Про причини збільшення швидкості корозії під тонкими шарами води

D. G. Korolyanchuk, V. G. Nefedov, V. I. Ovcharenko

Анотація


Постановка проблеми. Корозія металів і сплавів завдає значних економічних збитків. Щорічно близько 25 % від загальної кількості металу, що виготовляється, становлять збитки від корозійного руйнування. Причому швидкість корозії під тонкою плівкою вологи збільшується в 3...10 разів порівняно зі швидкістю корозії в об’ємі води. Тому актуальною проблемою для вивчення стало дослідження причин корозії під тонкими плівками вологи і розроблення методів захисту від неї. Результати. Виявлено, що причиною аномально високої швидкості корозії металів під тонкими плівками води може бути збільшення електропровідності поверхні розділу фаз газ − рідина внаслідок тунелювання зарядів за упорядкованими поверхневими структурами. Наукова новизна. Виявлено можливі причини аномально високої швидкості корозії під тонкими плівками води. Практична значимість. Результати досліджень дозволяють пояснити процеси корозійного руйнування металів, що відбуваються під тонкими шарами води, зокрема, за атмосферної корозії.

Ключові слова


: корозія; плівка електроліту; структура води; електропровідність; густина струму

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Розенфельд И. Л. Атмосферная коррозия металлов : монография / И. Л. Розенфельд. – Москва : изд-во АН СССР, 1960. – 372 с.

Nishikata A. Influence of Electrolyte Layer Thickness and pH on the Initial Stage of the Atmospheric Corrosion of Iron / A. Nishikata, V. Ichihara, V. Hayashi, T. Tsuru // J Electrochem. Soc. – April 1997. – Vol. 144, № 4. – Рp. 1244–1252.

Ву Дин Вуй. Атмосферная коррозия металлов в тропиках : монография / Ву Дин Вуй. – Москва : Наука, 1994. – 240 с.

Morcillo M. Аtmospheric corrosion of mild steel / M. Morcillo, D. de la Fuente, I. Díaz, H. Cano // Revista de Metalurgia. – Septiembre − Octubre, 2011. – Vol. 47 (5). – Рp. 426–444.

Nagano Hiroo. Atmospheric Corrosion Process for Weathering Steel / Hiroo Nagano, Masato Yamashita // Corrosion Science and Technology. – 2008. – Vol. 7, № 2. – Рp. 119–124.

Томашов Н. Д. Теория коррозии и защиты металлов : монография / Н. Д. Томашов. – Москва : изд-во АН СССР, 1959. – 592 с.

Левич В. Г. Физико-химическая гидродинамика : монография / В. Г. Левич. – Москва : Изд-во ГИФМЛ, 1959.– 700 с.

Нефедов В. Г. Влияние толщины слоя электролита на его электропроводность / В. Г. Нефедов, В. В. Матвеев,Д. Г. Королянчук, А. А. Вчерашняя // Вопросы химии и химической технологии. – 2010. – № 1. – С. 194–198.

Королянчук Д. Г. Влияние ионного состава электролита на электропроводность поверхности раздела фаз газ − жидкость / Д. Г. Королянчук, В. Г. Нефедов // Вопросы химии и химической технологии. – 2011. – № 4 (1). – С. 264–266.

Королянчук Д. Г. Влияние температуры на электропроводность в тонких слоях электролита на границе с воздухом / Д. Г. Королянчук, В. Г. Нефедов // Вопросы химии и химической технологии. – 2012. – № 1. – С. 171–175.

Королянчук Д. Г. Влияние pH раствора на электропроводность тонких слоев с поверхностью воздух − электролит / Д. Г. Королянчук, В. Г. Нефедов // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». – Харків : НТУ «ХПІ», 2012. – Вип. 32. – С .100–105.

Гончарук В. В. Кластеры и гигантские гетерофазные кластеры воды / В. В. Гончарук, В. Н. Смирнов, А. В. Сыроешкин, В. В. Маляренко // Химия и технология воды. – 2007. – Т. 29, № 1. – С. 3–17.

