Контрольные вопросы

1. Приведите классификацию методов защиты металлов от коррозии.

2. Приведите классификацию защитных покрытий и укажите области их применения.

3. Какие Вы знаете способы нанесения металлических защитных покрытий? В чем их преимущества и недостатки?

4. Какие компоненты входят в состав электролитов для электроосаждения металлических покрытий? Каково их назначение?

5. Назовите известные Вам виды неметаллических неорганических защитных покрытий для цветных и черных металлов.

6. Какие основные компоненты входят в состав лакокрасочных материалов? Каковы их функции?

7. Опишите возможные механизмы защитного действия лакокрасочных покрытий.

8. Какие виды электрохимической защиты Вы знаете?

9. В каких случаях применяют катодную и катодно-протекторную защиту?

10.Что такое защитный потенциал металла?

11.Что такое перезащита?

12. Какие материалы используют для изготовления протекторов?

13. В каких случаях необходима дренажная защита? На чем основано ее действие?

14. Какие виды дренажей вы знаете?

15. На чём основано действие анодной защиты?

16. Назовите области применения ингибиторов коррозии.

17. Опишите возможные механизмы действия анодных, катодных и парофазных ингибиторов коррозии.

18. Что представляет собой приведенная шкала потенциалов и как ей пользоваться?

19. Что такое ингибиторы травления?

20. Назовите области применения и недостатки летучих ингибиторов.

21. Какие контактные ингибиторы Вы знаете? Каков механизм их действия?

22. Какие еще способы обработки коррозионной среды Вы знаете?

23. Назовите основные принципы рационального конструирования.

24. Какие факторы необходимо учитывать при конструировании для уменьшения опасности коррозионных поражений?

25. Приведите примеры удачного и неудачного конструирования. Поясните их.

26. В заключаются особенности конструирования сварных соединений?

5. Примеры решения задач.

Пример 1. Определить, возможно ли окисление палладия в воздухе и кислороде при 850 °С, если давление диссоциации его оксида при этой температуре (Р_О2 )_равн.= 500 мм.рт.ст.

Решение:

Давление диссоциации оксида палладия по реакции

РdO_(т) = Pd_(т) + 1/2 O_2(г)

(Р_О2)_равн. = 500¤760. = 0,658 атм.

Следовательно, процесс окисления Pd в воздухе при этой температуре невозможен, т.к. (Р_О2 )_равн. = 0,658 атм. > (Р_О2 )_возд. = 0,21 атм.

К такому же результату приводит и расчет изменеения изобарного потенциала для этой реакции по уравнению:

DG_т = DG°_т + RT ln (1/Р_О2 ^0,5).= 1140 кал/моль; т.е. DG_т > 0

В кислороде этот процесс возможен, т.к. (Р_О2)_равн. <Р_О2 = 1атм.

Пример 2. Оценить коррозионную стойкость цинка на воздухе при температуре 400°С. Образец цинка с поверхностью, равной 30 см² ,до испытаний имел массу 21,4261 г. После 180-часового окисления на воздухе при температуре 400°С его масса возросла до 21,4279 г. Плотность цинка принять равной 7,14 г/см³ .

Решение:

Находим положительный массовый показатель коррозии:

К_m⁺ = (m₂ - m₁)/St = (21,4279 - 21,4261)/0,0030 ´ 180= 0,0033 г/м²×час.

Так как при окислении на воздухе Zn образует окисел ZnO, отрицательный массовый показатель коррозии находим по уравнению:

K_m^-= K_m⁺´ A_Zn/A_O= 0,0033 ´ 65,28/16,00 = 0,01362 г/м²×час.

Тогда глубинный показатель коррозии:

П = K_m^-/r_Zn ´ 8,76 = 0,01362 /7,14 ´ 8,76 = 0,0167 мм/год.

Это по десятибалльной шкале коррозионной стойкости соответствует стойким металлам (балл 4).

Пример 3. Найти обратимый потенциал водородного электрода в нейтральном 1 M растворе NaCl при 25°C и Р_(H2) = 1 атм.

