![](/user_photo/91653_YtWm7.jpg)
![](/html/91653/141/html_4IefO0BQBY.hTBz/htmlconvd-w7k4Ml1x1.jpg)
Долгов Р.Н. |
05.11.2023 |
ТФ-12-20 |
|
|
Защита лабораторной работы №3 |
Вопрос №1: Что такое процесс окисления металла?
Ответ: Коррозия – необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического и физико-химического действия окружающей среды.
Вопрос №2: Как протекает процесс окисления металлов и от каких факторов зависит?
Ответ: В основе коррозии металлов лежит реакция взаимодействия материала и среды на границе раздела фаз. В большинстве своем это взаимодействие – окислительно-восстановительная реакция.
Критерием самопроизвольности коррозии является изменение энергии Гиббса (в природе самопроизвольны лишь те процессы, у которых ΔG < 0):
ΔG = ΔH – TΔS ΔG = - n F E
Где: ΔG – изменение энергии Гиббса; ΔH – изменение энтальпии системы; T – абсолютная энергия системы; S – изменение энтропии системы; n – число электронов, участвующих в реакции; F – постоянная Фарадея; E – ЭДС (E = φкатода
– φанода; φкатода > φанода).
Процесс окисления металлов зависит от следующих факторов:
1.Температурный режим взаимодействия.
2.Агрессивность среды (pH, концентрация р-ра, влажность, ионное загрязнение).
3.Состояние металла на поверхности контакта (шероховатость, наличие механических повреждений, наличие примесей и иных отложений).
4.Физико-химические свойства металла (химическая активность металла).
1
![](/html/91653/141/html_4IefO0BQBY.hTBz/htmlconvd-w7k4Ml2x1.jpg)
5.Наличие выполненных мероприятий по предотвращению или снижению скорости коррозионных процессов (защитные пленки, наличие ингибиторов, окрашевание, легирование и т.д.).
Вопрос №3: Какова химическая структура окисных пленок на стали и цирконии в данном эксперименте?
Ответ: В данной работе проводился обжиг элементов в печи при температуре t = 500 °С, следовательно образцы подвергались газовой коррозией.
Процесс образования оксидной пленки при газовой коррозии следующий:
1.Ионизация металла и переход его электронов в оксид.
2.Перенос О2 к поверхности оксида.
3.Адсорбция кислорода.
4.Превращение адсорбированного кислорода в О2-4.
5.Перемещение ионов кислорода в слой оксида.
6.Образование оксида.
Рис. 1. Механизм газовой коррозии
2
![](/html/91653/141/html_4IefO0BQBY.hTBz/htmlconvd-w7k4Ml3x1.jpg)
Для оценки качества образовавшейся пленки используется критерий сплошности:
1 < Vоксида/Vметалла < 2.5
При выполнении этого условия теоретическая пленка будет обладать хорошим защитным свойством.
Вопрос №4: Какие вы знаете газовые теплоносители? Перечислите их достоинства и недостатки.
Ответ: В настоящее время основными газовыми теплоносителями являются: He, H2, N2, CO2 и воздух. Наилучшими теплофизическими свойствами обладает водород, но он обладает высокой коррозийной активностью по отношению к материалам используемым в активной зоне реакторной установки, а также взрывоопасен. По совокупности всех требований безопасности, эффективности и экономичности наиболее пригоден He.
Преимущества газовых теплоностиелей:
1.Однофазный теплоноситель газ позволяет получать высокие температуры на выходе из реактора до 1000˚С и выше не зависимо от его давления.
2.Высокая температура теплоносителя делает возможным реализацию наиболее эффективных тепловых схем с максимальным термическим и внутренним КПД.
3.При аварийных ситуациях, связанных с разгерметизацией 1-го контура, газоохлаждаемые реакторы оказываются наиболее безопасными с точки зрения радиационного воздействия на окружающую среду.
4.Возможность применения одноконтурных газоохлаждаемых схем. Реализация преобразования тепловой энергии в механическую непосредственно.
Недостатки газовых теплоносителей:
1.Требуется прокачка большого объёма газа через реактор для обеспечения эффективного теплосъёма. Эта необходимость возникает вследствие небольшой плотности, низкой объёмной теплоёмкости и небольшого
3
коэффициента теплопроводности газов. Затраты энергии на перекачку теплоносителя достигают 20% вырабатываемой энергии, в то время как для воды 5-6%.
2.Требуется качественная герметичность циркуляционного контура, вследствие высокого давления для лучшей перекачки теплоносителя.
3.Требуется отчистка газов от примесей.
4.Возникновение газовой коррозии.
4