Гончарук В. В. Кластерная структура тяжелой, обычной и легкой воды / В. В. Гончарук, Е. А. Орехова, В. В. Маляренко // Украинский химический журнал. – 2009. – Т. 75, № 6. – С. 80–85.

Подобаев А. Н. Адсорбционное взаимодействие воды с металлами и его роль в процессах электрохимической коррозии: автореф. дисс. на соиск. уч. степ. д-ра хим. наук : 05.17.03 / А. Н. Подобаев – Москва, 2008. – 48 с.

Подобаев А. Н. Адсорбция молекул воды в процессе электрохимической ионизации металлов группы железа // Российский химический журнал. – 2008. – Т. LII, № 5. – С. 25−31.

Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии : учебное пособие для вузов / [К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков, под ред. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова]. − Ленинград : Химия, 1987. – 576 с.

Hoerl S. Advances in understanding atmospheric corrosion of iron. II. Mechanistic modelling of wet–dry cycles / S. Hoerl, F. Mazaudier, Ph. Dillmann, G. Santarini // Corrosion Science. – 2004. – Vol. 46. – Рp. 1431–1465.

Бондарь Д. В. Влияние ионного состава раствора и температуры на аномальную электропроводность тонких слоев электролита при электролизе воды / Д. В. Бондарь, В. Г. Нефедов // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». – 2008. – № 16. – С. 16–19.

Бондарь Д. В. Электропроводность приповерхностного слоя электролита на границе раздела фаз газ – жидкость. Модельные представления / Д. В. Бондарь, В. Г. Нефедов / Вопросы химии и химической технологии. – 2013. – № 4.– С. 131–135.

Liao Xiao-ning. In-situ investigation of atmospheric corrosion behavior of bronze under thin electrolyte layers using electrochemical technique // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. – 2012. – Vol. 22. – Рp. 1239−1249.

REFERENCES

Rozenfel'd I.L. Atmosfernaya korroziya metallov [Atmospheric corrosion of metals]. Moscow : AS USSR, 1960, 372 p. (in Russian).

Nishikata A., Ichihara V., Hayashi V. and Tsuru N. Influence of Electrolyte Layer Thickness and pH on the Initial Stage of the Atmospheric Corrosion of Iron. J Electrochem. Soc., April 1997, vol. 144, no. 4, pp. 1244–1252.

Vu Din Vuy. Atmosfernaya korroziya metallov v tropikakh [Atmospheric corrosion of metals in the tropics]. Moscow : Nauka Publ., 1994, 240 p. (in Russian).

Morcillo M., de la Fuente D., Díaz I. and Cano H. Аtmospheric corrosion of mild steel. Revista de Metalurgia. Septiember − October, 2011, vol. 47 (5), pp. 426–444.

Nagano Hiroo and Masato Yamashita. Atmospheric Corrosion Process for Weathering Steel. Corrosion Science and Technology, 2008, vol. 7, no. 2, pp. 119–124.

Tomashov N.D. Teoriya korrozii i zashchity metallov [Theory of corrosion and protection of metals]. Moscow : AS USSR, 1959, 592 p. (in Russian).

Levich V.G. Fiziko-khimicheskaya gidrodinamika [Physico-chemical hydrodynamics]. Moscow : GIFML Publ., 1959, 700 p. (in Russian).

Nefedov V.G., Matveyev V.V., Korolyanchuk D.G. and Vcherashnyaya A.A. Vliyaniye tolshchiny sloya elektrolita na yego elektroprovodnost' [Effect of the thickness of the electrolyte layer on its electrical conductivity]. Voprosy khimii i khimicheskoy tekhnologii [Questions of chemistry and chemical technology]. 2010, no. 1, pp. 194–198. (in Russian).

Korolyanchuk D.G. and Nefedov V.G. Vliyaniye ionnogo sostava elektrolita na elektroprovodnost' poverkhnosti razdela faz gaz − zhidkost' [Influence of the ionic composition of the electrolyte on the electrical conductivity of the gas − liquid interface]. Voprosy khimii i khimicheskoy tekhnologii [Questions of chemistry and chemical technology]. 2011, no. 4 (1), pp. 264–266. (in Russian).