Решение:

В нейтральном растворе pH = - lga_H+ = 7,0. Подставляем это значение в уравнение потенциала водородного электрода, учитывая, что Р_(H2) = 1 атм. :

e = RT/F ´ 2,303 lga_H+ = - 0,0591 ´ 7,0 = - 0, 414 В.

Пример 4. Определить, возможна ли коррозия железа в воде при pH=7.0 и 25°C за счёт водородной деполяризации. В этих условиях произведение растворимости Fe(OH)₂ равно 1,65 ´ 10^-15 , а для воды Кв = 1,008 ´ 10^-14.

Решение:

Сопоставим обратимые потенциалы железа и водородного электрода при данных условиях.

Активность образующихся при растворении железа ионов Fe²⁺ в воде:

a_Fe2+= L Fe(OH)₂ /(a_OH-)²= 1,65 ´ 10^-15/1,008 ´ 10^-14 = 0,164.

Тогда обратимый потенциал железа:

e_(Fe) = e°_(Fe) + RT/2F ´ 2,303 lga_Fe2+ = - 0,44 + 0,0591/2 ´ lg0,164 = - 0,463 В.

Потенциал катодного процесса водородной деполяризации, т.е. обратимый потенциал водородного электрода, в рассматриваемых условиях равен:

e_(H) = RT/F ´ 2,303 lg(a_H+/(P_H2)^0,5) ,

причём lga_H+ = -pH = -7,0 , а P_H2 = 5 ´ 10^-7 атм, т.к. воздух содержит по объёму 5 ´ 10^-7 % водорода.

Тогда получаем: ___ ______

e_(H) = 0,0591 (lga_H+ - lgÖР_H2) = 0,0591 (-7 - lgÖ5 ´ 10^-7 ) = -0,228 В.

Так как e_(Fe) = -0,463 < = -0,228, то коррозия железа с водородной деполяризацией в рассматриваемых условиях термодинамически возможна.

Пример 5. .Рассчитать концентрационную поляризацию анода при электролизе 0,1 M водного раствора AgNO₃ с серебряным анодом при t = 18°C и i_к = i_а = 1 мА/см², если известно, что в рассматриваемых условиях коэффициент активности ионов серебра g = 0,731, эквивалентная электропроводность иона серебра l = 44 Ом^-1см², а число переноса аниона NO₃^- n_- = (1 - n₊) = 0,526. Эффективную толщину диффузионного слоя d принимаем равной 0,075 см.

Решение :

Рассчитываем концентрационную поляризацию анода по уравнению:

De_а = RT/nF ´ 2,303 lg(1 + i_а/i_d)

Предельная катодная плотность тока

i_d = k_d ´ n ´ F/(1 - n₊) ´ d. ,

а коэффициент диффузии разряжающихся на катоде ионов серебра

k_d = l ´ RT/nF².

Активность ионов серебра:

a_Ag+ = mg/1000 = 0,1 ´ 0,731/1000 = 7,31 ´ 10^{-5 .}

Тогда предельная плотность катодного тока

i_d = 44 ´ 8,313 ´ 291 ´ 7,31 ´ 10^-5 / 96500 ´ 0,075 ´ 0,526=

= 0,002 А/см² = 2 мА/см^2.

Рассчитываем концентрационную поляризацию анода:

De_а = 0,0577 lg(1 + 1/2) = 0,0102 В = 10,2 мВ.

Пример 6. Рассчитать объёмный, массовый и токовый показатели коррозии магния в 0,5N растворе NaCl. Размеры образца 20х20х0,5мм, полное погружение, t = 25°C, Р = 760 мм.рт.ст. За 100 часов испытаний выделилось 330,1см³ водорода. Упругость водяного пара в рассматриваемых условиях p_(H2O) = 23,8 мм.рт.ст.

Решение :

Полная поверхность образца:

S = (2 ´ 2) ´ 2 + (0,05 ´ 2) ´ 4 = 8,4см².

Приближённая величина объёмногo показателя коррозии (без приведения объёма выделившегося водорода к нормальным условиям):

K_об.H2 = V/St = 330,1/8,4 ´ 100 = 0,393см³/см² ч.

