Корозія органічних матеріалів

7.1 Короткі теоретичні зведення

7.1.1 Корозія полімерів

До полімерів відносять різні види пластичних мас, композиційні матеріали на неметалічній основі, каучуки і гуми, клеї, герметики, лакофарбові покриття, а також графіт, скло, кераміку. Такі їхні властивості, як достатня міцність, жорсткість і еластичність при малій щільності, світопрозорість, хімічна стійкість, діелектричні властивості роблять ці матеріали часто незамінними.

Одне з найважливіших властивостей полімерних матеріалів – висока корозійна стійкість. Ступінь корозійної стійкості залежить від власних властивостей полімерів, від складу агресивного середовища й умов її впливу. Вплив агресивного середовища на полімери може виявлятися в зміні їхньої структури і властивостей. При цьому матеріал може руйнуватися, зовні залишаючись цілим.

Вплив зовнішніх факторів на корозію полімерів

Термічна деструкція.

При термічному впливі на високомолекулярні сполуки відбуваються фізичні і хімічні зміни. Фізичні зміни виявляються лише в переміщенні макромолекул чи їхніх сегментів.

Хімічні зміни виявляються в розриві хімічних зв'язків. Істотна зміна розмірів макромолекул часто супроводжується зміною їхнього хімічного складу. При цьому цілком і необоротньо змінюються механічні і фізичні властивості.

Характер термічної деструкції залежить від хімічного складу. При деструкції речовин, що містять реакційноздатні групи (-ОН, -Cl і т.п.) відщеплюються такі низькомолекулярні сполуки, як вода, хлористий водень. При термічній деструкції речовин, що містять функціональні групи не здатні до реакцій при температурі деструкції, відбувається роздроблення полімерного ланцюга до невеликих структурних ланок без зміни хімічного складу.

Термічна деструкція здебільшого супроводжується окисними реакціями. Наприклад, поліетилен під час відсутності кисню починає руйнуватися при температурах вище 290 ^оС, а при наявності кисню - при 150 ^оС. При деструкції поліетилену в присутності кисню

37

цьому середовищі більше електровід’ємний потенціал ніж матеріал конструкції, яку захищають.

Для захисту сталевих конструкцій протектором частіше використовують цинк або сплави на основі цинка та магнію.

Використовується також катодний або анодний захист зовнішнім струмом.

6.2 Експериментальна частина

Вивчають ефективність захисту сталі від електрохімічної корозії на зразках пластинчатої форми з вуглецевої сталі з ферито-перлитною структурою, які підлягають термодифузійному та гальванічному покриттю та оксидуванню. Для порівняння використовується зразок без покриття з тієї ж сталі та зразок з нержавіючої аустенітної сталі.

Для встановлення швидкості електрохімічної корозії покритих та непокритих зразків використовують установку, яка описана у роботі 4.

Зразки, що вивчають, маркірують, зачищають по всій поверхні наждачним папером однієї й тієї ж зернистості, визначають розміри штангенциркулем з точністю 0.1мм., обезжирюють розчинителем та зважують на аналітичних терезах.

Кожний зразок, який випробують, розміщають на підстановці в склянку, наливають заданий розчин електроліту, накривають зразок ковпаком газовимірювальної бюретки та піднімають електроліт до верхньої відмітки на трубці. З цього часу, згодом 20-30 хвилин через рівні проміжки часу (1-5 хвилин) виконують відлік об’єму газа, що виділився.

Після іспиту зразок виймають із склянки, описують вид його поверхні, промивають водою, сушать фільтрувальним папером та знов зважують на аналітичних терезах. Результати експерименту записують у таблицю 6.1 та 6.2

Таблиця 6.1 – Об’єм газу, що виділився, залежно від тривалості електрохімічної корозії у розчині електроліту

Час від початку іспиту, хв	Температура електроліту, оС
	5	20	60	80
	Об’єм газу, що виділяється, м3

38

Таблиця 6.2 – Показники електрохімічної корозії вивченої сталі у розчину електроліту за час, у залежності від покриття

Темпера-тура електро-літу,	Розмір зразка,мм	Поверх-ня зразка, S, м2	Вага зразка до іспиту, М0	Вага зразка після іспиту, Мк, г	Об’єм газу, що виділився, м3	Показники
						Km, г/м2,ч	Коб, см3/см2,ч	Kn, мм/рік	I,А/см2

Для розрахунку показників корозії використовують дод.1, для визначення групи стійкості – дод.2.

За даними табл. 6.1 будують графіки в координатах “Об’єм виділеного газу - час”, а за даними табл. 6.2 – стовбчасті діаграми корозійної стійкості.

У висновках стисло оцінюють вплив вивчених методів захисту та швидкість електрохімічної корозії.

6.3 Звіт

1. Назва роботи та стислі відомості про методи захисту сталі та сплавів від електрохімічної корозії.

2. Конкретна мета роботи.

3. Методика роботи.

4. Результати у вигляді опису, таблиць та графіків.

5. Висновки.