Korolyanchuk D.G. and Nefedov V.G. Vliyaniye temperatury na elektroprovodnost' v tonkikh sloyakh elektrolita na granitse s vozdukhom [Effect of temperature on electrical conductivity in thin layers of electrolyte at the boundary with air]. Voprosy khimii i khimicheskoy tekhnologii [Questions of chemistry and chemical technology]. 2012, no. 1, pp. 171–175. (in Russian).

Korolyanchuk D.G. and Nefedov V.G. Vliyaniye pH rastvora na elektroprovodnost' tonkikh sloyev s poverkhnost'yu vozdukh − elektrolit [Effect of pH of the solution on the electrical conductivity of thin layers with the air-electrolyte surface]. Vísnik Natsíonal'nogo tekhníchnogo uníversitetu «KhPÍ» [Bulletin of the National Technical University "KhPI"]. Kharkív : NTU «KHPÍ», 2012, iss. 32, pp .100–105. (in Russian).

Goncharuk V.V., Smirnov V.N., Syroyeshkin A.V. and Malyarenko V.V. Klastery i gigantskiye geterofaznyye klastery vody [Clusters and giant heterophase clusters of water]. Khimiya i tekhnologiya vody [Chemistry and technology of water]. 2007, vol. 29, no. 1, pp. 3–17. (in Russian).

Goncharuk V.V., Orekhova Ye.A. and Malyarenko V.V. Klasternaya struktura tyazheloy, obychnoy i legkoy vody [Cluster structure of heavy, ordinary and light water]. Ukrainskiy khimicheskiy zhurnal [Ukrainian Chemical Journal]. 2009, vol. 75, no. 6, pp. 80–85. (in Russian).

Podobayev A.N. Adsorbtsionnoye vzaimodeystviye vody s metallami i yego rol' v protsessakh elektrokhimicheskoy korrozii : avtoreferat dissertatsii na soiskaniye uchenoy stepeni d-r. khim. nauk: 05.17.03 [Adsorption interaction of water with metals and its role in the processes of electrochemical corrosion : the author's abstract of the thesis for the degree of Doctor of Chemical Sciences]. Moscow, 2008, 48 p. (in Russian).

Podobayev A.N. Adsorbtsiya molekul vody v protsesse elektrokhimicheskoy ionizatsii metallov gruppy zheleza [Adsorption of water molecules in the process of electrochemical ionization of metals of the iron group]. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal [Russian Chemical Journal]. 2008, vol. LII, no. 5, pp.25−31. (in Russian).

Pavlov K.F., Romankov P.G. and Noskov A.A. Primery i zadachi po kursu protsessov i apparatov khimicheskoy tekhnologii [Examples and tasks on the course of processes and devices of chemical technology]. Leningrad : Khimiya, 1987, 576 p. (in Russian).

Hoerl S., Mazaudier F., Dillmann Ph. and Santarini G. Advances in understanding atmospheric corrosion of iron. II. Mechanistic modelling of wet–dry cycles. Corrosion Science, 2004, vol. 46, pp. 1431–1465.

Bondar' D.V. and Nefedov V.G. Vliyaniye ionnogo sostava rastvora i temperatury na anomal'nuyu elektroprovodnost' tonkikh sloyev elektrolita pri elektrolize vody [Effect of the ionic composition of the solution and temperature on the anomalous electrical conductivity of thin electrolyte layers during the electrolysis of water]. Vísnik Natsíonal'nogo tekhníchnogo uníversitetu «KhPÍ» [Bulletin of the National Technical University "KhPI"]. 2008, no. 16, pp. 16−19. (in Russian).

Bondar' D. V. Elektroprovodnost' pripoverkhnostnogo sloya elektrolita na granitse razdela faz gaz-zhidkost'. Model'nyye predstavleniya / D. V. Bondar', V. G. Nefedov / Voprosy khimii i khimicheskoy tekhnologii. – 2013. – №4.– pp. 131-135. (in Russian)

Liao Xiao-ning. In-situ investigation of atmospheric corrosion behavior of bronze under thin electrolyte layers using electrochemical technique. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2012, vol. 22, pp. 1239−1249.


Пристатейна бібліографія ГОСТ