Главная База знаний "Allbest" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Розробка прогресивних заходів захисту сільськогосподарської техніки від корозії та зносу

Розробка прогресивних заходів захисту сільськогосподарської техніки від корозії та зносу

Аналіз процесів електрохімічної та хімічної корозії деталей сільськогосподарських машин. Обґрунтування концепції створення хімічних сполук для здобуття поліфункціональних коштів захисту сільськогосподарської техніки від корозійно-механічного руйнування.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид магистерская работа
Язык украинский
Дата добавления 13.12.2014
Размер файла 3,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Границя розділу рідина-рідина. На границі між двома незмішуваючими рідинами виникає прикордонна фаза, що володіє поверхневою енергією, яка визначається складом обох гомогенних рідких фаз.

Поверхневий натяг на межі двох незмішуючих рідин - це міжфазний поверхневий натяг. Так як рідини не є абсолютно незмішувальні, то необхідно завжди брати до уваги їх взаємну розчинність. У випадку двох повністю взаємно розчинних рідин прийнято вважати, що між фазний поверхневий натяг дорівнює нулю.

За правилом Антонова міжфазний поверхневий натяг двох рідин, що знаходяться у взаємній рівновазі, пов'язаний з поверхневим натягом:

уab=уa - уb (2.3)

де уab - поверхневий натяг на поверхні розділу двох рідин;

уa і уb - відповідно поверхневий натяг рідин а і b на поверхні розділу двох рідких фаз.

На практиці застосування знайшли емульсії, що представляють собою систему з двох рідких фаз, одна з яких дисперсійне середовище або безперервна фаза. З однієї пари незмішуючихся рідин можна отримати дві емульсії, причому одна з них буде зворотною формою іншої емульсії у відношенні преривної і безперервної фаз. Об'ємне відношення фаз рідко перевищує 1:1000, і злипання крапель при зіткненні внаслідок теплового, тобто броунівського руху, відбувається зазвичай порівняно швидко.

При додаванні емульгаторів об'ємне відношення дисперсної фази збільшується і емульсія стає більш стійкою. Емульгатори можуть збільшити стабільність емульсії двома способами:

- утворюючи навколо дисперсної фази плівку, яка своєю механічною міцністю перешкоджає злипанню при зіткненні;

- знижуючи міжфазну поверхневу енергію до малих величин і зменшуючи тим самим прагнення до злипання.

Емульгатор повинен знаходитися на межі розділу між двома рідинами, надавати їй механічну міцність і впливати на міжфазний поверхневий натяг, знижуючи його.

Основне застосування емульсій в техніці:

- в дорожньому будівництві;

- для обприскування рослин у сільському господарстві ;

- для обробки металів;

- в якості альтернативного палива.

Границя розділу рідина - газ. Якщо рідина межує з газом, то з одного боку, відбувається проникнення молекул рідини в область газу (випаровування), з іншого - проникнення молекул газу в середовище молекул рідини (розчинення).

Якщо система Р - Г знаходиться в замкнутому об'ємі, то (при достатній кількості рідини) настає рухлива рівновага між молекулами, що переходять із рідини в газ і назад. Рухлива рівновага буде повною тільки в тому випадку, якщо кількість молекул газу, що розчиняються в рідині і та що виділяються : з розчину, через будь-яку з частини його поверхні за будь-який проміжок часу будуть рівні. При цьому концентрація газу в розчині досягне певного рівноважного значення. Рівноважне значення концентрації залежить від: хімічної природи газу та рідини, температури і тиску.

Перехід з рідкого стану в газоподібний пов'язаний, зі значним збільшенням об'єму і зменшенням густини речовини. При збільшенні об'єму теплота пароутворення витрачається на здійснення роботи проти зовнішнього тиску і на підвищення внутрішньої енергії. При зворотному процесі конденсації пари в рідину виділяється теплота конденсації.

На поверхні розділу Р - Г відбуваються такі явища:

- утворення плівки на поверхнях складних органічних речовин, якому сприяють наявність в'язкої рідини і низький поверхневий натяг на межі розділу рідина - повітря;

- піноутворення;

- окислення вуглеводнів за рахунок дифузії молекул кисню з газоподібної фази в рідку ;

- втрати рідин при зберіганні у відкритих ємностях або негерметичній упаковці:

Границя розділу газ-тверде тіло. Газ, приведений в зіткнення з твердим тілом, адсорбується на поверхні в кількості, яка залежить від природи газу і твердого тіла, від парціального тиску газу і структури твердого тіла. Це явище адсорбції часто ускладнюється абсорбцією (розчиненням в твердому тілі) з утворенням твердих розчинів або хімічних сполук.

У адсорбції беруть участь сили двох типів: фізичні та хімічні. Фізичну адсорбцію створюють дисперсійні сили (далекодіючі) і сили, обумовлені дипольними моментами адсорбованих молекул.

При хемосорбції відбувається перехід електронів між твердим тілом і адсорбованими молекулами, внаслідок чого утворюється хімічна сполука, але утворюється вона тільки в одному шарі атомів або молекул на, поверхні твердого тіла. Тому можна сказати , що в процесі хемосорбції беруть участь валентні сили.

Взаємодія газів з поверхнею металу відіграє істотну роль при каталізі, корозії та в інших важливих процесах. Адсорбцію газів на металах використовують для створення надвисокого вакууму. До каталітичних реакцій, що відбуваються на поверхні розподілу метал-газ, відноситься знешкодження вихлопних газів двигунів внутрішнього згоряння. Вивчення взаємодії поверхні металу з киснем має велике значення для вирішення проблеми боротьби, з корозією.

2.2 Ювенільна поверхня металу

Так як поверхневі сили твердого тіла не врівноважені, тому за рахунок адсорбції газу відбувається насичення частини цих незбалансованих сил, що веде до зменшення вільної поверхневої енергії. Будь-який процес, що веде до зменшення вільної енергії, протікає мимовільно, тому процеси адсорбції є мимовільними і супроводжуються зниженням вільної енергії системи (ДG).

У відповідності з основами термодинаміки зміна вмісту тепла системи становить:

ДН= ДG+ ТДS (2.4)

При адсорбції ДG має негативне значення. Це пояснюється тим, що до адсорбції молекули газу можуть рухатися в трьох вимірах, будучи ж адсорбовані тільки в двох, тому процес адсорбції супроводжується зниженням ентропії, і ДS має негативне значення. Звідси випливає, що ДН також від'ємне, тобто процеси адсорбції є екзотермічними.