Учтём поправки на температуру и давление (T = 273+25 = 298 K):

K_об.H2 = V ´ 273 ´ (P - p_(H2O))/S ´ t ´ T ´ 760 =

= 330,1 ´ 273 ´ (760 - 23,8)/8,4 ´ 100 ´ 298 ´ 760= 0,349см³/см² ч.

Рассчитываем массовый показатель коррозии по уравнению:

K_m^- = K_об.H2 ´ A_(Mg)/n ´ 0,8917

Атомная масса магния A_(Mg) = 24,32, заряд ионов Mg n=2 ,тогда

K_m^- = 0,349 ´ 24,32 ´ 0,8917/2 = 3,784 г/м² ч.

Токовый показатель коррозии рассчитываем по уравнению:

i = K_об.H2 ´ 2,3896 ´ 10^-3 = 8,34 ´ 10^-4 А/см² = 0,834 мА/см².

Пример 7. Дать на основании данных таблицы 5.1. характеристику склонности к межкристаллитной коррозии образцов стали при кипечении в 65 % HNO₃.

Таблица 5.1.

образец	средний глубинный показатель коррозии в мм/год
	по потере массы , П1	по электросопротивлению, П2
1	0,290	0,274
2	0,744	1,280
3	1,673	6,310
4	1,853	17,680

Решение :

Рассчитаем отношение глубинных показателей коррозии для всех образцов:

1) П₁ / П₂ = 0,274 / 0,290 » 1,0

2) П₁ / П₂ = 1,280 / 0,744 = 1,7

3) П₁ / П₂ = 6,310 / 1,673= 3,8

4) П₁ / П₂ = 17,680 / 1,853= 9,5

Полученные результаты указывают на то, что образец 1 не склонен к МКК, образец 2 склонен к МКК, а образцы 3 и 4 весьма склонны к МКК.

Пример 8. Изменение массы образца стали за 5 часов травления в 15 % растворе HCI составило Dm₀ = 0,15 г/м² . При добавлении в тот же раствор 0,5 % замедлителя "Уникол" изменение массы идет во времени по линейному закону и за 50 часов составило Dm₁ = 0,10 г/м². Рассчитайте защитное действие ингибитора за время травления 5часов.

Решение :

Так как в присутствии замедлителя растворение идет по линейному закону, то за 5 часов изменение массы составит:

Dm = Dm₁ ´ 5 / 50= 0,01 г/м^{2 .}

Тогда защитное действие ингибитора:

Z = (К₀ - К)/К₀ ´100 = (Dm₀ - Dm)/ Dm₀ ´ 100 = (0,15 - 0,01)/0,15 ´ 100 = 93 %

Пример 9. Определить выход по току при цинковании стальной пластинки размером 100 ´ 250 ´ 1 мм. Плотность тока i_к = 1 А/дм² , в течении 30 мин. выделилось 2,87 г. цинка.

Решение :

Рассчитаем выход по току по формуле:

h = g ´ 26,8 / I ´ t ´ (A/n)

где А = 65,38 (атомная масса Zn), n=2 (валентность Zn).

Учитывая, что

I =i_к ´ S = 0,01 ´ [(25 ´ 10 ´ 2) + (25 ´ 2 + 10 ´ 2) ´ 0,1] =

= 507 см² ´ 0,01 А/см² = 5,07 А ,

получаем:

h = 2,87 ´ 26,8 / 5,07 ´ 0,5 ´ (65,38/2) = 0,928 или h = 92,8 %.

Пример 10. Вычислить масссовый процент Cr в сплаве Fe-Cr, соответствующем 6-ой границе устойчивости, т.е. содержащем 6/8 атомных долей Cr.

Решение :

Атомная масса железа равен 55,85 , а хрома 52,01. Воспользуемся системой уравнений:

ì х + у = 100

í х / а + у / b = (8 - n) / 8

î n / 8 = (8 - n) / n ,

где в нашем случае: n = 6, a = 55,85, b = 52,01, тогда

(100 - у) / 55,85 ´ у / 52,01 = (8 - 6) / 6.= 1/3 ,

откуда у = 73,6 , т.е. в сплаве содержится 73,6 % Cr.

Пример 11. Рассчитать катодную защиту стальной водонапорной трубы диаметром d = 500 мм и длиной L = 30 м. Удельное электрическое сопротивление воды принять равным r = 20 Ом·м, минимальную защитную плотность тока i = 140 mА/м².

