動させないで得られた
腐食電流密度Icorrの平均値は0.0632μA/cm2で
あつた。これら得られたIcorrの値を比較すると
明らかに前記加電圧回路を作動させ、電圧計21
の読みを0Vとした方が重量減少法により求めた
値にきわめて近い値が得られていることが判る。
以上の結果は本発明の方法が試料金属片を純銅と
した場合正確な腐食速度を求める上で有効であつ
たことを示している。 Therefore, as in the previous case, a charge of 0.168 μC was applied to sample metal piece 1. As a result, a η-t curve as shown in FIG. 3 was obtained, and when this curve was analyzed by the analysis mechanism 14, Rp=86.3KΩcm 2
Cd=107 μF/cm 2 was obtained. Furthermore, when the switch 23 is kept closed and the absolute value of the charge △Q (=△q・S) applied to the sample metal piece is increased to |△Q|>15 μC, the positive and negative By analyzing the η-t curve, β a =51 mV,
β c =74 mV was obtained. These obtained Rp,
Icorr=0.152 μA/cm 2 was obtained from the values of β a and β c . On the other hand, from the weight loss measured over 300 days for the same system, the average corrosion rate
A value of 0.450mdd was obtained. Converting this average corrosion rate value to corrosion flow density Icorr = 0.153μ
It was found that the value of Icorr was A/cm 2 and was very close to the value of Icorr obtained by operating the voltage applying circuit. The above was a comparison between the corrosion rate obtained by the Coulostat method at 140 days after immersion and the average corrosion rate determined from weight loss.In addition, we also compared the change in Icorr over time using the Coulostat method over a period of 300 days. When the average value of the corrosion current density Icorr was determined from the trace, a value of 0.155 μA/cm 2 was obtained.
On the other hand, the average value of the corrosion current density Icorr obtained without operating the voltage application circuit was 0.0632 μA/cm 2 . Comparing these obtained Icorr values, it is clear that the voltage applying circuit is activated and the voltmeter 21
It can be seen that when the reading is set to 0V, a value that is much closer to the value obtained by the weight reduction method is obtained.
The above results demonstrate that the method of the present invention was effective in determining accurate corrosion rates when the sample metal piece was pure copper.
なお前記の実施例では本発明方法を用いた1つ
の装置例のみを示してきたが、さらに本発明方法
を実現するものとして第4図に示すような回路の
装置を用いる事もできる。図中1は試料金属片、
2は対極、3は参照電極であり、4は腐食速度測
定用セルである。5−1,5−2,5−3,5−
4はそれぞれあらかじめ電荷を蓄わえておくため
のコンデンサであり、それぞれ異なつた容量のも
のである。前記コンデンサのうち適切な容量のも
のを選べるようにロータリースイツチ6が設けて
ある。7は電池、8は可変抵抗であり、これらの
電池と可変抵抗は前記コンデンサ5−1〜5−4
に電荷を供給するためのポテンシオメータを形成
している。9は極性切換えのためのスイツチであ
る。10はリレーであり、あらかじめ前記コンデ
ンサ5−1〜5−4に蓄わえられていた電荷を前
記セル4中の試料金属片1と対極2との間に付与
するためのものである。電池11とスイツチ12
は前記リレー10を駆動させるためのものであ
る。13は電荷付与した後の分極値(η)の変化
を記録する記録機構である。14は前記記録した
分極値の変化を解析して目的とする腐食反応の分
極抵抗Rp、ターフエル勾配βa、βc、腐食電流
密度Icorrなどの腐食速度因子を算出するための
解析機構である。なお、前記記録機構13からは
得られたη−t曲線のモニタ用としてのシンクロ
スコープ15が接続できるように設計してある。
ところで、点線で囲んだ部分31は前記試料金属
片と前記対極との2電極間に生ずる起電力と大き
さが同じで逆極性の電圧をコンデンサ5−1〜5
−1と可変抵抗で構成される閉回路中にかけるこ
とにより、前記コンデンサの充電電圧から前記試
料金属片1と前記対極2にかかる電圧を前もつて
差し引くことにより、本発明の目的を達成するた
めの加電圧回路である。前記加電圧回路は演算増
幅器35、電池32、極性切換スイツチ33、可
変抵抗34などより構成されており、所定の大き
さの電圧源となる。その電圧の大きさは可変抵抗
34で調節でき、その極性はスイツチ33により
変えるとができる。演算増幅器36と電圧計37
は試料金属片1と対極2との間の電位差を前もつ
て測定するためのものである。電圧計40はコン
デンサにあらかじめ蓄わえられた電荷量を求める
際に用いられる。なお、前記電圧計により測定さ
れる電圧は前記加電圧回路を作動しない場合の電
圧である。 In the above-mentioned embodiment, only one example of a device using the method of the present invention has been shown, but it is also possible to use a circuit device as shown in FIG. 4 to realize the method of the present invention. 1 in the figure is a sample metal piece,
2 is a counter electrode, 3 is a reference electrode, and 4 is a cell for measuring corrosion rate. 5-1, 5-2, 5-3, 5-
4 are capacitors for storing charge in advance, and each has a different capacity. A rotary switch 6 is provided so that one of the capacitors with an appropriate capacity can be selected. 7 is a battery, 8 is a variable resistor, and these batteries and variable resistors are connected to the capacitors 5-1 to 5-4.
