Анодное растворение железа в нейтральных и близких к нейтральным водных растворах

• Автор: Алексанян, Артем Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭЛЕКТРОХИИМИЧЕСКОГО РАСТВОРЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ.

1.1. Электрохимическое поведение железа в щелочных средах.

1.2. Электрохимическое поведение железа в нейтральных средах.

1.3. Электрохимическое поведение железа в кислых средах.

1.4. Электрохимическое поведение никеля в кислых и слабо кислых средах.

1.4.1. Кинетические закономерности анодного растворения никеля.

1.4.2. Кинетические закономерности разряда ионов М2.

I. 5. Теория поверхностного комплекса с переносом заряда ПКПЗ

1.6. Теория пространственного разделения процессов растворения и пассивации ПРРП.

1.7. Роль компонентов раствора в процессе анодного растворения железа.
1.7.1. Влияние сульфат ионов на скорость растворения железа.
1.7.2. Влияние хлорид ионов на скорость растворения железа.
1.7.3. Совокупное влияние хлорид и сульфат ионов на скорость растворения железа.
1.8. Пассивность железа.
1.8.1. Явление пассивности современное состояние и тенденции развития.
1.8.2. Пассивация железа в кислых сульфатных средах.
1.8.3. Пассивация железа в слабощелочных и нейтральных хлоридных средах.
I.8.4. Строение, состав и защитные свойства пассивирующих пленок
на железе в нейтральных и щелочных средах.
И. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.
II. 1 Исследованные материалы и их обработка.
II. 1.1 Растворы и реактивы.
Н.2 Аппаратура и приборы.
.2.1 Электрохимическая ячейка.
Н.2.2 Используемые приборы.
Н.2.3 Система сбора и обработки данных.
П.З Электрохимические измерения.
П.3.1 Стационарные электрохимические измерения.
Н.3.2 Нестационарные электрохимические измерения на свежеобразованной электродной поверхности.
П.3.2.1 Определение оптимальной скорости вращения дискового электрода при его механической зачистке.
И.3.2.2 Хроногальванометрические измерения на свежеобразованной поверхности электрода
Н.З.З. Метод нейросетевого моделирования
ГЛАВА III. СТАЦИОНАРНОЕ АНОДНОЕ РАСТВОРЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В НЕЙТРАЛЬНЫХ И БЛИЗКИХ К НЕЙТРАЛЬНЫМ БОРАТ
НЫХ РАСТВОРАХ.
ГЛАВА IV. ВЛИЯНИЕ ХЛОРИД И СУЛЬФАТ АНИОНОВ НА СКОРОСТЬ РАСТВОРЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В НЕЙТРАЛЬНЫХ И БЛИЗКИХ К НЕЙТРАЛЬНЫМ БОРАТНЫХ РАСТВОРАХ.
ГЛАВА V. ПЕРВАЯ СТАДИЯ АНОДНОГО РАСТВОРЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В НЕЙТРАЛЬНЫХ И БЛИЗКИХ К НЕЙТРАЛЬНЫМ БОРАТНЫХ БУФЕНЫХ РАСТВОРАХ.
ГЛАВА VI. ВЛИЯНИЕ ХЛОРИД АНИОНОВ НА СКОРОСТЬ ПЕРВОЙ СТАДИИ ИОНИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗА В НЕЙТРАЛЬНЫХ И БЛИЗКИХ К НИМ РАСТВОРАХ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


ВЛИЯНИЕ ХЛОРИД- АНИОНОВ НА СКОРОСТЬ ПЕРВОЙ СТАДИИ ИОНИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗА В НЕЙТРАЛЬНЫХ И БЛИЗКИХ К НИМ РАСТВОРАХ. ВЫВОДЫ. ЛИТЕРАТУРА. Актуальность темы. Изделия и конструкции из углеродистых и низколегированных сталей достаточно часто корродируют в средах с pH близким к семи. Морская, атмосферная и подземная коррозия, коррозия теплотрасс, водопроводов и водоводов - далеко не полный перечень случаев коррозии в таких средах. Вместе с тем, именно в нейтральных и близких к нейтральным водных растворах электрохимическое поведение железа наименее изучено, имеющиеся в литературе сведения малочисленны и противоречивы. В различных источниках приводятся значения тафелева наклона анодной поляризационной кривой в пределах от до 0 мВ, а порядка реакции анодного растворения железа по ионам гидроксония от 0 до +0. Этот разброс в данных не позволяет сделать однозначного заключения о механизме растворения железа в водных средах с pH в окрестности семи. Природные и искусственные водные среды зачастую содержат значительное количество хлорид- и сульфат- анионов, существенно повышающих их коррозионную агрессивность. Если для кислых сред механизм участия этих анионов в процессе растворения железа достаточно изучен, то для нейтральных и близких к ним, каковыми являются большинство природных сред, данных о механизмах растворения железа в присутствии сульфатов и хлоридов крайне мало. Противоречивость и скудность сведений по этим вопросам, в первую очередь, очевидно, обусловлена тем, что в нейтральных и близких к ним растворах при потенциалах вблизи потенциала свободной коррозии железо находится в состоянии активно-пассивного перехода и как следствие, та-фелевы участки анодных поляризационных кривых искажены либо отсутствуют. Отсутствие достоверных сведений о механизмах растворения железа в нейтральных и близких к нейтральным средах, в том числе, содержащих коррозионно- агрессивные анионы, является серьезным пробелом, поскольку именно эти сведения должны быть в основе разработки методов противокоррозионной защиты. Этим продиктована необходимость выполнения настоящей работы. Цель работы заключается в выяснении механизма анодного растворения железа в нейтральных и в близких по pH к нейтральным водных растворах и установление природы влияния хлоридных и сульфатных анионов на скорость процесса. В качестве объектов исследования выбраны боратные буферные растворы (в том числе с добавками хлорид- и сульфат- анионов) и чистое железо. Исследовать электрохимическое поведение железа в боратных растворах с pH в интервале 4 - 8. СГ - и " -ионов, в стационарных условиях. В тех же средах изучить закономерности растворения железа со свежеобразованной поверхности металла. Впервые получены данные о влиянии потенциала на стационарную скорость растворения железа на незапассивированной части электродной поверхности в боратных растворах (в том числе с добавками хлорида и сульфата) в интервале pH 4-8. На основе данных электрохимических измерений на свежеобразованной поверхности металла впервые получены данные о скоростях первой стадии ионизации железа в тех же средах. Определены кинетические параметры стационарного растворения железа, не искаженные частичной запассивированностью электродной поверхности, характерной для растворов с pH, близким к семи. Определены кинетические параметры первой стадии ионизации железа в для растворах с pH, близким к семи. Сделаны заключения о механизме растворения и пассивации железа в исследованных средах. Выяснена роль адсорбционного взаимодействия коррозионно агрессивных анионов с адсорбированной водой и металлом как фактор влияния на скорость растворения железа в нейтральных и близких к ним по кислотности водным растворам. Практическая значимость. Установление кинетических параметров активного растворения железа в нейтральных и близких к ним по кислотности водных средах позволит корректно применять электрохимические методы, в частности метод поляризационного сопротивления, для определения скорости коррозии оборудования и сооружений из углеродистых и низколегированных сталей в большинстве природных коррозивных Сред. H 4-8. H 4-8.