книги из ГПНТБ / Ингибиторы коррозии металлов сборник трудов

Рис. Влияние ННХК на коррозию арматуры при различной толщине 'за­ щитного слоя бетона: а—0,5 см, б — 2 см.

1 - ННК нет; 2. ННК : СаС12=1 : 20; 3. ННК : СаС12=1 : 4; 4. ННК : СаС12=1 : 2

3.Хлорид кальция опасен для арматуры при любой толщине

щитного слоя бетона. При соотношении НМК п СаС12> 1 опас­ ность коррозии арматуры исключается практически полностью; при этом минимально допустимая толщина защитного слоя бетона мо­ жет быть несколько уменьшена.

ЛII Т Е Р А Т У Р А

1.В. Б. Ратинов, С. Г. Енишерова, Р. У. Загирова. Промышленное строитель­

ство, № 7, 13— 15, (1970).

2.С. Г. Енишерлова, Р. У. Загирова, В. Б. Ратинов. Защита строительных кон­ струкции в агрессивных средах химических и нефтехимических производств, (Обзорная информация). М., 1970 г., стр. 58—64.

3.С. Н. Алексеев. Коррозия и защита арматуры .в бетоне. Изд. литературы но строительству, М., 1968 г., стр. 97— 104.

4. Т. А. Козленко, Г. П. Иноземцев. Труды МАДИ, выпуск 45, 155—157, 1972 г.

5.М. И. Бруссер. Труды координационного совещания но гидротехнике, вып. 68, 1971 г.

В. П. СОЛОДКИНА, И. И. ГОГОЛЕВСКАЯ, В. В. РОМАНОВ

У П Р О Ч Н Е Н И Е Н И З К О У Г Л Е Р О Д И С Т Ы Х С Т А Л Е Й О Б Р А Б О Т К О Й И Н Г И Б И Р О В А Н Н Ы М К И С Л Ы М Р А С Т В О Р О М

Увеличение циклической прочности нпзкоуглеродистоп стали на воздухе под влиянием обработки ингибированным кислым раство­ ром впервые наблюдали сотрудники кафедры общей и аналитиче­ ской химии МГПИ им. В. И. Ленина [1]. Было установлено, что предварительная обработка стали 20 в 0,1 н H2SO4 + 1 г/л катапина в течение 33 часов вызывает увеличение циклической прочно­ сти металла на воздухе. Это явление упрочнения металлов ингиби­ рованной кислой средой получило название эффекта Балезина.

Целью настоящего исследования является проверка обнаружен­ ного эффекта упрочнения для низкоуглеродистых сталей различных марок и изучение влияния отдельных факторов на проявление это­

го эффекта.

Объектом исследования выбраны низкоуглеродистые стали (сталь 10, сталь 20, сталь 45 и Fe—армко в состоянии листового полуфабриката толщиной 1 мм). Плоские образцы, имеющие форму лопаток, шлифовали наждачной бумагой, последнее шлифование осуществляли продольно. Циклические напряжения создавали на установке [2, 3] симметричным изгибом консольно закрепленных образцов с частотой 500 циклов в минуту.

База испытаний N = 2 106 циклов.

212

Для стали 20 упрочнение проявляется в большей степени — 39,3%. Исходя из различного процентного содержания углерода в сталях, можно отметить, что уменьшение содержания углерода (сталь 10, Fe—армко) приводит к снижению степени упрочнения до 20 и 18%, соответственно, а увеличение (сталь 45) — к увеличению упрочнения до 14,8%. Кривая зависимости упрочнения для различ­ ных марок низкоуглеродистых сталей проходит через максимум

(рис. 1—б).

С целью изучения влияния упрочнения на кинетику электрод­ ных процессов проведены исследования электродного потенциала, скорости коррозии, омического и емкостного сопротивления для выбранного металла.

Изменение электродного потенциала во времени и скорости кор­ розии изучали в растворе 20 г/л ЫагЭСД 4- 10 г/л NaCl при темпе­ ратуре 20°С (рис. 2). Электродный потенциал облагораживается

Рис. 2. Зависимость электродного потен­ циала и скорости коррозии в растворе

20 г]л Na2S04 + 10 г/л NaCl от содержа­ ния углерода в сталях

для упрочненной стали по сравнению с исходным состоянием, при­ чем наибольшее смещение потенциала в положительную область наблюдается для стали 20.

