이 맥락에서 3전극 전해조의 주요 기능은 용액 저항의 간섭 없이 20Cr-25Ni-Nb 강재의 전기화학적 거동을 정확하게 분리하고 측정하는 것입니다. 작동 전극(강재 시편), 포화 칼로멜 기준 전극, 백금 메쉬 상대 전극을 사용하여 시스템은 분해 전위 및 국부 부식에 대한 민감도를 정밀하게 결정할 수 있습니다.
핵심 요점 3전극 구성은 전류 흐름 회로와 전위 측정 회로를 분리합니다. 이러한 분극 및 저항 오류의 제거는 공격적인 환경(예: 고 pH 또는 특정 염화물 농도의 전해질)에서 20Cr-25Ni-Nb 강재의 성능을 예측하는 신뢰할 수 있는 데이터를 생성하는 데 중요합니다.
전해조의 구성
기능을 이해하려면 먼저 20Cr-25Ni-Nb 강재 시험에 필요한 구성 요소의 특정 역할을 이해해야 합니다.
작동 전극
20Cr-25Ni-Nb 강재 시편 자체가 작동 전극 역할을 합니다. 이것은 조사 대상 재료이며, 시스템은 표면이 전기 전위 변화에 어떻게 반응하는지 측정하도록 설계되었습니다.
기준 전극
포화 칼로멜 전극(SCE)은 기준점 역할을 합니다. 이 전극의 유일한 목적은 작동 전극이 측정되는 기준이 되는 안정적이고 변하지 않는 전위를 제공하여 전류 흐름에 관계없이 데이터가 일관되게 유지되도록 하는 것입니다.
상대 전극
백금 메쉬는 상대(또는 보조) 전극 역할을 합니다. 이 구성 요소는 전기 회로를 완성하여 전류가 작동 전극의 전위 측정에 참여하지 않고 전해질을 통과하도록 합니다.
측정 메커니즘
이 시스템의 가치는 전류와 전위 간의 관계를 관리하는 방식에 있습니다.
전류 흐름 분리
시스템은 인가된 전류가 주로 작동 전극과 백금 메쉬 상대 전극 사이를 흐르도록 합니다. 이러한 물리적 분리는 기준 전극을 통해 높은 전류가 흐르는 것을 방지하여 그렇지 않으면 전위가 불안정해질 수 있습니다.
정밀 전위 모니터링
전류가 상대 전극으로 흐르는 동안 전위차는 엄격하게 작동 전극과 포화 칼로멜 기준 전극 사이에서 측정됩니다. 이 구성은 전압 판독값이 강재 표면의 실제 전기화학적 상태를 반영하도록 보장합니다.
저항 오류 제거
이러한 기능을 분리함으로써 설정은 용액 저항(IR 강하)으로 인한 오류를 효과적으로 제거합니다. 이 분리가 없으면 전해질 용액의 저항이 전압 판독값을 왜곡하여 강재의 내식성에 대한 부정확한 결론으로 이어질 것입니다.
재료 성능 평가
이 설정의 궁극적인 목표는 제어된 응력을 20Cr-25Ni-Nb 강재에 가하여 실제 수명을 예측하는 것입니다.
분해 전위 결정
전위차계는 시스템을 구동하여 분해 전위를 식별합니다. 이것은 강재의 수동 보호층이 실패하여 활성 부식의 시작을 표시하는 임계 임계값입니다.
공격적인 환경 시뮬레이션
전해조는 pH 11.4 또는 pH 13과 같은 특정 화학 조건에서 테스트를 허용합니다. 또한 국부 부식의 일반적인 원인인 특정 염화물 이온 농도를 강재가 어떻게 처리하는지 평가합니다.
장단점 이해
3전극 시스템은 정확도의 표준이지만 관리해야 하는 복잡성을 야기합니다.
설정의 복잡성
간단한 2전극 시스템과 달리 이 구성은 3개의 개별 구성 요소의 정밀한 정렬 및 유지 관리가 필요합니다. 백금 메쉬가 손상되거나 포화 칼로멜 전극이 제대로 유지 관리되지 않으면 전류 및 전위 분리가 실패하여 데이터가 무효화됩니다.
환경 민감도
시스템의 정확도는 전해질의 안정성에 크게 의존합니다. 테스트 중 염화물 이온 농도 또는 pH 수준의 변화는 노이즈를 유발할 수 있으므로 안정적인 전기화학적 환경을 유지하기 위해 용액 부피 및 조성을 엄격하게 제어해야 합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
분극 테스트의 가치를 극대화하려면 접근 방식을 특정 데이터 요구 사항에 맞추십시오.
- 정확한 고장 지점 결정에 중점을 두는 경우: 정확한 분해 전위를 식별하는 데 필요한 안정적인 기준선을 제공하기 위해 기준 전극이 포화 칼로멜 전극인지 확인하십시오.
- 특정 환경 제한 테스트에 중점을 두는 경우: 백금 메쉬 상대 전극을 사용하여 고 pH(11.4–13) 전해질을 통해 전극 자체를 손상시키지 않고 충분한 전류를 구동하십시오.
3전극 시스템에서 구성 요소를 정밀하게 선택하는 것이 원시 전기 데이터를 강재 수명에 대한 신뢰할 수 있는 예측으로 변환하는 유일한 방법입니다.
요약 표:
| 구성 요소 | 재료 | 주요 기능 |
|---|---|---|
| 작동 전극 | 20Cr-25Ni-Nb 강재 | 전기화학 반응 분석을 위한 테스트 대상 역할을 합니다. |
| 기준 전극 | 포화 칼로멜(SCE) | 일관된 측정을 위한 안정적인 전위 기준선을 제공합니다. |
| 상대 전극 | 백금 메쉬 | 회로를 완성하고 간섭 없이 전류 흐름을 허용합니다. |
| 전위차계 | 제어 장치 | 분해 전위 및 수동층 파손 임계값을 식별합니다. |
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참고문헌
- R. Clark, G. Williams. The effect of sodium hydroxide on niobium carbide precipitates in thermally sensitised 20Cr-25Ni-Nb austenitic stainless steel. DOI: 10.1016/j.corsci.2020.108596
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