LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Протикорозійний захист сталі від матеріальних та енергетичних забруднень

q


кДж/моль

еВ

D

-qN3

qN1

-qAPh

-qAIm

  • ФПБІ

  • 154,65

    8,133

    5,778

    .1739

    .1976

    .5789

    .2772

  • ФМБІ

  • 38,47

    8,262

    5,227

    .1819

    .1518

    .5535

    .2897

  • АБІ

  • 70,26

    8,844

    3,309

    .0988

    .2436

    .6160

    .2907

    Із збільшенням q на анельованих Іm-, Рh-ядрі g, К і КН зростають в ряду: Ін 1 < Ін 2 < Ін 3, внаслідок утворення p-донорно-акцепторних зв'язків з атомами Fe, але для N3- i N1- атомів азоту Іm- кільця (Ін 3) цей процес термодинамічно ускладнюється, а підсилюється p-дативний механізм за рахунок зворотньої координації з переносом заряду на ліганд (М ––––– L). Таким чином, застосування СЗК на вторинній сировині, з оптимальною добавкою Kat, в складі Ін та ІЗП забезпечує високу ефективність захисту від корозійно-механічного протикорозійного захисту сталі в електромагнітних полях, руйнування (КР та МЦВ).

    Четвертий розділ присвячено дослідженню в залежності від частоти f 0,05 ... 105 кГц (рис. 5, 6), величини напруженості електричного – ЕП (Е 1 ... 103 В/м) і магнітного поля – МП (Н 0,1 ... 10 А/м), що складає 0,2 ... 20 ГДР (за Е) і 0,3 ... 2 ГДР (за Н). Поляризаційні криві на сталі 20 в 0,1 М НCl (рис. 7), зняті в ЕМП, дозволили з'ясувати механізм зниження корозійної стійкості сталі 20 в HCl, pH 1 під впливом МП (Н = 1 ... 5 А/м, f = 10 ... 100 кГц) та її підвищення в ЕП (Е = 10 ... 100 В/м, f = 10 ... 100 кГц), пов'язаий із ростом швидкості парціальних супряжених процесів електрохінмічної корозії – катодного виділення (ік) водню та анодного розчинення (іа) в 2 і 3,2 рази – в першому випадку і зниженням ік та іа в ЕП – в 1,6 і 2 рази. Це корелює із зменшенням ак і аа на 50 і 60 мВ в МП, Rп – поляризаційного опору в 2,4 рази і збільшенням їх на 65 і 80 мВ в ЕП, Rп – в 3,4 рази, в порівнянні з умовами корозії сталі без ЕМП.


















    Рис.5 Вплив частоти електричної складової (Е = 100 В/м) ЕМП на процес корозії сталі різних марок в середовищі рН 0: 1 – Е45 (Кп = 8,2 – 0,05 lg f), 2 – Е310, 3 – Ст20, 4 – Ст45 (Кп = 2,2 – 0,3 lg f)







    Рис.6 Вплив частоти магнітної складової (Н = 5 А/м) ЕМП на процес корозії сталі різних марок в середовищі рН 0: 1 – Е45 (Кп = 2,5 + 0,16 lg f), 2 – Е310 (Кп = 2,1 + 0,16 lg f), 3 – Ст20 (Кп = 0,9 + 0,3 lg f), 4 – Ст45 (Кп = 1,05 + 0,09 lg f)













    Рис.7 Поляризаційні катодні (1 – 7) та анодні (1/ – 7/) криві на сталі 20 в НСl, рН 1

    (а – без Ін, б – з Ін) 1 – 4 – в ЕП: 1, 1/ і 2, 2/ – Е = 100 В/м, f = 100 і 10 кГц; 3, 3/ і 4, 4/ – Е = 10 В/м, f = 100 і 10 кГц; 5 – без ЕМП; 6, 7 – в МП: 6, 6/ – Н = 1 А/м, f = 100 кГц; 7, 7/ – Н = 5 А/м, f = 100 кГц

    Зниження швидкості корозії (ШК) сталі 20 при Е = 1 ... 103 В/м в 2,2 ...7,3 (гравіметрія) рази при f 0,05 ... 102 кГц, може бути, пов'язано і із "скін-ефектом" і зростанням, внаслідок цього, активного електричного опору (прямопропорційно частоті f; магнітній проникності m). Але m може і знижуватися за рахунок наводнення, що буде прискорювати корозію. При дії електричного поля максимальну корозійну стійкість мала сталь 45, а мінімальну, при всіх f і Е – електротехнічна сталь Е 45 (вона в 4 рази нижче, ніж у Ст 45 при f = 104 кГц). Агресивність середовища помітно впливає на різницю у КС сталі Е 45 (без ЕМП) і в присутності ЕП: при рН 0, Е = 1 В/м, f = 103 кГц вона максимальна (КС в 2,6 ... 3,5 рази нижче за КС без ЕМП).