Скорость коррозии снижается для упрочненной стали; мини­ мальная скорость коррозии характерна для стали 20.

214

По-видпмому, ингибированная кислая среда, вызывающая уп­ рочнение, приводит к образованию пленки на поверхности низкоуг­ леродистых сталей. Данные по изменению омического (R v) и емко­ стного (СЛ.) сопротивления (рис. 3) при стационарном электродном потенциале для исследуемых сталей в 0,1 и H2S.O4и в 0,1 н H2SO44- + I г!л ката пина возможно могут служить подтверждением выска­ занного предположения о наличии пленки на поверхности упроч­ ненной стали.. Кривые зависимости С* и R* от содержания углеро­ да в сталях также проходят через максимум емкостного и минимум омического сопротивления для стали 20.

Рис. 3. Зависимость омического и емкостного сопротивления от со­ держания углерода в сталях

Анализируя полученные данные, можно предположить, что уп­ рочнение отражается на электрохимическом поведении металла в коррозионной среде и основные электрохимические характеристики согласуются со степенью упрочнения.

Поскольку на поверхности упрочненной стали имеется пленка, то предполагается, что повышение длительной прочности металла па воздухе каким-то образом связано с пленкой. Возможно, что наличие пленки на поверхности служит барьером для проникнове­ ния кислорода воздуха по плоскостям скольжения вглубь развива­ ющихся трещин, т. е. тормозится процесс усталостного разрушения по механизму Фудзита (4, 5).

Однако, по-видимому, не только наличие пленки вызывает уп­ рочнение металла. Ингибированный кислый раствор влияет на ха­ рактер поверхностных дефектов. Полученные данные по профилю

215

поверхности указывают на выглаживание дна концентраторов на­ пряжений в поверхностном слое упрочненной стали. Радиус за­ кругления концентраторов напряжения увеличивается для упроч­ ненного металла по сравнению с исходным в 3 раза.

Вы в од ы

1.Упрочнение, вызываемое обработкой ингибированным кис­ лым раствором,-имеет место для всех исследуемых марок сталей, причем в наибольшей степени характерно для стали 20.

2.Упрочняющая обработка, по-видпмому, влияет на кинетику электродных процессов, вызывая облагораживание электродного

потенциала, уменьшение скорости коррозии, снижение емкостного

ивозрастания омического сопротивления.

3.Предполагается, что механизм упрочнения связан с одной стороны с наличием пленки на поверхности металла и с другой стороны с выглаживанием дна концентраторов напряжений на его

поверхности.

л

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

ГБ. В. Романов, ФХММ, 9, ЛЬ 1, 1973.

2.С. В. Пушкина, В. В. Романов, Г. В. Шепелева. ГОСИНТИ, ЛЬ 18—64—472.9,

М., 1964.

3.В. Е. Беляков С. В. Пушкина, А. К. Пронин, В. В. Романов, ФХММ, 6, ЛЬ 1. 1970.

Г. С. БОЛЬШАКОВА, С. А. БАЛЕЗИН, В. В. РОМАНОВ

В Л И Я Н И Е И Н Г И Б И Т О Р О В К О Р Р О З И И Н А К О Р Р О З И О Н Н У Ю

У С Т А Л О С Т Ь А Л Ю М И Н И Е В О Г О С П Л А В А Д - 1 6

Сил аз Д —16 исследовался в состоянии листового полуфабрика­ та толщиной 1 мм и имел следующий химический состав:

Форма образцов, подготовка их к испытаниям, методика корро­ зионных и коррозионно-усталостных испытаний описаны ранее в работе [1],

Методика определения основных характеристик циклической прочности описаны в работах [1,2].

Исследования проводили в растворе NaCI при концентрации хлор-ионов равной 0,1 г-иону/л со значением pH = 1 ; 7 и 12,7*pH устанавливается добавлением NaOH или НО.

Б кислой и нейтральной среде исследовались бихромат калия и нитрит натрия, которые являются эффективными ингибиторами коррозии металлов. Для исследования в щелочной среде были вы­ браны метасилнкат натрия и перманганат калия, существенно сни­ жающие скорость коррозии алюминия в щелочной среде.