Виділена при фізичній адсорбції теплота адсорбції співмірна з теплотою конденсації газів (2...3 ккал/моль), при хемосорбції - з теплотою утворення хімічних сполук (10 ккал/моль):

Згідно концепції Ленгмюра адсорбція являє собою хімічний процес і адсорбований шар є мономолекулярним. Згідно Поляни - носить фізичний характер і адсорбований шар полімолекулярний.

Та і інша теорія обмежені в своєму застосуванні, в деяких випадках можливо застосовувати застосовна одну, в інших - другу. Теорія Поляни застосовна до явищ фізичної адсорбції, теорія Ленгмюра, з відомими обмеженнями, охоплює явища фізичної адсорбції та хемосорбції.

Твердий кристалічний адсорбент утворений іонами, якщо це гетерополярнапа речовина, атомами або молекулами , якщо речовина має гомополярний характер. Частинки, що утворюють кристал, стримуються між собою силами валентності. Перебуваючи в обємі, вони з усіх боків симетрично оточені подібними їм частками, тому що зв'язуючі їх сили виявляються скомпенсованими і повністю насиченими. У поверхні твердого тіла частинки володіють ненасиченими, спрямованими назовні вільними валентностями, що утворюють силове поле. Така поверхня має ділянки особливо активні у відношенні адсорбції, що відрізняються сильним силовим полем. Встановлено, що число таких місць у поверхні зазвичай менше, ніж число складових її іонів, атомів або молекул

Адсорбційна здатність поверхні твердого тіла за даних умов залежить від числа цих особливих в-енергетичному відношенні місць на одиницю площі. При підвищенні температури середній час перебування молекул в поверхні зменшується, що веде до зменшення адсорбції. Ленгмюра - виходячи з хімічної природи адсорбційних сил вважає, що радіус їх дії малий і наближений до розмірів молекул, тобто складає. 10-8 см, і кожне особливе місце здатне утримувати тільки один, атом або одну молекулу.

Вважається, що одновалентний метал утворює тільки один оксид, багатовалентний кілька різних оксидів числом яких дорівнює валентності металу. В процесі окислення метал, що реагує приймає (постійно або тимчасово) незвичайні валентності, так що число валентностей якими може володіти метал, не завжди відповідає нормальному числу окислених станів..

Схематично така «хімічна» адсорбція для поверхні міді може бути представлена наступним чином. У поверхні міді знаходяться атоми з вільними валентності I і ІІ.

.

Ці атоми можуть приєднати до себе , наприклад , атоми кисню (явище поліморфізму).

або

Вивільнення і придбання електронів відбуваються при утворенні різних типів хімічного зв'язку. Оксиди металів, сульфіди і т.д. мають переважно іонний зв'язок . Оксид металу складається з позитивно заряджених іонів металу. Mez+ і мають значно більші розміри порівняно з негативно зарядженими іонами кисню О2-. Загальна сума негативних зарядів дорівнює, загальній сумі позитивних, тому оксиди електрично нейтральні. Кожен оксид має певну кристалографічну структуру і обидва згаданих типів іонів розподілені, у ній в різних специфічних положеннях. Дві структури оксидів представлені на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Атомні моделі оксидів цинку і нікелю

Зручно розглядати іони металу і кисню у вигляді існуючих окремо, але взаємно проникаючих одна в іншу «підрешіток». Якщо два різних оксиди мають однакову кристалографічну структуру, то розміри (параметри) найдрібніших повторювальних осередків цих решіток різні.

Сили що проявляються при: адсорбції діють на малі відстані. Сили валентності зменшуються за показовим законом при збільшенні відстані між адсорбованою молекулою або атомом поверхні; вандервальські сили падають пропорційно шостого ступеня відстані. Тому насичена повним шаром адсорбованих молекул поверхня не в змозі утворити другий їх шар. Утворення другого шару можливо, якщо сили взаємодії між адсорбованими молекулами і молекулами в газовій фазі досить великі.

Відомо, що процес адсорбції є екзотермічним, тому кількість адсорбованої речовини повинно зменшуватися з підвищенням температури. Більшість експериментальних даних по адсорбції газів і парів на твердих адсорбентах підтверджують це положення. Проте в ряді випадків зустрічається протилежне явище, коли величина адсорбції зростає із збільшенням температури. Цей вид адсорбції Тейлор назвав «активованою адсорбцією».

Згідно з викладеними вище уявленням; адсорбція може відбуватися під впливом вандервальських сил і сил побічних або основних валентностей. Перші ведуть до фізичної адсорбції, другі - до хемосорбції.

Фізична адсорбція не носить специфічного виборочного характеру, хемосорбція специфічна і визначається природою адсорбенту і адсорбуємого газу. Утворені при хемосорбції продукти є свого роду поверхневими хімічними сполуками. Їх утворення характеризується певною енергією активації (Е). Не слід ототожнювати активовану адсорбцію тільки з хемосорбцією . Нижче певної температури адсорбція може не виявлятися, так як в її основі лежать процеси, що вимагають певної енергії активації для подолання енергетичного бар'єру . Такими процесами можуть бути повільна дифузія газу в адсорбент, повільне його впровадження між кристалами , які утворюють полікристалічні зерна адсорбенту та ін.

Розглянемо хемосорбційний процес. З температурної залежності , швидкості, адсорбції (х) на основі рівняння Арреніуса можна, обчислити енергію активації Е.

(2.4)

Швидкість адсорбції може бути визначена як частка від приросту величини адсорбції Да за проміжок часу Дt:

(2.5)

Так як хемосорбція відбувається під дією валентних сил, джерелом яких є окремі атоми або молекули , що утворюють особливі місця в поверхні адсорбенту, то в результаті насичення цих сил молекулами або атомами адсорбуємого газу виникає мономолекулярний адсорбційний шар.

Наявність енергії активації при хемосорбціонних процесах надає їм доволі складний характер. Кількість речовини, яку може поглинути , твердий адсорбент шляхом хемосорбції, доволі значна. Внаслідок того, що хемосорбція вимагає велику енергію активації, швидкість її при достатньо низьких температурах настільки мала, що стає практично безвимірною тому неможливо досягнуті стану рівноваги. При низьких температурах відбувається тільки фізична адсорбція. З підвищенням температури адсорбція - повинна зменшуватися, але вступає в дію інший, фактор - хемосорбція, і кількість поглиненої речовини збільшується, наближаючись до рівноважного стану.

При досить високих температурах швидкість хемосорбції настільки зростає, що рівновага встановлюється за порівняно короткий проміжок часу. У цьому інтервалі температур відбувається тільки хемосорбція, так як фізична адсорбція стає дуже малою, тому нею в загальному сорбційному процесі можна знехтувати.