В качестве анода взять круглый алюминиевый стержень, расположенный в центре трубы по всей её длине. Среднюю массу металла, уносимого током силой 1 А в течении 1 года для алюминия принять равной g_i= 2,9 кг/А год. Плотность алюминия g = 2700 кг/м³. Коэффициент запаса принять равным k = 1,5. Работу анода рассчитать на 5 лет.

Решение :

Площадь поверхности водонапорной трубы:

S = p ´ d ´ l = 3,14 ´ 0,5 ´ 30 = 47,2 м.

Для защиты этой поверхности требуется ток:

I_з= i_к ´ S = 140 ´ 47,2 = 6608 mА = 6,608 А.

Требуемая масса металла анода:

g = k ´ g_i ´ t ´ I = 1,5 ´ 2,9 ´ 5 ´ 6,608 = 143,8 кг.

Диаметр заготовки анода:

_____________ _________________________

d_а = 2 Ög/(p ´ L ´ g) = 2 ´ Ö143,8/(3,14 ´ 30 ´ 2700) = 0,048 м = 50 мм.

Сопротивление растеканию анода:

R_а = [r / (2 ´ p ´ L) ] ´ ln(4´L/d)=

= 20 ´ 2,303 / (2 ´ 3,14 ´ 30) ´ ln(4 ´ 30/0,05) = 0,23 Ом.

Сопротивление среды:

R^¢ = r ´ l / (2 ´ p ´ d^¢´ h) ,

где l - среднее расстояние между анодом и защищаемой поверхностью; d^¢ - средний диаметр общего сечения среды вокруг анода, в нашем случае

d^¢= (d+d_а)/2 = (0,500 + 0,050)/2 = 0,275 м ;

h = l - высота сечения среды вокруг анода.

Т.е. R^¢ = 20 ´ 0,0225 / (2 ´ 3,14 ´ 0,275 ´ 30) = 0,085 Ом.

Тогда общее сопротивление защиты: R_общ.= R_а + R^¢= 0,23 + 0,085 = 0,315 Ом.

Требуемое напряжение источника тока:

E_ист.= I_з ´ R_общ.= 6,608 ´ 0,315 = 2,082 В.

Мощность установки:

W = E_ист. ´ I_з = 2,082 ´ 6,608 = 13,758 Вт .

З А Д А Ч И

зз

З

а

дача 1.

Определить, пользуясь таблицами термодинамических величин и приближенным уравнением DZ_т = А ´ DH_т + В, будет ли происходить окисление серебра по реакции:

2Ag(m) + 1/2 O (г) = Ag O

при температуре t°С и парциальном давлении кислорода Po₂атм. (табл.5.2.).

Значение постоянных А и В для реакции окисления металла принять А = 0,99; В = 6,08.

Таблица 5.2.

коды		1	2	3	4	5
	t°С	Po2, атм.
		10-5	5´10-5	10-4	5´10-4	10-3
1	25
2	30
3	35
4	40
5	50

Задача 2.

Определить, возможна ли при температуре Т К коррозия серебра с образованием его сульфида в газовой смеси состава Pн₂s / Pн₂ (табл.2), если известна константа равновесия К_р реакции:

2Ag(m) + H S(г) = H (г) + Ag S (m)

при этой температуре (табл.5.3).

Таблица 5.3.

коды		1	2	3	4	5
	Pн2s / Pн2	Кр
		0,271	0,279	0,288	0,295	0,303
1	1/4
2	1/3
3	1/2
4	1/1
5	2/1

Задача 3.

Определить, возможен ли коррозионный процесс свинцовой обкладки аппарата в сероводороде при температуре t, °C (табл.5.4), если известно, что для цепи, в которой протекает реакция

Pb + H₂S = PbS + H₂

зависимость ЭДС от температуры имеет вид:

E= 0,28501 - 0,3325 ´ 10^-3 ´ (t - 25) + 6,15 ´ 10^-6 ´ (t - 25)².

Таблица 5.4.

коды	1	2	3	4	5
1	25	30	35	40	45
2	50	55	60	65	70
3	75	80	85	90	95
4	100	105	110	115	120
5	125	130	135	140	145

Задача 4.

