Косвенные показатели.

а) по изменению физико-механических свойств: времени сопоставления растяжению, сжатию, изгибу;

В результате сплошной коррозии площадь поперечного сечения изменяется от F₀ до F₁. Если допустить, что межкристаллитная коррозия отсутствует, то прочность самого материала при этом не меняется. Тогда разрушающая нагрузка при испытании образца до коррозии будет

Р₀= ⁰ * F₀, а после коррозии: Р₁= ⁰ * F₁

Где ⁰ – предел прочности.

В экспериментах определяют Р₀ и Р₁, но относят их к одной и той же начальной площади, т.е. определяют некоторый фиктивный предел прочности металла после коррозии ¹

¹= Р₁/ F₀= ⁰ * F₁/ F₀

Фиктивный предел прочности характеризует сечение образца после коррозии. Если присутствует еще и межкристаллитная коррозия, то картина усложняется, т.к. в зоне межкристаллитной коррозии предел прочности, конечно, будет изменен.

Удлинение образца уменьшится за счет коррозии как в случае сплошной, так и в случае межкристаллитной коррозии.

Изменение механических свойств образцов обычно выражают в процентах от начального (коррозии) значения:

⁰ - ¹ *100% δ⁰ – δ¹ * 100%

⁰ δ⁰

б) по изменению электрического сопротивления.

Изменение поперечного сечения образца вследствие коррозии приводит к изменению его электрического сопротивления

R₁ – R₀ = ρl (1/ F₁ - 1/ F₀)

Если имеет место межкристаллитная коррозия, то изменение сопротивления образца связано так же с изменением удельного сопротивления материала вследствие разрушения границ между зернами. Метод измерения сопротивления пригоден для образцов с небольшим сечением (проволока, ленты, листы). Обычно изменения электрического сопротивления выражают в процентах от начального значения (до коррозии):

(R₁ –R₀) /R₀ * 100%.

Вышеприведенные показатели скорости коррозии используются, как правило, для оценки равномерной коррозии. Так, по величине глубинного показателя (П) все металлы, согласно ГОСТ 13819-68 подразделяются на группы коррозионной стойкости.

3. Общая движущая сила коррозионного процесса Самопроизвольный процесс, как правило, сопровождается изменением энергетического состояния системы (выделение теплоты). Самопроизвольный процесс без изменения энергетического состояния системы, например, процесс смешения двух газов, совершается только в направлении, при котором беспорядок в системе возрастает.

В коррозионных процессах одновременно изменяются энергетический запас системы и степень ее беспорядка. Самопроизвольно процесс происходит в том направлении, в котором общая движущая сила процесса будет уменьшаться.

Если процесс протекает при постоянном давлении и температуре, то общая движущая сила процесса называется изменением изобарно-изотермического потенциала и обозначается ∆G. Величину ∆G также называют изменением свободной энергии Гиббса. То есть в некотором неравновесном исходном состоянии энергии Гиббса реагирующих веществ и продуктов реакции не одинаковы. Изменение изобарного потенциала в реакции есть разность между суммой изобарных потенциалов продуктов и исходных веществ:

∆GТ=Σ Gпрод - Σ Gисх. в-в (1)

При данных условиях процесс химической коррозии возможен, если

∆GТ<0

Коррозионный процесс не возможен, если

∆GТ>0

Если система находится в равновесии, то

∆GТ=0

Для решения вопроса о возможности или невозможности протекания какого-либо коррозионного процесса следует воспользоваться справочными данными или произвести соответствующий расчет.

Изменение изобарно-изотермического потенциала ∆GТ можно рассчитать. Для этого нужно составить уравнение изотермы химической реакции.

Если при постоянных давлении и температуре протекает реакция

bB +сС + ………= rR + rS + …….,

то изменение изобарно-изотермического потенциала определяется уравнением изотермы химической реакции:

(1)

где R – универсальная газовая постоянная, а_В,а_С ….и др. – активности реагентов, соответствующие исходному состоянию системы;: [а_В …]_равн, - равновесные активности реагентов, К_а = – термодинамическая константа равновесия;

- изменение стандартного изобарно-изотермического потенциала при условии, что реагенты (исходные и конечные вещества) находятся при активностях, равных единице (кал/моль).

Активность была предложена в 1907 году Льюисом как новая переменная, применение которой вместо концентрации позволяет использовать для описания свойств реальных растворов относительно простые уравнения, полученные для идеальных систем. Альтернативой этому пути является использование более сложных уравнений, учитывающих взаимодействие между частицами (см., например, уравнение Ван-дер-Ваальса).

Активность отличается от общей концентрации на некоторую величину. Отношение активности () к общей концентрации вещества в растворе называется коэффициентом активности:

Коэффициент активности служит мерой отклонения поведения раствора (или компонента раствора) от идеального. Отклонения от идеальности могут быть обусловлены различными химическими и физическими причинами — дипольные взаимодействия, поляризация, образование водородных связей, ассоциация, диссоциация, сольватация и др.[1]

2 Раздел: Химическая коррозия конструкционных материалов

Дата добавления: 2015-07-07