Таке зростання кількості хемосорбірованної речовини захоплює досить значний інтервал температур і триває до тих пір, поки нормальний вплив температури, що виражається в зменшенні сорбованої кількості з її збільшенням, не перевищить впливу, що чиниться збільшенням швидкості сорбації, і не почнеться зниження кількості сорбованої речовини .

Складно відрізнити хемосорбірованний шар кисню від своєрідного плоского зародку нової фази оксиду. Поки на поверхні металу знаходиться тільки моношар кисню, не можна говорити про оксид, як про нову фазу . Така фаза буде сформована лише в тому випадку, якщо взаємне розташування аніонів О2- і катіонів металу буде відповідати розташуванню їх в нормальній або трохи перекрученій кристалічній решітці оксиду. Для цього товщина оксидного шару повинна бути не менше одного елемента грати оксиду.

Перехід від хемосорбірованного шару кисню до оксиду вимагає відомої рухливості катіонів металу та аніонів О2-. Тому утворення оксиду відбувається швидше при підвищеній, температурі. Широко поширена думка, що якщо існує кристалхімічна відповідність між гратками металу і оксиду, тобто якщо тип решітки їх однаковий, а відстані між йонами, металу в оксиді і в решітці металу близькі, то оксид утворюється легше.

При поглинанні газу твердим тілом, що призводить до утворення звичайної хімічної сполуки, відбувається гетерогенна хімічна реакція. У процесі беруть участь не тільки атоми або молекули поверхні сорбенту, реакція поступово поширюється вглиб з утворенням нової речовини у вигляді нової фази. «Підповзаннями» кисню під поверхню металу характеризує досить високу рухливість частинок адсорбату і адсорбенту. Це дозволяє скласти картину перетворення адсорбованого шару в шар оксиду, який має певну кристалічну решітку (рис 2.3).

Рис. 2.3. Схема будови: A - шару хемосорбованного кисню на металі; Б - оксиду

Так як адсорбовані іони О2- можуть проникати під поверхню металу, то адсорбований шар кисню вплине на роботу виходу електрона. 

Відомо , що якщо поверхню металу закрита шаром кисню, то робота виходу збільшується, так як атом кисню перетворюється йон О2- за рахунок електронів металу. На поверхні виникає електричний шар, зовнішня обкладка якого заряджена негативно. Однак є дані, які показують, що при переході від чистої поверхні металу до поверхні, закритої киснем, робота виходу електрона у міру зростання числа адсорбованих атомів спочатку зменшується, проходить через мінімум, а потім зростає і стає більша, ніж на чистій поверхні.

Зіткнення з киснем повітря вже при кімнатній температурі веде до утворення оксидів, різко змінюють властивості поверхні металу. Наприклад, чиста поверхня сталі не амальгуєтьс. Не амальгується і «свіжа» поверхня зламу стального бруса, зломленого на повітрі і миттєво занурена в ртуть. І навпаки поверхня зламу бруска сталі, зломленого під ртуттю і який не бу у взаємодії з навколишнім повітрям, амальгується. Очевидно, що достатньо поверхні сталі прийти на мить в зіткнення з повітрям, як на ній утворюється шар оксидів [29].

При більш високій температурі утворюються гідриди з воднем і нітриди з азотом. Досить, невелика кількість домішок у повітрі для утворення поверхневих з'єднань галогенідів, фосфідів, сульфідів і т.д. Так само легко відбувається взаємодія з парами води.

2.3 Молекули ланцюгової будови та їх властивості

Фізико-механічні властивості речовин, що змінюють характеристики границі розділу двох фаз, необхідно розглядати з позицій структурної молекулярної механіки. Саме шляхом вивчення атомної структури молекул , її деформації і виникаючих при цьому квазопружних і електричних сил можна пояснити процеси, що відбуваються на межі розділу фаз. Тому нижче розглянуті основні структурно-механічні характеристики метиленового ланцюга вуглеводнів та фторовуглеводнів, як однієї їх найважливіших форм ланцюгових молекул, що використовуються для впливу на властивості границі розділу двух фаз. Ланцюговою структурою володіють молекули вуглеводнів та їх похідні, що представляють ряд органічних сполук: вуглеводень - спирт - альдегід - карбонова кислота.

2.3.1 Структура і властивості метиленових ланцюгів

Метиленовий ланцюг має найпростішу зигзагоподібну конфігурацію з постійним тетраедричним кутом б = 109°28' між вуглецевими зв'язками -СН2-СН2- і з постійним відстанню між вуглецевими атомами (d=0,15нм), розташованими в одній площині (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Фрагмент структури метиленового ланцюга

Період повторюваності такої структури l охоплює три атоми вуглецю по її осі і дорівнює 0,25 нм. Ланку ланцюга утворюють два суміжних атома С; довжина ланцюга л пропорційна числу ланок n:

л =(l/2) n = 1,27n

За довжину ланцюга зазвичай приймають найкоротшу відстань між кінцевими атомами вуглецю в ланцюзі (рис. 2.5).

Рис. 2.5 Довжина молекули метиленового ланцюга

Ця широко використовувана в літературі величина є чисто структурною характеристикою молекули по її вуглецевому кістяку. Більш точне визначення поняття довжини ланцюга пов'язане з поверхнею дії її кінцевих груп ( радикалів ) л1 і л2: L= л1 +л2 +л. Абсолютні значення цих величин для таких атомних груп , як -СН3 і -СООН (рис 2.6), мають порядок 0,1 нм і для досить довгих ланцюгів носять характер поправки, величина якої убуває із збільшенням довжини ланцюга.

Рис. 2.6. Схема будови карбонової кислоти

Мінімум потенційної енергії двох валентно непов'язаних атомів вуглецю в молекулах органічних речовин відповідає відстані між ними в 0,36 нм. Якщо ця відстань, як у метиленового ланцюга, менше 0,36 нм, то така структура є напруженою, і причиною цієї напруги служить відштовхування валентно не пов'язаних атомів вуглецю. А.І. Китайгородський розрахував параметри метиленового ланцюга: валентний кут б=112°±30'; відстань між суміжними ковалентно пов'язаними атомами вуглецю - 0,153 нм. Таким чином, відхилення валентного кута від тетраедричного значення має становити 2...30°, що є невеликою поправкою ( ~ 2%) до зазначеного значення кута (див. рис. 2.4). Незважаючи на відносно малу величину цієї поправки, вона може мати істотне значення, наприклад при побудові конформації ізомерів ланцюга, а також при деяких інших розрахунках її параметрів .

