Исходные данные для задания
Таблица 2.1
-
Вариант Оксид
Время, час
Уд.привес г/кв.метр
6
7
104
CoO
13
144
17
167
22
191
30
226
38
256
44
277
49
294
60
327
71
358
80
381
86
397
93
413
102
434
110
452
118
470
124
482
132
499
148
530
160
553
Решение задачи
Для решения поставленной задачи необходимо определить массу металла, который перешел в оксид. Используя известные положительный и отрицательный показатель коррозии и соотношение между ними можно решить этот вопрос. Для этого удельный привес разделим на время ,за которое произошел прирост массы и получим положительный показатель коррозии. Затем, используя уравнение
,
(2.1)
найдем отрицательный показатель коррозии, который характеризует массу металла, перешедшую в оксид. Затем определим удельный прирост металла на единицу площади и определим массу оксидной пленки на единице площади. Занесем полученные данные в таблицу 2.2.
Глубину оксидной пленки можно найти из уравнения:
(2.2)
где m/S - масса металла на единице площади,
ρ – плотность металла.
Здесь и далее температуру примем 298 К.
Далее можно построить зависимость глубины проникновения от времени. Для решения этой задачи воспользуемся функцией ЛИНЕЙН в excel и найдем коэффициенты в сложно-параболическом уравнении роста оксидной пленки. Данные коэффициенты занесем в таблицу 2.3 и опишем зависимость графически, используя средства excel рисунок 2.1.
Таблица 2.2.
K+, г/(м. кв.*час) |
К-, г/(м.кв.*ч) |
Масса металла окислившеяся на единице площади, г/м.кв. |
Масса оксидной пленки на единице площади, г/м.кв. |
Глубина проникновения в глубь металла, м |
14,81193 |
54,554 |
382 |
486 |
0,00004291 |
11,10539 |
40,903 |
532 |
676 |
0,00005975 |
9,802365 |
36,103 |
614 |
780 |
0,00006896 |
8,69433 |
32,022 |
704 |
896 |
0,00007916 |
7,526081 |
27,719 |
832 |
1057 |
0,00009344 |
6,742271 |
24,833 |
944 |
1200 |
0,00010603 |
6,29774 |
23,195 |
1021 |
1298 |
0,00011467 |
5,990151 |
22,062 |
1081 |
1375 |
0,00012147 |
5,45 |
20,073 |
1204 |
1531 |
0,00013532 |
5,040865 |
18,566 |
1318 |
1676 |
0,00014811 |
4,7686 |
17,563 |
1405 |
1787 |
0,00015787 |
4,610823 |
16,982 |
1460 |
1857 |
0,00016410 |
4,445979 |
16,375 |
1523 |
1936 |
0,00017111 |
4,254902 |
15,671 |
1598 |
2032 |
0,00017960 |
4,111941 |
15,145 |
1666 |
2118 |
0,00018718 |
3,979807 |
14,658 |
1730 |
2199 |
0,00019434 |
3,889026 |
14,324 |
1776 |
2258 |
0,00019957 |
3,777535 |
13,913 |
1837 |
2335 |
0,00020635 |
3,581721 |
13,192 |
1952 |
2482 |
0,00021937 |
3,454137 |
12,722 |
2036 |
2588 |
0,00022871 |
Таблица
2.3 Коэффициенты сложно-параболического
уравнения глубины проникновения коррозии
в глубь металла от времени (
).
|
m2 |
m1 |
b0 |
|
-4,23075E-09 |
1,84E-06 |
3,84449E-05 |
Стандартные значения коэффициентов ошибок для коэффициентов m1, m2, b0 |
3,77776E-10 |
6,19E-08 |
2,08348E-06 |
Коэффициент детерминированности и стандартная ошибка для оценки y
|
0,99704498 |
3,21E-06 |
#Н/Д |
F-статистика, степени свободы |
2867,960927 |
17 |
#Н/Д |
Регрессионная сумма квадратов, остаточная сумма квадратов |
5,92671E-08 |
1,76E-10 |
#Н/Д |
Рисунок 2.1. Зависимость глубины проникновения от времени.
Для определения времени, за которое коррозия проникнет вглубь металла на 0,0005 м. построим обратную зависимость (время – глубина коррозии), используя ту же функцию ЛИНЕЙН. Коэффициент квадратно-параболического уравнения зависимости времени от глубины коррозии:
Таблица 2.4
m2 |
m1 |
b0 |
2672694237 |
100525,2 |
-2,554292 |
12666050,3 |
3532,247 |
0,222433 |
0,99999055 |
0,153489 |
#Н/Д |
899634,265 |
17 |
#Н/Д |
42388,7995 |
0,400501 |
#Н/Д |
Выражая зависимость времени от глубины проникновения выражением:
Подставляя известную величину проникновения коррозии в данное уравнение, получаем t = 715,8819 часов.
В итоге получаем ответ, что за 716 часов глубина проникновения коррозии вглубь металла будет равна примерно половине миллиметра.