Моделирование коррозионных процессов материалов, эксплуатируемых в хлоридсодержащих средах

• Автор: Крючкова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 182 с. : ил.

1. АНАЛИЗ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕСООВ МАТЕРИАЛОВ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В ХЛОРИДСОДЕЖАЩИХ СРЕДАХ И МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПИТТИНГОВОЙ КОРРОЗИИ

1.1. Проблемы выбора коррозионностойких материалов.

1.2. Механизм питтинговой коррозии и факторы, влияющие на

него .

1.3. Выбор критерия питтингостойкости нержавеющих сталей

1.4. Методы моделирования питтинговой коррозии

1.4.1. Физическое моделирование коррозионных процессов в питтинге

1.4.2. Математическое моделирование и прогнозирование

питтинговой коррозии

Выводы по разделу 1

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПИТТИНГОВОЙ КОРРОЗИИ В УСЛОВИЯХ НЕПОЛНОЙ ИНФОРМАЦИИ.

2.1. Общие принципы и методология построения моделей
2.2. Объекты исследования и методика эксперимента.
2.3. Прогнозирование предельных размеров питгингов с в
движущейся среде
2.4. Математическая модель
2.5. Физическая модель
2.6. Методика прогнозирования предельных размеров
питтингов в движущихся средах.
Выводы по разделу 2
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПИТТИГОВОЙ КОРРОЗИИ ПО ДАННЫМ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ.
3.1. Моделирование глубины питтинга как функции одной
переменной.
3.1.1. Выбор экстраполирующей функции для оценки
глубины коррозионных повреждений.
3.1.2. Моделирование глубины питтинга как функции
времени
3.2 Моделирование питтингостойкости материалов как функции
нескольких переменных методом наименьших квадратов
3.3. Моделирование питтингостойкости материалов как функции нескольких переменных на основе теории планирования
экспериментов
3.3.1 Методика прогнозирования питтингостойкости как функции нескольких переменных
3.3.2. Исследование параметров функции отклика методом планирования эксперимента
3.3.3. Построение и исследование планов второго порядка
3.3.4. Исследование двухпараметрической зависимости
функции отклика.
3.3.5. Исследование трехпараметрической зависимости
функции отклика.
3.3.6. Исследование функции на экстремум
3.4. Сравнительный анализ функций, использованных для
моделирования питтингостойкости.
Выводы по разделу 3.
4. РАСЧЕТ РИСКОВ ПО ПРИЧИНЕ КОРРОЗИИ.
Выводы по разделу 4.
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
6. ЛИТЕРАТУРА
7. ПРИЛОЖЕЕМЯ
ВВЕДЕНИЕ


Ионыактиваторы участвуют и в процессе депассивации отдельных участков поверхности металла путем адсорбционного вытеснения пассивирующего кислорода с поверхности металла, и в элементарном акте ионизации металлических ионов в результате образования комплексных соединений. Критическая концентрация активирующих ионов у отдельных участков пассивной поверхности, необходимая для возникновения питтингов, создается и вследствие электрохимической негомогенности поверхности, приводящей к неравномерности распределения тока и повышенной миграции активирующих ионов к участкам, растворяющимся с наибольшей скоростью. Начавшаяся активация этих участков приводит к выраженной локализации тока и к самоускорению процесса растворения металла в отдельных точках поверхности, которые и становятся питтингами. В Я. М. Колотыркина теоретически и экспериментально доказано, что молекулы воды при пассивации, подвергаются хемосорбционному распаду и являются основным источником пассивирующего кислорода. С появлением хемосорбированного кислорода, двухслойная аквометаллическая фаза, характерная для активного электрода, перерождается. Ее металлический слой постепенно превращается в оксидный. При повышении потенциала первоначальный хемосорбированиый слой кислорода на металле отодвигается от него растущей между ними оксидной пленкой. Оксидный слой между металлом и водным слоем, создает сложную трехслойную поверхностную фазу аквооксиднометаллическую . Эта концепция подтверждена экспериментально , . С предложенных авторами позиций можно ответить и на главный вопрос теории питтинговой коррозии о природе критического потенциала питтингообразования. В соответствии с адсорбционной теорией пассивности критический потенциал питтингообразования это минимальный потенциал, при котором ионыактиваторы приобретают возможность вытеснять с электродной поверхности пассивирующий кислород , . С этих позиций вполне понятны представления , согласно которым критический потенциал питтингообразования это потенциал начала процесса электрохимического превращения пассивирующего оксида в растворимую соль металла с иономактиватором, образующую при пересыщении солевую пленку на поверхности металла. Этот процесс является продолжением процесса нарушения пассивности, описанного в , . Для определения оптимальных режимов эксплуатации конструкционных материалов в условиях опасности возникновения питтинговой коррозии необходимо иметь представление о качественном и количественном влиянии различных факторов на питтиигостойкость материалов. Ниже приведены принципиально важные результаты, полученные при исследовании питтинговой коррозии, в том числе за последние лет, систематизированные по влиянию основных факторов, определяющих питтин гостойкость нержавеющих сталей. Влияние состава нержавеющих сталей. ЭСПСг3,3МоЫ. Более высокое значение индекса питтингостойкости соответствует и более высоким значениям потенциала питтингообразования. Однако на практике эта взаимосвязь может быть более сложной . Из представленных в таблице 1. При этом немаловажную роль на питтингостойкость оказывает содержание в сталях примесей серы, которое не учитывается в настоящее время при расчете индекса питтингостойкости. Видно, что с уменьшением содержания серы в стали, даже при меньших индексах гшттиностойкости, значения потенциала питтингообразования выше. Существенно влияют на питтингостойкость стали сера, марганец, фосфор, хром и молибден. Таблица 1. Индексы питтингостойкости и потенциалы питтиигообразования Е,ю мВ, н. Сталь Содержание элемента, масс. НМО 6,5 1 2 0,ИЬ РЬ ,3 3. Таким образом, качественная сравнительная оценка питтингостойкости сталей может быть проведена по индексам пиггингостойкости. Однако, количественную аналитическую оценку питтингостойкости сталей в зависимости от их состава в настоящее время провести затруднительно изза сложности комплексного учета влияния всех легирующих элементов и примесей в сплаве и недостаточной изученности процессов, приводящих к формированию поверхностных слоев сплавов. Влияние состава раствора.