Рис. 2.7. Схема утворення макромолекул з ланцюгових молекул вуглеводнів

Вуглеводні здатні до утворення ланцюгових макромолекул великої довжини. Зв'язок між молекулами при цьому здійснюється за рахунок дисперсійних сил між метиленовими -СН2- чи кінцевими метильними -СН3 групами сусідніх молекул (рис. 2.7). При ковзанні двох фаз одна відносно одної утворюються молекулярні текстури з паралельною орієнтацією осей молекул. Такий стан характеризує граничний мастильний шар в перехідному режимі тертя від граничного до гідродинамічного.

Довжина макромолекул вуглеводню обмежується лише їх стійкістю по відношенню до теплового руху, а також величиною градієнтів швидкостей в потоці. При великій величині градієнтів швидкостей молекулярні нитки внаслідок слабкості лондоновських сил однаково легко розриваються і регенеруються.

Можливі дві основні конфігурації: «цис»- і більш стійка «транс»-конфігурація (рис 2.8, 2.9). У першому випадку обидва атоми водню лежать по одну сторону від осі симетрії ланцюга (рис. 2.9, б), у другому - вони розташовані з протилежних сторін від цієї осі (рис. 2.9, а)

Рис. 2.8 Схема тетраедричної структури метиленового ланцюга

Рис. 2.9 Транс-ізомерна (а) і цис-ізомерна (б) конфігурація метиленового ланцюга

Серед великого числа ізомерів метиленових ланцюгів описані плоскі конфігурації, що мають регулярну структуру і володіють постійним періодом повторюваності. Потреба сталості валентного кута (109°28') і відстані між суміжними атомами вуглецю (0,15 нм) задовольняють три плоскі моделі ланцюга (рис. 2.10): проста пилоподібна (А), найбільш стійка, яку і розглядали, а також трапецієвидна (Б) і складна пилоподібна (В). Періоди цих структур відповідно: рівні 0,254 ; 0,41 і 0,42 нм.

Рис. 2.10. Три одномірні конфігурації метиленового ланцюга

У кристалічному стані молекули нормальних насичених монокарбонових кислот мають конфігурацію А. Вона зустрічається і в розчинах цих речовин. Для одноосновних ненасичених карбонових кислот з одного (олеїнова, ерукова), двома (лінолева), трьома (б, в - елеостеаринова) етиленовими зв'язками та їх похідних, враховуючи тетраедричну будова ланцюга, можна допустити дві ізомерні конфігурації Б і А.

Рис. 2.11. Схеми плоских ізомерних форм карбонових кислот з 18 вуглецевими атомами в ланцюзі: А - стеаринова кислота (найпростіша пилоподібна конфігурація); Б - олеїнова кислота (трапецеєвидна конфігурація); В - гіпотетична монокарбонова кислота (складна пилоподібна конфігурація )

На ри. 2.11 представлені всі три конфігурації. Вони містять 18 вуглецевих атомів в ланцюзі, але завдяки різній структурі істотно відрізняються по довжині і по перечному перерізу.

Метиленові ланцюги володіють досить високим ступенем - симетрії. Симетрія будови ниткоподібних молекул може бути розглянута з точки : зору вчення про симетрію стрижнів, тобто просторових фігур, які характеризуються віссю як єдиним особливим напрямком. Цим напрямом для «стрижневої молекули» вуглеводню служить напрямок паралельний її довгій осі, що проходить через атоми вуглецю. Такій молекулі може бути приписаний один з 17 видів симетрії, що характеризують стрижні.

2.3.2 Метиленовий ланцюг як пружна система

Структура метиленового ланцюга подібна структурі алмазу, (рис. 2.13), який має такі ж міжатомні відстані і такі ж тетраедричні кути між валентними зв'язками. Близькість структур визначає і схожість деяких фізичних властивостей цих речовин: осьовий модуль пружності метиленового ланцюга дорівнює модулю пружності алмаз.

Рис. 2.12. Структура алмаза

При розгляді деформацій валентних кутів метиленового ланцюга великий інтерес для теорії граничного тертя і створення інгібіторів корозії адсорбційного типу представляє трактування цих деформацій з точки зору теорії пружності, а також обчислення пружних констант метиленового ланцюга. Деформації молекул, що апроксимуються як механічні системи, неодноразово розглядалися з точки зору теорії пружності. Розрахунки слід вести, обмежуючись областю малої деформації, так як є сумніви в застосовності закону лінійної дії сил до подібних систем [144].

У роботі [142] виконані обчислення для теорії механічних властивостей граничних мастильних шарів і теорії граничного тертя. Ця робота базується на припущенні, що серед різних форм коливального руху, що здійснюється молекулами вуглеводнів, відбуваються поздовжні (осьові) коливання цих молекул, яким відповідають цілком певні частоти в спектрах їх молекулярного розсіювання [145]. Якщо наближено представити метиленовий ланцюг молекули вуглеводню як безперервний стрижень, то частота (v) його поздовжніх коливань описується рівнянням

(2.6)

де Е - модуль Юнга;

d - густина;

l - довжина стрижня.

Ця частота обернено пропорційна довжині стрижня, тому частота комбінаційного розсіювання обернено пропорційна числу вуглецевих атомів. Це підтверджується дослідженнями [142]: у спектрах комбінаційного розсіювання світла нормальними вуглеводнями (від бутану до гексадекану) виявлений ряд низьких частот, відповідних поздовжнім коливанням молекул (табл. 2.1).

На підставі цих даних і формули (2.2) обчислений модуль Юнга (Е) для метиленових ланцюгів різної довжини. Він виявився рівним 3,47•105 МПа і збігається за значенням з модулем Юнга для алмазу.

Таблиця 2.1 Частоти поздовжньо-осьових коливань аліфатичних вуглеводнів

Монопарафін

Частота поздовжньо-осьових коливань (v), см-1

Монопарафін

Частота поздовжньо-осьових коливань (v), см-1

спостережувана

обчислена

спостережувана

обчислена

н-бутан

425

432

н-нонан

249

259

н-пентан

406

402

н-декан

231

235

н-гексан

373

369

н-додекан

194

198

н-гептан

311

325

н-гексадекан

150

150

н-октан

283

289

Цей результат передбачуваний, так як вуглецеві атоми в метиленовому ланцюзі і в алмазі пов'язані між собою одними і тими ж ковалентними силами, знаходяться один від одного на одній і тій ж відстані (l=0,15 нм) і розташування їх характеризується тетраедричними кутами.

