<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">cpomaem</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Коррозия: защита материалов и методы исследований</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Title in english</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><publisher><publisher-name>ИФХЭ РАН</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.61852/2949-3412-2024-2-4-118-140</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">cpomaem-81</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Электрохимические методы и компьютерные программы для оценки коррозионного состояния металла</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Electrochemical methods and computer programs for estimating the corrosion state of metal</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Касаткин</surname><given-names>В. Э.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kasatkin</surname><given-names>V. E.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ленинский просп.31, корп. 4, Москва, 119071</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Leninsky pr. 31, 119071, Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">vadim_kasatkin@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН)<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>18</day><month>01</month><year>2025</year></pub-date><volume>0</volume><issue>4</issue><fpage>118</fpage><lpage>140</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Касаткин В.Э., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Касаткин В.Э.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Kasatkin V.E.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/81">https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/81</self-uri><abstract><p>Металлические конструкции, детали машин и технологического оборудования могут подвергаться коррозии в силу термодинамической неустойчивости некоторых металлов при контакте с внешней средой. Это относится, в первую очередь, к «черным металлам» и проявляется как при их нахождении в естественных условиях, так и в технологических средах. Поэтому в процессе их эксплуатации требуется выполнять контроль их коррозионного поведения и при необходимости использовать защитные меры. Среди методов мониторинга коррозии выделяются методы, основанные на принципах электрохимии, поскольку сам механизм коррозии металлов при контакте с электролитами подчиняется законам электрохимической кинетики. При этом измеряются электрические параметры (потенциал, ток, сопротивление, импеданс), что позволяет легко осуществить это с использованием современной микропроцессорной техники и создавать программно-аппаратные комплексы для исследования и контроля коррозионного состояния металлов. Среди множества методов и принципов интерпретации результатов электрохимических измерений для оценки коррозионного состояния металлов, известных на сегодняшний день, не всегда легко выбрать оптимальный метод для решения конкретной задачи. Особенно это относится к специалистам, связанным с контролем коррозионного состояния объектов, но не имеющих фундаментальной электрохимической подготовки. Данный обзор обобщает основные методы исследования коррозии, основанные на электрохимических измерениях, и показывает их возможности и взаимосвязь используемых параметров. Кроме того, приводится описание программного обеспечения, созданного для реализации описанных методов с использованием потенциостатического комплекса IPC-FRA.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Metal structures, machine parts and technological equipment can be subject to corrosion due to thermodynamic instability of some metals in contact with the external environment. This applies primarily to “ferrous metals” and manifests itself both when they are found in natural conditions and in technological environments. Therefore, it is necessary to monitor their corrosion behavior during operation and use protective measures if necessary. Among the methods of corrosion monitoring stand out methods based on the principles of electrochemistry, because the mechanism of metal corrosion in contact with electrolytes is subject to the laws of electrochemical kinetics. In this case, electrical parameters (potential, current, resistance, impedance) are measured, which makes it possible to easily accomplish this using modern microprocessor technology and create hardware-software complexes for research and control of the metal corrosion state. Among the many methods and principles of the electrochemical measurement results interpretation for the assessment of the metal corrosion state known to date, it is not always easy to choose the optimal method for a particular problem. This is especially true for professionals associated with the control of the corrosion condition of objects, but who have no fundamental electrochemical training. This review summarizes the main methods of corrosion investigation based on electrochemical measurements and shows their capabilities and the relationship of the parameters used. In addition, a description of the software developed to implement the described methods using the IPC-FRA potentiostatic system is given.