Определить, удовлетворяет ли условиям сплошности плёнка, образующаяся на металле (табл.5.5) при газовой коррозии, если известно, что при образовании на образце площадью S см² плёнки толщиной t мкм изменение массы образца составляет Dm г (табл.5.6).

Плотность рассматриваемых металлов: железа - 7,86 г/см³, алюминия - 2,72 г/см³, титана - 4,51 г/см³, магния - 1,74 г/см³.

Таблица 5.5.

коды	1	2	3	4	5
1	Fe(II)	Al	Mg	Ti	Fe(III)
2	Mg	Fe(II)	Al	Mg	Ti
3	Al	Mg	Fe(II)	Al	Mg
4	Ti	Al	Mg	Fe(II)	Al
5	Fe(III)	Ti	Al	Mg	Fe(II)

Таблица 5.6.

коды		1	2	3	4	5
	S, см2	t, мкм
		10	15	20	25	30
1	10	Dm=0,013	0,028	0,029	0,031	0,032
2	20	0,029	0,038	0,074	0,073	0,074
3	30	0,055	0,065	0,076	0,138	0,131
4	40	0,049	0,111	0,116	0,127	0,221
5	50	0,052	0,033	0,185	0,181	0,191

Задача 5.

Определить общий объёмный показатель коррозии и оценить коррозионную стойкость меди против окисления в кислороде при 700°C. Медный образец с поверхностью S см² (табл.5.7) после окисления в течение t часов (табл.5.7) поглотил V см³ кислорода при нормальных условиях (t = 0°C, p = 760 мм.рт.ст.).

Таблица 5.7.

коды		1	2	3	4	5
	t, час.	S, см2
		10	15	20	25	30
1	1,0	V=3,4см3	5,10	6,80	8,50	10,20
2	1,5	5,10	7,65	10,20	12,75	15,30
3	2,0	6,80	10,20	13,60	17,00	20,40
4	2,5	8,50	12,75	17,00	21,25	25,50
5	3,0	10,20	15,30	20,40	25,50	30,60

Задача 6.

На основании опытных данных, приведённых в таблице 5.8, найти зависимость изменения массы образцов железа армко площадью S см² (табл.8) от времени при температуре t,°C (табл.5.9). Плотность образующегося оксида принять равной 5,7 г/см³. Таблица 5.8.

t час	0,5	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
	Толщина оксидной плёнки за время t часов,
t,°C	A°
25	4	6	7	8	9	10	11
75	9	11	12	13	14	15	17
100	16	22	24	25	26	27	28
150	34	48	57	60	65	70	74,5
175	56	73	87	94	103	112	216

Таблица 5.9.

коды		1	2	3	4	5
	t,°C	S см2
		10	15	20	25	30
1	25
2	75
3	100
4	150
5	175

Задача 7.

Определить обратимый потенциал водородного электрода в условиях, указанных в таблице 5.10 при атмосферном давлении 760мм.рт.ст.

Таблица 5.10.

коды		1	2	3	4	5
	рН	Pн2, мм.рт.ст.
		1	10	100	500	760
1	5,5	t=20°C	25	15	10	30
2	6,0	15	20	25	15	10
3	6,5	25	15	20	25	15
4	7,0	10	25	15	20	25
5	7,5	30	10	25	15	20

Задача 8.

Определить обратимый потенциал кислородного электрода при температуре 25°C в растворе серной кислоты с концентрацией m[моль/1000г H₂O] (табл.5.11) при парциальном давлении кислорода Ро₂ (табл.5.12), если известны значения коэффициента активности H₂SO₄ gн₂so₄ в рассматриваемых условиях (табл.5.12).

Таблица 5.11.

m[моль/1000г H2O]	0,05	0,10	0,20	0,50	1,00
gн2so4	0,340	0,265	0,209	0,156	0,132

Таблица 5.12.

коды		1	2	3	4	5
	m	Ро2, атм
	моль/1000гH2O	0,10	0,21	0,50	0,70	0,90
1	0,05
2	0,10
3	0,20
4	0,50
5	1,00

Задача 9.