У роботі [46] наведена величина коефіцієнта пружності валентного тетраедричного кута K'= 0,5•102 Н/м, яка трактується як сила, необхідна для переміщення валентно пов'язаного атома на одиницю довжини (0,1 нм). За рахунок зміни початкового рівноважного значення валентного кута. Приймаючи, що деформація кута Дц=3°, а довжина зв'язку складає 0,1 нм, отримаємо, що деформуюча сила f=2,5 Н. Грунтуючись на цих даних і приймаючи «поперечний переріз» метиленового ланцюга рівним 0,2 нм, можна вирахувати, що Е=4,92•105 Мпа.

Спектри комбінаційного розсіювання аліфатичних вуглеводнів містять великий асортимент частот, що підлягають віднесенню до певних приватних видів коливань вуглецевого ланцюга або його елементів. Найнижчі частоти в спектрах твердих вуглеводнів були витлумачені як поздовжні деформаційні коливання ланцюгів. Інші частоти коливань були пов'язані або з валентними коливаннями вуглецевого скелета молекул нормальних вуглеводнів (рис. 2.14), або з цими ж коливаннями, але при одночасному обліку руху водневих атомів.

Рис. 2.12. Структура молекули пентана

Шиманоучи і Мідзусіма для розрахунку нормальних коливань вуглецевого скелета нижчих гомологів (н-бутану і н-пентану ) користувалися потенційної функцією у формі Юрі-Бредлі. У досить складний вираз цієї функції входять відстані між валентно пов'язаними (rn) і не пов'язаними (qn) атомами вуглецю, зміщення атомів вуглецевого скелета тангенційно (е) і нормально (з) довжині ланцюга, деформації тетраедричних кутів (бn), а також ряд силових констант. Для зв'язку С-С така константа прийнята рівною 4•102 Н/м, що дає можливість оцінити енергію, необхідну для зміни відстані С-С. Для зміни його на 0,01 нм ця енергія виявилася рівною 12,8 кДж/моль. Розрахунки коливальних спектрів молекул вуглеводнів, включаючи й вищі гомологи (не тільки нормальні, але й розгалужені), були виконані Б.І. Степановим за методом М.А. Єльяшевича [47 ].

Вище говорилося, що метиленові ланцюги мають вельми високе значення модуля осьової пружності, рівне модулю пружності алмазу, у якого ця величина вище, ніж у кращих марок високо пружних сталей. Тому в деяких окремих випадках молекули метиленових ланцюгів можуть умовно розглядатися, як абсолютно жорсткі системи зі стереометричними характеристиками, як незмінними константами [48].

Таке допущення є наближеним, тому що під дією зовнішніх сил можливі різні види деформацій молекул вуглеводнів та їх похідних (карбонових кислот, спиртів і т. д.): стиснення, розтягнення, вигин і кручення.

Серед них викликають інтерес деформації стиснення і вигину. Стиснення двох конденсованих мономолекулярних шарів, накладених один на одного, можна розглядати як стиснення двох пружних паралельних спіральних пружин, закріплених одним з їхніх кінців в загальній площині. Це «закріплення» забезпечується адсорбційними силами і не є абсолютно жорстким: при нахилі молекули щодо вертикалі, перпендикулярній до поверхні, виникають сили, які прагнуть змістити її по поверхні з області адсорбційного тяжіння.

Ґрунтуючись на результатах вимірювань пружних констант ланцюгових молекул і утворених полярними молекулами граничних шарів [42], а також на згаданій вище механічної моделі, можна підійти до розуміння молекулярного механізму на межі розділу фаз та їх впливу на процеси корозійного руйнування, тертя, зносу, адгезії і т.д.

2.3.3 Фізико-хімічні властивості фторвуглецевих ланцюгів

Фторвуглеці і вуглеводні за своїми властивостями належать до різних класів хімічних сполук. Вуглецеві ланцюги вуглеводнів знаходяться в максимально відновленому стані, фторуглеців - в максимально окисленому. Цим можна пояснити надзвичайно високу стійкість фторуглеців до окислення, негорючість і дуже високу хімічну інертність. Малий розмір атома фтору, близький до розміру атома водню, і його висока електронегативність обумовлюють невелику довжину зв'язку фтор-вуглець і її вкрай низьку полярність. Цей факт слід зазначити, так як він різко контрастує з поведінкою інших галогенів. Низька полярність зв'язку вуглець-фтор обумовлює також низьку величину міжмолекулярної взаємодії, включаючи взаємодію молекул фторуглеців один з одним і з молекулами інших речовин [49].

Типовий приклад прояву відмінностей у стеричній поведінці вуглеводневих і фторуглецевих ланцюгів - відмінність молекулярних структур поліетилену і політетрафторетилену. У поліетилені вуглеводневі ланцюги можуть брати конформації у вигляді зигзагоподібних структур, що лежать в одній площині, тоді як у політетрафторетилені такі структури неможливі, оскільки радіус Вандерваальса фтору приблизно на 10 % більше, ніж у водню. Ланцюг політетрафторетилену має структуру, внутрішня частина якої являє собою ненапружену спіраль, поверхня якої щільно без істотних проміжків покрита атомами фтору.

Іншими словами, на відміну від вуглеводневих ланцюгів фторвуглецеві ланцюги представляють собою жорсткі стрижні, вкриті оболонкою («шубою») з атомів фтору. Спіралеподібна конфігурація центрального вуглецевого ланцюга при температурі < 19 °С, тобто нижче точки першого фазового переходу, має період, відповідний 13 атомам вуглецю на кожні 180°. При більш високих температурах спіраль стає більш рихлою і містить 15 атомів вуглецю на кожні 180°, при температурі більше 30° спіраль втрачає регулярність просторового розташування. Відомо, що серед усіх полімерів політетрафторетилен володіє найбільш високою стійкістю до хімічних реагентів, однією з основних причин цього, поряд з міцністю зв'язку вуглець-фтор, є фізичні перешкоди до впливу ззовні, створювані оболонкою з атомів фтору [50].

Фторвуглеці володіють багатьма унікальними властивостями: стабільністю, обумовленою високою енергією і неполярністю зв'язку вуглець-фтор; жорсткістю вуглецевих ланцюгів, покритих оболонкою з атомів фтору. Це пояснює їх міцні всерединімолекулярні і дуже слабкі міжмолекулярні зв'язки.

Атомна маса фтору в 19 разів більше атомної маси водню, тому молекулярна маса фторвуглеців значно більше, ніж у вуглеводнів з тим же числом атомів вуглецю.