    Із збільшенням f, Н магнітного поля ШК сталі зростає в 1,6 ... 4,6 рази, максимально при рН 0. Найбільш стійкою до впливу МП була сталь 45. Пояснення одержаних результатів може бути також зроблено в рамках впливу МП на m (що значно залежить від Н, А/м) та у зв'язку з позитивним знаком магнітострикційної деформації: напруження розтягу в напрямку поля викликають збільшення ШК. Можливий також активізуючий вплив МП на робоче середовище (ефект Дебая-Фалькенгагена). У зв'язку з негативною дією ЕМП, особливо її магнітної складової, досліджували можливість зменшення його впливу на КС сталі за допомогою захисних екранів. Так, екран з немагнітного матеріалу (Al) з ефективністю захисної дії е = 35 дБ подавляє негативний вплив ЕМП на КС сталі в HCl рН 0 ... 2 до рівня без ЕМП.

    Вивчено також кількісний ступінь впливу ЕМП на ефективність дії інгібіторів, інгібітованих покриттів та встановлені функціональні залежності g на досліджених сталях в HCl від f (0,05 ... 105 кГц), Е (1 ... 103 В/м) і Н (0,1 ... 10 А/м).

    Так при частоті ЕМП 50 Гц Н=0,5 А/м в присутності Ін 2 функціональні залежності g = f (Е) мають вигляд:


    Ст 45

    Е 45

    рН 2:

    g =16,0 + 1,3 lgE

    g =11,0 + 2,0 lgE

    рН 1:

    g =12,1+ 1,0 lgE

    g =9,1 + 0,9 lgE


    для f = 50 Гц Е = 10 В/м в присутності Ін 2 g = f (Н):


    Ст 45

    Е 45

    рН 2:

    g =19,0 – 0,8 lgН

    g =14,9 – 1,2 lgН

    рН 1:

    g =15,4 – 1,0 lgН

    g = 14,0 – 1,6 lgН


    тобто, електричне поле збільшує ефективність захисту в 1,2 ... 1,7 разів в залежності від Ін, рН, f, Е. Максимальні значення g при рН 1 (HCl) для Ін 1 – 16,9, Ін 2 – 25,6 при Е = 103 В/м і f = 102 кГц, що в 2 рази перевищує g на сталі 45 без ЕМП. Магнітне поле знижує ефективність інгібування сталі Ст 45 в HCl, рН 1 в 1,3 і 2,4 рази (Ін 1 і Ін 2) при f = 50 Гц і Н = 0,1 А/м, а при Н 0,1; 0,5; 5 А/м – в 1,8 ... 3 рази (Ін 1) і 1,3 ... 1,5 рази (Ін 2), в порівнянні з g без ЕМП. З ростом f (50 Гц ... 105 кГц) g зменшується при рН 1 в 1,4 ... 3,2 рази (Ін 1) і в 1,5 ... 1,6 разів (Ін 2). Ін 1 втрачає свою ефективність при f = 103 кГц і Н = 5 А/м, а при f = 105 кГц – при Е = 0,5 А/м. Сталь Е 45 більш чутлива до МП: Ін 1 втрачає ефективність вже при f = 10 кГц (рН 1) і f = 102 кГц (рН 2) – при Н = 5 А/м. Максимальний g спостерігали при f = 50 Гц і Н = 0,1 А/м, але він був в 1,2 ... 2,8 рази менше, ніж g без ЕМП. Із збільшенням Н 0,1 ... 5 А/м g знижується при рН 1 в 2 ... 3 рази у Ін 2, а при рН 2 – в 1,9 ... 3,2 рази (у Ін 1 – g зменшується в 2 ... 4 рази).

    Аналогічні закономірності: підвищення g в електричному полі із збільшенням Е і зниження його в