для практических занятий по дисциплине «Коррозия и защита металлов от коррозии»
для студентов специальности:
150106 «Обработка металлов давлением»
Очной формы обучения Новотроицк – 2008 Большина Е.П. Методическое пособие для практических занятий по дисциплине «Коррозия и защита металлов от коррозии» для студентов специальности 150106 «Обработка металлов давлением» очной формы обучения. – Новотроицк: НФ МИСиС, 2008. – 41 с.
Учебное пособие предназначено для практических занятий по дисциплине «Коррозия и защита металлов от коррозии». Пособие содержит теоретические основы и задачи по термодинамике и кинетике высокотемпературной (газовой) и электрохимической коррозии, также рассматриваются вопросы по защите металлов от коррозии в газовой и жидкой средах.
Цель пособия – научить студентов использовать теоретические положения лекционного курса для решения конкретных проблем коррозии и защиты металлов в газах при высоких температурах и жидких средах различной химической природы.
Одобрено на заседании кафедры МТ Протокол № 23 от 20.05. Содержание Введение ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1 Расчет термодинамической возможности газовой коррозии металлов ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2 Расчет защитной атмосферы для защиты конструкционных металлов и сплавов от газовой коррозии ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3 Расчет термодинамической возможности электрохимической коррозии металлов ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4 Расчет процесса электрохимической коррозии металлов ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5 Расчет контролирующего фактора электрохимической коррозии металлов ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6 Расчет защитных покрытий металлов ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №7 Расчет анодного оксидирования металлов ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №8 Расчет электрохимической защиты металлов и сплавов Библиографический список Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение 5 Приложение 6 Приложение 7 Введение Металлы и их сплавы являются наиболее важными современными конструкционными материалами. В то же время, всюду, где они эксплуатируются, происходит постепенное разрушение металлических конструкций. Коррозия металлов наносит большой ущерб экономике государств. Поэтому столь большое значение придается изучению коррозионных процессов, причин их возникновения и защите металлоконструкций от коррозии.
Общие положения теории коррозии и защиты металлов в большинстве не могут дать количественных ответов на многие вопросы. Они требуют более углубленного изучения, прежде всего в направлении количественных решений поставленных задач.
Цель пособия – научить студентов применять теоретические знания о коррозии и защите металлов от коррозии для решения конкретных вопросов, развить навыки расчета коррозионных процессов и умение пользоваться справочной литературой.
Предлагаемое пособие включает вопросы коррозии и защиты металлов в газовых и жидких средах.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №
Расчет термодинамической возможности газовой коррозии металлов Химическая (газовая) коррозия металлов – самопроизвольное взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды происходит в одном акте. Этот тип коррозии наблюдается при действии на металлы сухих газов (воздуха, продуктов горения топлива и др.) и жидких неэлектролитов (нефти, бензина и др.) и является негетерогенной химической реакцией жидкой или газообразной среды (или их окислительных компонентов) с металлом.
Первопричиной химической коррозии металлов является их термодинамическая неустойчивость в различных средах при данных внешних условиях, т.е. возможность самопроизвольного перехода металлов в более устойчивое ионное состояние в результате процесса:
с соответствующим уменьшением термодинамического потенциала этой системы.
Принципиальная возможность или невозможность самопроизвольного протекания химического процесса определяется знаком изменения термодинамического потенциала. В качестве критерия равновесия и самопроизвольности процессов коррозии металлов наиболее удобно пользоваться изобарно-изотермическим потенциалом G (изобарно-изотермическим потенциалом называется характеристическая функция состояния системы, убыль которой в обратимом процессе при постоянных давлении Р и температуре Т равна максимальной полезной работе). Любой самопроизвольный изобарно-изотермический процесс сопровождается убылью изобарно-изотермического потенциала.
Таким образом, при данных условиях:
-процесс химической коррозии возможен, если Gт < 0;
-коррозионный процесс - невозможен, если Gт > 0;
-система находится в равновесии, если Gт = 0.
Для решения вопроса о возможности или невозможности протекания какого-либо коррозионного процесса следует воспользоваться справочными данными или произвести соответствующий расчет.
Оценить возможность протекания процесса окисления позволяет уравнение (2):
где R = 8,31 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная; Т – абсолютная температура, К; рО2 – парциальное давление кислорода, атм; р'О2 - парциальное давление кислорода в равновесном состоянии, атм.
Если рО2 > р'О2, то процесс окисления возможен, т.к. в этих условиях G < 0. Если рО
[ 
«