Щільність алканів С5-С7 становить 0,6...0,7, тоді як для фторвуглецевих рідин з тим же числом атомів вуглецю - 1,6...1,8 г/см, тобто майже в два рази вище, ніж у води. Незважаючи на це, істотних відмінностей в температурах кипіння немає: температури кипіння н-бутану і перфтор-н-бутану майже однакові і близькі до 0 ° С.

Фторвуглеці менших молекулярних мас мають більш високі температури кипіння, а при великих молекулярних масах виявляються більш легкозакипаючі, ніж вуглеводні (табл. 2.2, рис 2.13) [51, 53].

Таблиця 2.2 Властивості фторвуглеців ряду С1 - С7

Формула

Молекулярна маса

Питома вага, г/мл (° С)

Температура кипіння, ° С

Показник заломлення (°С)

CF4

88,0

1,613(-130)

-128

1,151(-73)

C2F6

138,0

1,600(-80)

-78

1,206(-73)

н-C3F8

188,0

1,350(20)

-37

-

н-C4F10

238,0

1,543(20)

-2,2

-

н-C5F12

288,0

1,620(20)

29

1,245(20)

н-C6F14

338,0

1,680(25)

58

1,251(22)

н-C7F16

388,1

1,733(20)

82,5

1,262(20)

Аліфатичні вуглеводні зазнають окислення і хлоруванню по радикальному механізму, нітрування під дією азотної кислоти, а фторвуглеводні аліфатичного ряду несприйнятливі до такого роду електрофільного впливу. Водночас ненасичені фторвуглеводні (тетрафторетилен, гексафторпропілен) легко вступають в реакцію з нуклеофільними реагентами.

Рис. 2.13. Залежність температури кипіння від числа атомів: вуглецю: а - алканів; б - перфторалканов; в - їх різниці температур

Через малу, довжину зв'язку вуглець-фтор в перфторалкенах відбувається сильне відштовхування між р-електронами подвійного зв'язку і вільною парою електронів на вінільному атомі фтору (р-р-відштовхування), тому молекула стає енергетично нестійкою [54].

Хімічна інертність фторвунлеводів є причиною їх низької розчинності у різних органічних розчинниках вуглеводневого типу. Слабка взаємодія між молекулами фторвуглеводнів в порівнянні з вуглеводнями, а також їх більша питома вага призводять до розшарування при їх зміщені з виділенням фторвуглеводнів у вигляді нижнього шару. Ароматичні і хлорвмісні розчинники, ацетон відносно добре розчиняють фторвуглеводні, однак найкращою сумісністю з ними володіють фторвмісні розчинники (табл. 2.3) [55].

Таблиця 2.3 Розчинність перфторціклогексана в різних розчинниках

Розчиник

Розчиність, %

0°С

27°С

50°С

Вода (Н20)

X

X

X

Метанол (СН3ОН)

X

X

--

Трихлоретилен (СНС1=СС12)

X

X

--

Бензол (С6Н6)

X

0,2

О

Ацетон (СНзСОСНз)

X

2

--

Хлороформ (СНСl3)

X

8

--

Тетрахлорид вуглеводню (CCl4)

0,7

19

О

Диетиловий ефір (С2Н5ОС2Н5)

X

О

О

Бензотрифторид (C5H5CF3)

О

О

О

Примітка - X - розчиняється; О - змішується

Поверхневий натяг рідких вуглеводнів (г) значно нижче, ніж у води (72 мН/м при 20 °С), але не опускається нижче 20 мН/м. Поверхневий натяг рідких фторвуглеводнів досягає величин порядку 10...15 мН/м, що також вказує на надзвичайно низьку міжмолекулярну взаємодю (табл. 2.4).

Таблиця 2.4 Поверхневий натяг (г) рідких вуглеводнів і фторуглеродов при 20 °С

Вуглеводні

фторвуглеводні

Дг

формула

г, мН/м

формула

г, мН/м

13,0

20,3

21,8

23,8

22,9

26,8

9,9

13,2

13,6

14,7

13,4

16,3

3,1

7,1

8,2

9,1

9,5

10,5

На поверхні твердих фторугвеводнів критичний поверхневий натяг має надзвичайно низькі значення: для політетрафторетилену г=18 мН/м. Це означає, що рідини з поверхневим натягом вище 18 мН/м не змочують його, тобто органічні розчинники і вода розтікаються по поверхні краплями. Для порівняння: v для поліетилену становить 31, полівінілхлориду - 39, найлону - 6,6 - 46 мН/м.

Це пояснює водо- і масловіштовхуючі властивості політетрафторетилену.

Зазначений ефект широко застосовується для створення водомасловідштовхуючих поверхонь шляхом введення бічних фторвуглеводних ланцюгів в поліакрилати та інші функціональні полімери.

Органічні і неорганічні фториди мають низькі значення показників заломлення. Зв'язок між молекулярною будовою і показником заломлення описується добре відомим рівнянням Лоренца-Лоренца, згідно з яким молекулярна рефракція R пов'язана з поляризацією Р наступним чином:

(2.6)

де NA - число Авогадро;

n - показник переломлення;

с - густина;

М - молекулярна маса.

В звязку з малою величиною атома фтору і жорсткості зв'язку вуглець-фтор поляризація фторвмістних з'єднань мла і значення показника заломлення-невеликі.

Якщо для аліфатичних вуглеводнів ряду С5-С10 показник заломлення світла складає 1,4 то для відповідних фторвуглецевих з'єднань він не перевищує 1,3 [42].

2.4 Висновки

Аналіз властивостей молекул ланцюгової будови показав можливість використання таких молекул при органічному синтезі нових сполук:

Виявлено залежності фізико-хімічних властивостей ПАР від структури молекули, щільності упаковки на поверхні розділу, виду зв'язку полярної групи молекули з поверхнею, кількості полярних груп в молекулі. Все це відкриває певні можливості для наукового цілеспрямованого пошуку та синтезу нових сполук із заданими властивостями.

Проведено аналіз фізико-хімічних властивостей фторуглеродних і вуглеводневих ланцюгів, з якого випливає унікальність властивостей фторвуглеводнів, що полягає в їх хімічній інертності. Наявність фторуглеводневого радикала в молекулі дозволяє створити ліофобну тверду поверхню.

Розглянуто можливості використання органічних сполук з ланцюговою молекулярною структурою з позицій ефективності, доступності та економічної доцільності. Такими речовинами є карбонові кислоти і аміноспирти.