Ингибиторы добавлялись в количестве 1%.

Обсуждаются результаты из 3—5 параллельных измерений для. базы N = 1• 106 циклов.

В табл. 1 представлены величина ингибиторного эффекта (ук), коэффициенты торможения полной потери прочности (уДа^цдр), по­

тери прочности за счет чисто коррозионных поражений (дДсд^д-)) , потери прочности по механизму коррозионно-механических пораже­

ний (уДзДцд') ) и коэффициента запаса прочности (yol^y) ). Коэф­

фициенты торможения потери прочности определялись как отноше­ ние потери прочности сплава в растворе без ингибитора к потерипрочности в присутствии ингибитора.

Таб.шца /

Влияние К2СГ0О7 и NaNOo на скорость коррозии и основные характеристики

циклической прочности сплава Д-16 в растворе NaC!

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что как бихромат ка­ лия, так и нитрит натрия более эффективно снижают полную поте­ рю прочности в нейтральном растворе, по сравнению с кислым. Причем, защитный эффект бихромата выше, чем нитрита.

Нетрудно заметить, что в растворе с pH = 7, в котором потеря прочности в коррозионной среде происходит главным образом за счет коррозионно-механических поражений, ингибиторы снижают полную потерюпрочности сплава, уменьшая преимущественно удельный вес коррозионно-механического фактора. Удельный вес фактора чисто коррозионных поражений в этом растворе в присут­ ствии бихромата калия снижается в 2,2 раза, в присутствии нитри­ та натрия увеличивается в 1,8 раза.

Itl(3 кГ/rth

\

6

ч -

Рис. 1. Кривые циклическом прочности алю­ миниевого сплава Д-16:

/ —на воздухе; 2—0,1 н NaCl [pH = 12,7]; 3—на воз­ духе после предварительной выдержки в растворе

2 1 9

сколько меньше, чем з присутствии метасилнката натрия ло срав­ нению с пепнгнбпрованнымн растворам]!.

Механизм упрочняющего эффекта напряжений для металлов' пока не достаточно ясен, но, по всей вероятности, он аналогичен ранее открытому упрочняющему эффекту, который был получен при перенесении условий измерения прочности кристаллов соли из атмосферы воздуха в воду (эффект академика Иоффе). Сущест­ венное увеличение характеристик прочности соли в воде связывается

срастворением участков, имеющих поверхностные дефекты.

Вы в о д ы

1.Ингибиторы коррозии металлов-бпхромат калия и нитрит натрия — существенно снижают потерю прочности металлов в ней­ тральной и кислой среде.

2.Между скоростью коррозионно-усталостных разрушений и ки­ нетикой коррозии отсутствует прямая связь. Скорость коррозионно­ усталостных разрушений определяется, по-видимому, характером коррозионных поражений.

3.В щелочной среде в присутствии метасилнката натрия прояв­ ляется упрочняющий эффект напряжений.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Беляков В. Е., Пушкина С. В., Прокин И. И., Романов В. В ФХММ, 6, № Г„

48(1970).

2.Романов В. В., «Влияние 'коррозионной среды на циклическую прочность ме­ таллов». Изд. «Наука», М., 1969, стр. 12.

3.Батов Л. И., ФХММ, 6, № 3, 18 (1970).

4.Иарушевич Н. И., Балезин С. А., Романов В. В., «Ингибиторы коррозии ме­ таллов». Изд. М'ГПИ им. В. И. Ленина, М., 1962. стр. 183.

И. Г. КЛЮЧНИКОВ, В. С. ДУХАНИН

ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ ОКИСЛЕНИЯ ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ ПЕРМАНГАНАТОМ КАЛИЯ ПОСЛЕ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ИХ РАСТВОРОВ

Вопрос о влиянии магнитных полей па кинетику химических процессов является недостаточно изученным и в настоящее время

носит дискуссионный характер [1].

С. С. Батнагар, К. Н. Мазур и П. Л. Капур [2] на основе нзучекия ряда химических реакций в магнитном поле вывели эмпириче­ ское правило: если сумма молекулярных магнитных восприимчиво­

220