• скачать файл

Ахмедьянов Александр фм -417 Контрольное задание №4

с. 1
Ахмедьянов Александр ФМ -417

Контрольное задание №4



  1. Показатели скорости коррозии металлов. Их применение.

Глубинный показатель (Кп) оценивает глубину коррозионного разрушения металла в единицу времени (например, мм/год). Возможно также измерение толщины образующейся на металле пленки продуктов коррозии в единицу времени.



Массовый показатель (Кm) характеризует изменение массы (т) образца металла в результате коррозии, отнесенное к единице поверхности металла S и к единице времени τ (например, г/(м2·ч)):



Объемный показатель коррозии V) указывает объем поглощенного или выделившегося в процессе коррозии металла газа ∆V, приведенного к нормальным условиям, и отнесенный к единице поверхности металла S и к единице времени τ (например, см3/(см2-ч)):

где ∆V – объем газа, м3.

Этот показатель используется только при оценки электрохимиической коррозии.

2.Какие критерии используются для оценки эффективности противокоррозионной защиты?


  • коэффициент защитного действия - показывает, во сколько раз изменилась скорость коррозии с применением данного метода защиты.

υ1 – скорость коррозии до применения защиты;

υ2 – скорость коррозии после применения защиты;



  • степень защиты z,%. - показывает в какой степени удалось подавить коррозию благодаря применению данного метода защиты.



3. Неравновесные (необратимые) электродные потенциалы. Понятие стационарного (коррозионного) потенциала?

При погружении металла в раствор, содержащий ионы другого металла, на границе металл-электролит также будет происходить скачок потенциала, называется неравновесным электродным потенциалом.

Необратимые потенциалы не могут быть отнесены к прямой и обратной реакциям одного и того же процесса и их нельзя вычислить по уравнению Нернста.
Например: Fe ↔ Fe2+ + 2e

∆mFe ≠ 0, ia >> iк, т.е. практически идет только прямая реакция (обратной можно пренебречь).

Стационарный (коррозионный) потенциал – это равновесный потенциал металла в данном конкретном электролите при отсутствии внешнего тока. При этом потенциале ток, идущий на растворение металла на анодных участках, полностью компенсируется током, идущим на восстановление кислорода на катодных участках. Наиболее часто стационарные потенциалы измеряют относительно медносульфатного неполяризующего электрода сравнения, который практически не изменяет своего потенциала при прохождении через него тока и имеет определенный равновесный потенциал (+0,3 В относительно нормального водородного электрода).

4. Основные критические законы высокотемпературного окисления.

1) Линейный закон роста пленки.

Зависимость скорости окисления от времени выглядит так:

k1 и k2 – постоянный коэффициент, зависящий от природы металла и от времени τ.

Линейный закон роста наблюдается при образовании тонких пористых незащитных пленок, для которых соотношение объемов < 1. Процесс коррозии идет в кинетическом режиме, т.е. скорость рассчитывается по уравнению Аррениуса.

- лимитирующая стадия

m – число атомов металла в формуле окисленного вещества;

n – валентность металла (окислительное число)
2) Параболический закон роста пленки.

Со временем скорость окисления падает:



k3 – константа, величина которая зависит от природы окислителя и металла.

Такая зависимость имеет место, когда образуются защитные сплошные пленки. Коррозионный процесс идет в диффузионном режиме, т.е. наиболее медленной стадией является доставка окислителя в межфазную границу. Это объясняется теорией Вагнера.

Согласно теории Вагнера, в оксидной пленки протекает встречная диффузия ионов металлов, электронов и ионов кислорода.

Поверхность металла является анодной и на ней происходит ионизация атомов металла:

Ме → Меn+ + nе

Образовавшиеся положительные ионы металла электроны перемещаются в пленках раздельно: электроны перемещаются со скорость намного большей, чем ионы (из-за малых размеров).

Молекулы кислорода из газовой фазы на поверхности оксида атомизируются и адсорбируются ею. Здесь они применяют электроны движутся от поверхности металла:

Оадс. + 2е → О2-кр.

Таким образом внешняя поверхность оксида является катодной. В возникшем электрическим поле и протекает встречная диффузия ионов.

Реакция взаимодействия ионов:

Меn+ + О2- → МеО

Зона роста пленки зависит от соотношения скоростей диффузии ионов металла и кислорода. А она зависит от размеров ионов.
3) Логарифмический закон роста пленки.

k4 - зависит от температуры, от природы металла и от коррозионной среды.

Пленка растет медленнее, чем в параболическом механизме роста пленки, медленное окисление объясняется уплотнением пленки.

5. Внешние факторы газовой коррозии


  • Состав коррозионной среды. Присутствие в коррозионной среде О2, Н2О, СО2, SO2 и т.д. Скорость реакции возрастает в такой последовательности: Н2О → СО2 → О2 → SO2.

  • Влияние температуры на скорость газовой коррозии



  • Влияние давления газа. Для большинства металлов с повышением давления скорость коррозии растет до Pmax, затем идет пассивация металла (ркр12)). Но существует и ркр22), при котором идет депассивация металлов.

  • Влияние скорости. Повышение скорости движения газовой среды приводит к увеличению скорости коррозии, происходит разрушение поверхностных слоев защитных пленок.

6. Классификация изолирующих защитных покрытий и область их применения.

По составу:



  • Органические – лакокрасочные покрытия, многокомпонентные составляющие (полиэтиленовые и другие полимерные покрытия, эпоксидные, битумные на основе каменноугольного пека и другие).

Применение:

Битум, эпоксид, полимеры используются при защите подземных сооружений. Лакокрасочные – при защите от атмосферной коррозии.



  • Неорганические :

1) Металлические – для защиты от электрохимической коррозии, атмосферной коррозии. В зависимости от величины потенциала металлические покрытия делятся на анодные и катодные.

2)Эмали – стекловидные слои на поверхности металла, полученные нанесением и последующим охлаждением оксидных расплавов. Используются для защиты стали, чугуна, защита от атмосферной коррозии.

3)Цементные – неорганические вяжущие кальциевые силикаты и алюминаты. При смеси с водой твердеют.

4)Асбестоцементные – водные алюмосиликаты Fe, Ca, Mn, волокнистое вещество.

5)Конверсионные – особый класс неметаллических покрытий (оксидный, фосфатный) их получают при химической или электрохимической обработке, получая на ней оксидный слой, фосфатный слой при фосфорной кислоте.

Эти покрытия используются как грунт под краску или как временные, т.к. защитные способности невысокие, но хорошо сцепляют подложку с краской.



Органические и неорганические используются для защиты от атмосферной и почвенной коррозии.
с. 1