РОЗДІЛ 3. ПРОГРАМА ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

3.1 Програма дослідження процесів корозії

Про розвиток корозійних процесів можна судити виконуючи безпосередні вимірювання корозійних ефектів (глибини, площі ураження, маси продуктів корозії і т.д.), або фіксуючи зміни в результаті корозії деяких характеристик металу (механічної міцності, електропровідності і т.д.), або здійснюючи дистанційно-періодичні перевірки експлуатаційних факторів (температурно-вологісного режиму, концентрації забруднень в повітрі і т.д.) і працездатності виробів з металу.

При досліджені корозії умови експлуатації можна моделювати на зразках металів з урахуванням значимих чинників (лабораторні випробування), деталях і складальних одиницях на кліматичних станціях, на дослідних зразках техніки (випробування в природних умовах). Випробування можуть бути тривалими і прискореними. Часто застосовують експрес-методи.

Класифікація корозійних випробувань наведена на рис. 3.1.

При експлуатації та збереженні металовиробів використовують візуальний метод, він дозволяє встановити зміну мікрогеометрії поверхні металу і захисного покриття, адгезію останнього (здуття, розтріскування, відшаровування), вид корозійного руйнування. Його використовують для оцінки суцільної корозії і деяких видів місцевої корозії. Місцеву корозію оцінюють за глибиною уражень та займаної ними площі поверхні.

Зазвичай для оцінки корозійного враження використовують десятибальну шкалу корозійної стійкості.

Недолік розроблених раніше шкал - розбіжність у значеннях корозійних балів. Розроблено універсальну шкала оцінки стану металовиробів, по якій корозійний стан оцінюють відповідною групою стійкості (0-V) або в балах (0-10). Елементи конструкції, не піддаються корозії в даних умовах експлуатації, відносять до нульової групи ( бсолютно стійкі) і оцінюють в 0 балів. При інтенсивному протіканні корозійних процесів руйнувань металів відносять до п'ятої групи (абсолютно нестійкі ) і оцінюють в 10 балів.

Про початкові стадії загальної корозії блискучих металевих поверхонь можна судити по зміні коефіцієнта відбиття світла, заміряючи величину фотоструму за допомогою фотоелектричних блискомірів ФБ-2, ФМ-58 і ін. Металографічні методи дозволяють виявляти початкові стадії структурної корозії. Їх застосування можливе в умовах експлуатації металовиробів без відбору зразків.

Хімічні та електрохімічні методи дозволяють ідентифікувати склад металу елементів конструкції і продуктів корозії, визначити кислотність середовища, оцінити якість покриттів, виявити анодні і катодні зони в умовах нерівномірної та місцевої корозії металів, гетерогенні включення в металі, що виходять на його поверхню, використовуючи крапельний спосіб із застосуванням відповідного розчину або накладенням вологої індикаторного паперу.

Методи механічних випробувань складаються в порівнянні механічних властивостей металу до і після корозії. Вони включають випробування на розтяг, згин, ударну в'язкість. В особливих випадках визначають інші механічні властивості металу (межа витривалості, плинності та ін.)

Іноді металовироби випробовують на міцність повітрям і водою. При таких випробуваннях фіксують граничні значення тиску робочого тіла (повітря, рідини), за якими розраховують зусилля руйнування конструкції для порівняння зі стандартними.

Випробування дозволяють встановити вплив умов експлуатації та корозійних процесів на міцнісні та інші фізико-механічні характеристики елементів конструкції.

Відомі такі критерії оценки коррозійних ефектів:

- місцевий показник корозії (kn) - кількість корозійних місць, що виникають на одиниці металевої поверхні за певний проміжок часу в даних умовах експлуатації;

- глибинний показник корозії (kр) - характеризує середню або максимальну глибину корозійного руйнування металу за певний час експлуатації виробів, наприклад, мм/рік; для вимірювання піттингів може бути використаний індикатор підвищеної чутливості;

- показник схильності металу до корозії (kс) - термін експлуатації (випробування) до початку корозійного процесу, год/(мм2·добу). Початок корозійного процесу визначають станом поверхні металу, при якому корозійне поразка досягло 1 % площі;

- показник зміни маси металу (kт) - зменшення або збільшення маси металу під час експлуатації (випробування) за, рахунок втрат або росту продуктів корозії, г/(м2·год);

- механічний показник корозії, наприклад міцнісний, що характеризує зміну межі міцності металу за час експлуатації, %;

- електричний показник корозії, наприклад струмовий, який відповіднає швидкості корозійного процесу мА/см2, або показник зміни електроопору поверхні металу за час експлуатації, %.

Різноманітність факторів корозійних процесів і механізмів їх перебігу вимагає індивідуального підходу до вибору методу корозійних випробувань і оцінки корозійних вражень.

Методи прискорених випробувань повинні враховувати умови експлуатації, зберігання, зокрема основні значимі чинники. Прискорення корозійного процесу при цьому не можна досягти за рахунок зміни його механізму, наприклад, введенням більш агресивного компонента іншої природи. Режим випробування необхідно підібрати такими чином, щоб забезпечувалася висока швидкість коррозії протягом всього періоду випробувань.

Прискорення процесу, атмосферної корозії; може бути досягнуто створенням умов періодичної конденсації вологи на поверхні виробів, підвищенням концентрації корозійного компонента. Прискорення процесу мікробіологічної корозії може бути досягнуто застосуванням температурного (вологого) режиму, живильного середовища і штамів мікроорганізмів, які викликають при експлуатації найбільш інтенсивне руйнування.

Використання: для прискорення корозії підвищеної температури допустимо при врахуванні інших факторів. Фактор температури впливає на час контакту електроліту з металом, при цьому корозійні ефекти можуть бути низькими в області впливу високих температур. Тому застосування температурного чинника з метою прискорення процесу корозії можливо з урахуванням фактора зволоження поверхні.

Результати прискорених випробувань можуть бути використані для прогнозування реальних корозійних процесів тільки в тому випадку, якщо є адаптовані моделі останніх. Слід уникати методів прямої екстраполяції по коефіцієнтам жорсткості.

Експрес-методи дослідження корозійних процесів при експлуатації та ремонті GXT займають особливе місце.