It forms a potentiometer for supplying electric charge to. 9 is a switch for changing polarity. Reference numeral 10 denotes a relay, which is used to apply electric charges previously stored in the capacitors 5-1 to 5-4 between the sample metal piece 1 and the counter electrode 2 in the cell 4. battery 11 and switch 12
is for driving the relay 10. 13 is a recording mechanism that records the change in polarization value (η) after charge is applied. Reference numeral 14 denotes an analysis mechanism for analyzing the changes in the recorded polarization value to calculate corrosion rate factors such as polarization resistance Rp, turf gradients β a , β c , corrosion current density Icorr, etc. of the target corrosion reaction. The recording mechanism 13 is designed so that a synchroscope 15 for monitoring the obtained η-t curve can be connected.
By the way, a portion 31 surrounded by a dotted line is a voltage having the same magnitude and opposite polarity as the electromotive force generated between the two electrodes of the sample metal piece and the counter electrode, and is applied to the capacitors 5-1 to 5-5.
The object of the present invention is achieved by subtracting in advance the voltage applied to the sample metal piece 1 and the counter electrode 2 from the charging voltage of the capacitor by applying the voltage applied to the sample metal piece 1 and the counter electrode 2 in a closed circuit consisting of -1 and a variable resistor. This is a voltage application circuit for The voltage applying circuit includes an operational amplifier 35, a battery 32, a polarity switch 33, a variable resistor 34, etc., and serves as a voltage source of a predetermined magnitude. The magnitude of the voltage can be adjusted by a variable resistor 34, and its polarity can be changed by a switch 33. Operational amplifier 36 and voltmeter 37
is for measuring the potential difference between the sample metal piece 1 and the counter electrode 2 in advance. The voltmeter 40 is used to determine the amount of charge stored in the capacitor in advance. Note that the voltage measured by the voltmeter is the voltage when the voltage application circuit is not operated.
さらに本発明方法を用いる具体的装置は、上記
第1図及び第4図以外に本発明主旨を逸脱しない
範囲で適宜変更する事が可能である。 Further, the specific apparatus using the method of the present invention can be appropriately modified other than those shown in FIGS. 1 and 4 without departing from the gist of the present invention.
第1図及び第4図は本発明方法を用いた腐食速
度の判定装置例を示す回路図、第2図は試料金属
片を純銅とした場合に従来の方法(本発明の方法
に基づく加電圧機構を作動させずに)により得た
η−t曲線、第3図は第2図の場合と同一の試料
金属片を用い、本発明の加電圧機構を作動させて
得られたη−t曲線。
1……試料金属片、2……対極、5−1〜5−
4……コンデンサ。
Figures 1 and 4 are circuit diagrams showing an example of a corrosion rate determination apparatus using the method of the present invention, and Figure 2 is a circuit diagram showing an example of a corrosion rate determination apparatus using the method of the present invention. Figure 3 shows the η-t curve obtained by operating the voltage applying mechanism of the present invention using the same sample metal piece as in Figure 2. . 1... Sample metal piece, 2... Counter electrode, 5-1 to 5-
4... Capacitor.
Claims (1)
コンデンサに蓄えられた所定量の電荷を対極を介
して瞬間的に与え、前記電荷付与による試料金属
片の電位変化を前記試料金属片に近接して設けた
参照電極を介して分極値(η)−時間(t)の関
係として開回路状態で測定し、この分極値(η)
−時間(t)の関係を解析して前記試料金属片の
腐食速度を求める腐食速度の判定方法において、
前記電荷付与の際、前記試料金属片と前記対極と
の間に生じる起電力と同一値で逆極性の電圧を前
記試料金属片と対極との間に印加することを特徴
とした腐食速度の判定方法。1. A predetermined amount of electric charge stored in a capacitor in advance is applied instantaneously to a sample metal piece immersed in a corrosive system via a counter electrode, and the potential change of the sample metal piece due to the charge application is applied in the vicinity of the sample metal piece. The polarization value (η) is measured in an open circuit state as the relationship between polarization value (η) and time (t) through a reference electrode provided.
- a corrosion rate determination method for determining the corrosion rate of the sample metal piece by analyzing the relationship between time (t),
Determination of corrosion rate, characterized in that when applying the charge, a voltage of the same value and opposite polarity as the electromotive force generated between the sample metal piece and the counter electrode is applied between the sample metal piece and the counter electrode. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14435379A JPS5667734A (en) | 1979-11-09 | 1979-11-09 | Judging method for corrosion speed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14435379A JPS5667734A (en) | 1979-11-09 | 1979-11-09 | Judging method for corrosion speed |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5667734A JPS5667734A (en) | 1981-06-08 |
| JPS6239703B2 true JPS6239703B2 (en) | 1987-08-25 |
Family
ID=15360124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14435379A Granted JPS5667734A (en) | 1979-11-09 | 1979-11-09 | Judging method for corrosion speed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5667734A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4593382B2 (en) * | 2004-06-22 | 2010-12-08 | 新日本製鐵株式会社 | Method for measuring corrosion rate of metal and method for preventing metal corrosion by this method |
-
1979
- 1979-11-09 JP JP14435379A patent/JPS5667734A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5667734A (en) | 1981-06-08 |
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