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>электрохимические методы</kwd><kwd>мониторинг коррозии</kwd><kwd>поляризационное сопротивление</kwd><kwd>электрохимический импеданс</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>electrochemical methods</kwd><kwd>corrosion monitoring</kwd><kwd>polarization resistance</kwd><kwd>electrochemical impedance</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">O.O Joseph, S. Banjo, S.A. Afolalu and K.O. Babaremu, Global and economic effects of corrosion - An overview, AIP Conf. Proc., 2022, 2437, no. 2, 1-5. doi: 10.1063/5.0092286</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">O.O Joseph, S. Banjo, S.A. Afolalu and K.O. Babaremu, Global and economic effects of corrosion - An overview, AIP Conf. Proc., 2022, 2437, no. 2, 1-5. doi: 10.1063/5.0092286</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Л.И. Антропов, Теоретическая электрохимия (учебник), Москва, Высшая школа, 1984, 509 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Л.И. Антропов, Теоретическая электрохимия (учебник), Москва, Высшая школа, 1984, 509 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Н.Д. Томашов и Г.П. Чернова, Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы, Москва, Металлургия, 1986, 358 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Н.Д. Томашов и Г.П. Чернова, Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы, Москва, Металлургия, 1986, 358 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ф. Выдра, К. Штулик и Э. Юлакова, Инверсионная вольтамперометрия, Москва, Мир, 1980, 278 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ф. Выдра, К. Штулик и Э. Юлакова, Инверсионная вольтамперометрия, Москва, Мир, 1980, 278 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">К.В. Сурмелева, П.М. Зайцев, В.Э. Касаткин и Д.В. Красный, Приборы серии «Экотест» и их применение в производствах гальванотехники, Мир гальваники, 2010, № 3, 45-51.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">К.В. Сурмелева, П.М. Зайцев, В.Э. Касаткин и Д.В. Красный, Приборы серии «Экотест» и их применение в производствах гальванотехники, Мир гальваники, 2010, № 3, 45-51.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">А.Е. Кузмак, Кулонометрическая регистрация продуктов коррозии на стеклоуглеродном электроде, Конденсированные среды и межфазные границы, 2006, 8, № 4, 305-311.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">А.Е. Кузмак, Кулонометрическая регистрация продуктов коррозии на стеклоуглеродном электроде, Конденсированные среды и межфазные границы, 2006, 8, № 4, 305-311.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">U.R. Evans, The corrosion and oxidation of metals: scientific principles and practical applications, London, Arnold, 1960, 1118 pp.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">U.R. Evans, The corrosion and oxidation of metals: scientific principles and practical applications, London, Arnold, 1960, 1118 pp.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Б.Б. Дамаскин, О.А, Петрий и Г.А. Цирлина, Электрохимия, Москва, Химия, КолосС, 2006, с. 672.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Б.Б. Дамаскин, О.А, Петрий и Г.А. Цирлина, Электрохимия, Москва, Химия, КолосС, 2006, с. 672.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">K.F. Bonhoeffer and W. Jena, Über das elektromotorische Verhalten von Eisen, Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem., 1951, 55, no. 2. 151–153 (in German). doi: 10.1002/bbpc.19510550215</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">K.F. Bonhoeffer and W. Jena, Über das elektromotorische Verhalten von Eisen, Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem., 1951, 55, no. 2. 151–153 (in German). doi: 10.1002/bbpc.19510550215</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">R.V. Skold and T.E. Larson, Measurement of the instantaneous corrosion rate by means of polarization data, Corrosion, 1957, 13, no. 2, 69-72. doi: 10.5006/0010-9312-13.2.69</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">R.V. Skold and T.E. Larson, Measurement of the instantaneous corrosion rate by means of polarization data, Corrosion, 1957, 13, no. 2, 69-72. doi: 10.5006/0010-9312-13.2.69</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">M. Stern and A.L. Geary, Electrochemical Polarization: I. A Theoretical Analysis of the Shape of Polarization Curves, J. Electrochem. Soc., 1957, 104, no. 1, 56-63. doi: 10.1149/1.2428496</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">M. Stern and A.L. Geary, Electrochemical Polarization: I. A Theoretical Analysis of the Shape of Polarization Curves, J. Electrochem. Soc., 1957, 104, no. 1, 56-63. doi: 10.1149/1.2428496</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">M. Stern, A Method For Determining Corrosion Rates From Linear Polarization Data, Corrosion, 1958, 14, no. 9, 60-64. doi: 10.5006/0010-9312-14.9.60</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">M. Stern, A Method For Determining Corrosion Rates From Linear Polarization Data, Corrosion, 1958, 14, no. 9, 60-64. doi: 10.5006/0010-9312-14.9.60</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Н.Г. Ануфриев, Е.Е. Комарова и Н.Е. Смирнова, Универсальный коррозиметр для научных исследований и производственного контроля коррозии металлов и покрытий, Коррозия: материалы, защита, 2004, № 1, 42-48.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Н.Г. Ануфриев, Е.Е. Комарова и Н.Е. Смирнова, Универсальный коррозиметр для научных исследований и производственного контроля коррозии металлов и покрытий, Коррозия: материалы, защита, 2004, № 1, 42-48.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Н.Г. Ануфриев и В.Э. Касаткин, Новое программное обеспечение для коррозионных исследований на базе потенциостатов серии IPC, Практика противокоррозионной защиты, 2020, 25, № 3, 52-62. doi: 10.31615/j.corros.prot.2020.97.3-6</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Н.Г. Ануфриев и В.Э. Касаткин, Новое программное обеспечение для коррозионных исследований на базе потенциостатов серии IPC, Практика противокоррозионной защиты, 2020, 25, № 3, 52-62. doi: 10.31615/j.corros.prot.2020.97.3-6</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Y. Liu and R.E. Weyers, Comparison of guarded and unguarded linear polarization CCD devices with weight loss measurements, Cem. Concr. Res., 2003, 33, no. 7. 1093-1101. doi: 10.1016/S0008-8846(03)00018-8</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Y. Liu and R.E. Weyers, Comparison of guarded and unguarded linear polarization CCD devices with weight loss measurements, Cem. Concr. Res., 2003, 33, no. 7. 1093-1101. doi: 10.1016/S0008-8846(03)00018-8</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">F. Mansfeld, Simultaneous Determination of Instantaneous Corrosion Rates and Tafel Slopes from Polarization Resistance Measuremens, J. Electrochem. Soc., 1973, 120, no. 4, 515-518. doi: 10.1149/1.2403489</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">F. Mansfeld, Simultaneous Determination of Instantaneous Corrosion Rates and Tafel Slopes from Polarization Resistance Measuremens, J. Electrochem. Soc., 1973, 120, no. 4, 515-518. doi: 10.1149/1.2403489</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">F. Mansfeld, Determination of the corrosion current by the polarization resistance method, in: Advances in Corrosion Science and Corrosion Protection Technology, Eds.: M.G. Fontana and R.W. Staehle, Springer, 2012, vol. 6, 174-268.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">F. Mansfeld, Determination of the corrosion current by the polarization resistance method, in: Advances in Corrosion Science and Corrosion Protection Technology, Eds.: M.G. Fontana and R.W. Staehle, Springer, 2012, vol. 6, 174-268.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">F. Mansfeld, Tafel slopes and corrosion rates obtained in the pre-Tafel region of polarization curves, Corros. Sci., 2005, 47, no. 12, 3178-3186. doi: 10.1016/j.corsci.2005.04.012</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">F. Mansfeld, Tafel slopes and corrosion rates obtained in the pre-Tafel region of polarization curves, Corros. Sci., 2005, 47, no. 12, 3178-3186. doi: 10.1016/j.corsci.2005.04.012</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Д.В. Шевцов, Метод поляризационного сопротивления для оценки скорости коррозии арматурной стали в бетоне в присутствии хлоридов, дис. канд. хим. наук: 2.6.9, защищена 11.04.24, Воронеж, 2023, c. 239.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Д.В. Шевцов, Метод поляризационного сопротивления для оценки скорости коррозии арматурной стали в бетоне в присутствии хлоридов, дис. канд. хим. наук: 2.6.9, защищена 11.04.24, Воронеж, 2023, c. 239.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">З.Б. Стойнов, Б.М. Графов, Б. Савова-Стойнова и В.В. Елкин, Электрохимический импеданс, Москва, Наука, 1991, с. 328.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">З.Б. Стойнов, Б.М. Графов, Б. Савова-Стойнова и В.В. Елкин, Электрохимический импеданс, Москва, Наука, 1991, с. 328.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">E. Barsoukov and J.R. Macdonald, Impedance Spectroscopy: Theory, Experiment, and Applications, 2nd ed., Edited (University of North Carolina, Chapel Hill), John Wiley &amp; Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2005, 596 pp.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">E. Barsoukov and J.R. Macdonald, Impedance Spectroscopy: Theory, Experiment, and Applications, 2nd ed., Edited (University of North Carolina, Chapel Hill), John Wiley &amp; Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2005, 596 pp.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">A. Schrijver, Theory of Linear and Integer Programming, John Wiley &amp; Sons, Chichester New York Weinheim Brisbane Singapore Toronto, 1998, 484 pp.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">A. Schrijver, Theory of Linear and Integer Programming, John Wiley &amp; Sons, Chichester New York Weinheim Brisbane Singapore Toronto, 1998, 484 pp.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">С.С. Виноградова, И.О. Исхакова, Р.А. Кайдриков и Б.Л. Журавлев, Метод импедансной спектроскопии в коррозионных исследованиях (учебное пособие), Казань, КНИТУ, 2012, с. 96.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">С.С. Виноградова, И.О. Исхакова, Р.А. Кайдриков и Б.Л. Журавлев, Метод импедансной спектроскопии в коррозионных исследованиях (учебное пособие), Казань, КНИТУ, 2012, с. 96.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit24"><label>24</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">H.H. Hernández, A.M.R. Reynoso, J.C.T. González, C.O.G. Morán, J.G.M. Hernández, A.M. Ruiz, J.M. Hernández and R.O. Cruz, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS): A Review Study of Basic Aspects of the Corrosion Mechanism Applied to Steels, Electrochem. Impedance Spectrosc., 2020, 35 pp. doi: 10.5772/intechopen.94470</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">H.H. Hernández, A.M.R. Reynoso, J.C.T. González, C.O.G. Morán, J.G.M. Hernández, A.M. Ruiz, J.M. Hernández and R.O. Cruz, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS): A Review Study of Basic Aspects of the Corrosion Mechanism Applied to Steels, Electrochem. Impedance Spectrosc., 2020, 35 pp. doi: 10.5772/intechopen.94470</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit25"><label>25</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">R. Siva, R. Prabhakar and V. Muralidharan, Corrocal-A computer program for corrosion current density determinations from polarization experiments, Indian J. Chem. Technol., 2002, 9, 148-153.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">R. Siva, R. Prabhakar and V. Muralidharan, Corrocal-A computer program for corrosion current density determinations from polarization experiments, Indian J. Chem. Technol., 2002, 9, 148-153.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit26"><label>26</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yu.A. Puchkov, S.G. Babich, G.S. Fomin and K.N. Romanenko, A system of computeraided methods for investigating electrochemical corrosion, Met. Sci. Heat Treat., 1996, 38, 228-231. doi: 10.1007/BF01397026</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yu.A. Puchkov, S.G. Babich, G.S. Fomin and K.N. Romanenko, A system of computeraided methods for investigating electrochemical corrosion, Met. Sci. Heat Treat., 1996, 38, 228-231. doi: 10.1007/BF01397026</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit27"><label>27</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">В.Э. Касаткин, Л.Н. Солодкова и Ю.В. Кондрашов, Потенциостаты серии IPC: практика применения в электрохимических методах исследования. Часть 1. Анализатор органических добавок «Кориан-3», Гальванотехника и обработка поверхности, 2011, 19, № 2, 27-34.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">В.Э. Касаткин, Л.Н. Солодкова и Ю.В. Кондрашов, Потенциостаты серии IPC: практика применения в электрохимических методах исследования. Часть 1. Анализатор органических добавок «Кориан-3», Гальванотехника и обработка поверхности, 2011, 19, № 2, 27-34.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