Своєчасне виявлення корозії металі , що перебувають у контакті з агресивним середовищем, зокрема визначення схильності металу до міжкристалітної корозії (МКК) та виявлення її початкових стадій має велике значення для безаварійної експлуатації виробів. Перспективний експрес-метод корозійного випробування сталей типу 12X18Н9Ш на схильність до МКК кип'ятінням в 65 %-ній азотній кислоті. Схильність до МКК оцінюють хімічним шляхом (фотоколориметричним або спектрофотоколоричним аналізом розчину). Якщо відношення перейдених в розчин іонів тривалентного заліза до іонів шестивалентного хрому становить 1:4,5, то сталь не схильна до МКК, якщо це відношення 1:(4,5...20 ) - схильна або має початкову стадію руйнування за механізмом МКК. Основна перевага методу - можливість використання для аналізу металевої стружки, взятої з поверхні конструкцій поблизу очікуваних зон руйнування металу.

Розроблено метод визначення схильності і початкових стадій МКК металографічним шляхом безпосередньо на елементах металевих конструкцій, що знаходяться в експлуатації або вилучених з виробів при проведенні технічного обслуговування. Шліфи роблять в поздовжньому перерізі. Після шліфування, знежирення і травлення поверхні визначають розташування кордонів зерен. Замкнуті кордони зерен характеризують схильність металу до МКК або її початок.

Для виявлення структури металу на поверхні елементів конструкцій, що знаходяться в експлуатації розроблена спеціальна комірка. Пристрій виконаний у вигляді накидної шайби під об'єктив мікроскопа. Внутрішній простір розділено тонкою скляною перегородкою, яка ізолює об'єктив мікроскопа від електроліту і має два штуцери для прокачування електроліту і ущільнювальну прокладку, що забезпечує щільне прилягання до поверхні випробуваного сполучення. Пристрій дозволяє спостерігати процес у часі. Для прискорення процесу травлення підключають до позитивного полюса джерела постійного струму.

Поверхні корозійно-стійких сталей полірують електронатиранням з попереднім нанесенням на поверхню плівки розчину ПАР. При інтенсивному утворенні продуктів корозії виконують травлення електронатиранням кислим і лужним розчинами.

Для визначення корозійного стану (діагностики) та своєчасного виявлення можливих корозійних відмов машини, які знаходяться в експлуатації, періодично перевіряють. У кожен момент часу стан конструкції можна характеризувати корозійним враженням (КВ), яке визначає стійкість металів і покриттів до діючих факторів. При цьому необхідно знат, чи вкладається КВ в допустимі межі або виходить з них. Вихід фактичних значень КВ за межі допустимих значень - ознака небезпечного корозійного стану.

Для дистанційних перевірок можливе застосування пристрою з датчиком ємнісного типу. Таким пристроєм можливо здійснювати дистанційні виміри вологості поверхні металу і рН плівки вологи.

Дистанційне визначення корозійного стану в перспективі дає можливість проводити прискорені випробування з постановкою керованого експерименту і моделювання окремих стадій процесу корозії. Створення та впровадження пристроїв для автоматичних вимірювань параметрів корозійних процесів дозволить не тільки вирішити завдання контролю корозії, а й ширше впровадити методи захисту від корозії впливом на середовище, автоматичне регулювання параметрів електрохімічного захисту, дозування летючих інгібіторів корозії і біоцидів і т. п.

До методів автоматичного вимірювання параметрів процесів корозії і пристроїв для їх реалізації висувають такі вимоги:

- забезпечення достовірних результатів вимірювань найбільш простим шляхом;

- своєчасність виявлення небезпечного корозійного стану;

- можливість суворого обліку та контролю факторів, що впливають на відтворюваність результатів вимірювань;

- вибірковість реєстрації параметрів окремих видів корозії , а вокремих випадках - можливість отримання інтегральних оцінок корозійних ефектів;

- мінімальний вплив вимірювальної апаратури на хід корозійного процесу;

- можливість автоматизації збору і обробки інформації.

Рекомендовані методи корозійних випробовувань і показники оцінки різних видів корозії приведено у табл. 3.1 і 3.2.

Таблиця 3.1 Класифікація методів дослідження корозійних процесів

Метод та досліджуєма характеристика

Тип досліджень

Показник корозії

1

2

3

Методи прямого дослідження корозійних процесів

Метод візуального спостереження

Лабораторні, натуральні і експлуатаційні дослідження

Якісно порівнянням фото, замальовок, описання процесів і поточного стану обєкта

Хімічні методи:

- капельний метод накладання вологої індикаторної бумаги

- проведеням хімічного (спектрального, рентгенографічного) аналіза метала і продуктів корозії після експлуатації конструкції

Екмпрес-методи ідентифікування металів і продуктів корозії.

Кількісне визначення хімічного складу продуктів корозії на зразках елементів конструкції після лабораторних і експлуатаційних досліджень

Якісне по характеру реакції, зміни кольору і т.д.

Показник складу продуктів корозії

Метод фіксації корозійних центров:

- час появи першого корозійного центра

- відносна площа корозійного враження

- глибина корозійного вогнища

Лабораторні, натуральні, обмежено експлуатаційні (для місцевої корозії)

Показник схильності до корозії.

Місцевий показник корозії.

Глибиний показник корозії

Гравіметричний метод:

втрата маси

збільшення маси

Лабораторні, натуральні випробування зразків:

можливо видаляти продукти корозії;

продукти корозії малорозчинні і мають достатню адгезію

Показник зміни маси металу, г/(м2·год)

Методи непрямого дослідження корозійних процесів

Обґємний метод

Лабораторні дослідження зразків:

при водневій деполяризації (виділення водню)

при кисневій деполяризації (поглинання кисню)

Обємний показник корозії, см3/(см2·год)

1

2

3

Метод світлових ефектів

Лабораторні, натуральні, експлуатаційні випробування (для визначення початкових стадій атмосферної корозії)

Показник зміни відбивної здатності, % рік

Метод фотостимулювання електроної емісії (ФЕЕ)

Лабораторні випробовування початкових стадій атмосферної корозії

Показник корозії позгасанню ФЕЕ

Механічні методи

Лабораторні випробовування зразків після проведення процесів корозії в лабораторних, натуральних і експлуатаційних умовах для структурної та інших видів корозії по зміні механічних характеристик.

Механічний показник корозії, %

Показник зміниміцності або відностого питомого видовження зразків ф

Метод теплового ефекта

Лабораторні випробовування у випадку проведення енергетичних корозійних процесів

Тепловий показник корозії, Дж/(см2·доб)

Електрохімічні методи:

зміна електродних потенціалів аналіз поляризаційних кривих визначення поляризаційного опору

фіксація змін характерних параметрів середовища, викликаних процесами корозії

Лабораторні методи при досліджені електрохімічної корозії

Показник корозії по електрохімічним характеритикам

Струмовий показник корозії, мА/см2

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены