Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. Килимник А.Б - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

фиксация изменения окраски индикатора, введенного в агрессивную среду.
При визуальной оценке коррозионных разрушений применяют лупы, металлографические микроскопы и бинокли (для
облегчения контроля коррозионного состояния коммуникаций, проложенных на высоких эстакадах).
Более точную информацию о коррозии материалов дают количественные показатели коррозии.
Количественные показатели коррозии основаны на измерении физико-химических и физико-механических свойств об-
разцов материала и агрессивной среды до и после коррозионного воздействия (изменение отражательной способности мате-
риала, его прочности, эластичности, удельного сопротивления и т.п.).
Дав оценки скорости коррозии материалов, применяемых в химической промышленности чаще всего, используются
массовый и глубинный показатели коррозии.
Массовый показатель коррозии К
m
характеризует изменение массы образца в единицу времени с единицы поверхности
(г / (м
2
⋅ч)):
st
mm
К
т
1
−
=
,
где m – масса образца металла до испытания, г; m
1
– масса образца металла после коррозионного воздействия, г; S – поверх-
ность образца металла, м
2
; t – время испытания, ч.
Глубинный показатель коррозии (П) характеризует глубину коррозионного разрушения в единицу времени (мм/год). Он
положен в основу десятибалльной шкалы коррозионной стойкости металлов, а массовый – пятибалльной шкалы. Наиболее
употребительной является десятибалльная шкала стойкости металлов.
Глубинный и массовый показатели коррозии целесообразно применять для оценки скорости равномерной коррозии. В
других случаях использование их значений имеет меньшую практическую ценность.
2. ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ
2.1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ВЕРОЯТНОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ
Химическая коррозия металлов часто протекает в атмосфере сухих газов при высоких температурах. При этом металлы
характеризуются двумя свойствами: способностью противостоять химическому воздействию окислителя (жаростойкость) и
способностью длительно сохранять высокие механические показатели (жаропрочность).
Вероятность протекания химической коррозии металлов определяется на основании термодинамических расчетов. Кри-
терием самопроизвольности химических процессов является убыль энергии Гиббса G
∆
, расчет изменения которой можно
произвести с учетом зависимости теплоемкости от температуры по методу Темкина-Шварцмана.
Например, определение термодинамической вероятности коррозии никеля в атмосфере чистого кислорода при 500 К по
методу Темкина–Шварцмана проводят в следующем порядке:
1) записывают уравнение химической реакции:
Ni
т
+
2
1
O
2, г
= NiO
т
;
2) выписывают из справочника [9, табл. 41] в табл. 2.1 значения термодинамических свойств для участников реакции;
3) выписываются значения коэффициентов М
0
, М
1
и М
–2
из справочника [4, табл. 45]: М
0
= 0,1133; М
1
= 0,0407⋅10
3
и М
–
2
= 0,0407⋅10
–3
;
2.1. Сведения для участников реакции
Коэффициенты уравнения С
р
= f (T),
Дж/моль
Вещество
o
298,f
H∆
,
кДж/моль
а
b ⋅ 10
–3
c′ ⋅ 10
–5
o
298
S ,
Дж/моль
Ni
т
1 / 2O
2, г
NiO
т
0
0
–239,74
16,99
15,72
–20,88
29,46
1,69
157,23
–
–1,88
16,28
29,87
102,57
37,99
4) рассчитывают изменение термодинамических характеристик (табл. 2.1) по первому следствию из закона Гесса и
подставляют полученные данные и значения коэффициентов: М
0
, М
1
и М
–2
в
уравнение Темкина–Шварцмана:
o
T
G∆ =
o
298,f
H∆
–
o
298
ST∆ – Т (∆аМ
0
+ ∆bМ
1
+ ∆c′М
–2
).
При коррозии никеля в воздухе необходимо учитывать парциальное давление кислорода
.
2
О
Р
В данном случае расчет
проводят по формуле
500
G∆ =
o
500
G∆ – RT
5,0
O
2
ln P
.
Полученные результаты вычисления изменений энергии Гиббса в обоих случаях свидетельствуют о термодинамической
возможности протекания коррозии никеля как в чистом кислороде, так и в воздухе.
Для расчетов изменения энергии Гиббса другими методами (с учетом среднего значения теплоемкости в заданном ин-
тервале температур или по уравнению: С
р
= а + bТ + c′Т
–2
) можно воспользоваться программами, приведенными в [9].

Страницы