Определить, возможна ли коррозия меди с водородной или кислородной деполяризацией в растворе HCl с концентрацией m[моль/1000г H₂O] (табл.5.14) при 25°C и парциальном давлении кислорода Ро₂ (табл.5.14), если известны коэффициенты активности HCl g_HCl в рассматриваемых условиях (табл.5.13).Примечание. При растворении меди в соляной кислоте образуются хорошо растворимые соединения, т.е. для определения возможности коррозии следует для каждого катодного процесса оценить величину активности ионов меди, до достижения которой может происходить растворение металла.

Таблица 5.13

m, моль/1000г H O	0,1	0,2	0,5	1,0	1,5
gHCl	0,796	0,767	0,757	0,809	0,896

Таблица 5.14.

коды		1	2	3	4	5
	m	Ро2, атм
	моль/1000гH2O	0,01	0,05	0,10	0,15	0,21
1	0,1
2	0,2
3	0,5
4	1,0
5	1,5

Задача 10.

Рассчитайте ЭДС цепи, состоящей из железного и свинцового электродов, погружённых в раствор, содержащий ионы Fe²⁺ и Pb²⁺ с активностями a_Fe2+ и a_Pb2+, указанными в таблице 5.15. Какой электрод будет корродировать при коротком замыкании ячейки?

Таблица 5.15.

коды		1	2	3	4	5
	aFe2+	aPb2+
		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
1	0,5
2	0,4
3	0,3
4	0,2
5	0,1

Задача 11.

Рассчитать массовый , токовый и глубинный показатели коррозии алюминия в олеуме ( 100 % H₂SO₄ ), если известны размеры образца (а ´ b ´ с ) [мм], время испытаний t [сут.] и изменение массы Dm [мг] (табл.5.16).

Таблица 5.16.

коды		1	2	3	4	5
	(а´b´с), мм	t, сут.
		5	8	10	15	20
1	50´30´1	Dm=21,3	34,1	42,6	53,9	85,2
2	30´20´1	8,8	14,0	17,5	26,3	35,1
3	70´40´2	40,7	65,2	81,4	122,1	162,9
4	100´50´2	71,5	113,8	143,0	214,4	285,9
5	120´70´2	118,4	189,5	236,9	355,3	473,7

Задача 12.

Определить массовый и прочностный показатели коррозии стали в азотной кислоте и оценить её склонность к межкристаллитной коррозии, если известно, что поперечное сечение образцов (10´1) мм, коррозии подвергалась средняя часть образца размером (40´10´1)мм, разрушающая нагрузка до испытаний 597 кг., время испытаний 200 часов, плотность стали принять 7,9 г/см³. Разрушающая нагрузка после испытаний s_р [кг] и изменение массы образца Dm [г] указаны в таблице 5.17.

Таблица 5.17.

коды		1	2	3	4	5
	Dm, г	sр, кг
		535	541	560	580	589
1	0,0643
2	0,0548
3	0,0456
4	0,0307
5	0,0193

Задача 13.

Рассчитать скорость коррозии цинкового электрода площадью 1см², находящегося в контакте с медным электродом площадью S [см²] (табл.5.19) в растворе NaCI с концентрацией С % (табл.5.19) при 20°С. Растворимость кислорода воздуха в воде при 20°С равна 636 см³/л. Зависимость растворимости кислорода от концентрации NaCI (в % от растворимости в воде) и значение коэффициента диффузии кислорода в NaCI (k_д) приведены в таблице 5.18.

Таблица 5.18.

CNaCl, %	1,5	3,0	4,5	6,0	7,5
kд´105, см2/c	1,97	1,95	1,93	1,91	1,88
растворимость О2, % от р-сти в воде	91	85	78	71	66

Таблица 5.19.

коды		1	2	3	4	5
	CNaCl, %	S, см2
		1	2	3	4	5
1	1,5
2	3,0
3	4,5
4	6,0
5	7,5

Задача 14.

Потенциал катода, на котором идёт разряд ионов Н⁺ при плотности тока 0,001 А/см² равен j [В] (табл.5.20.) относительно хлорсеребряного электрода в 0,01 Н растворе KCI при 25°С. Каково значение перенапряжения водорода, если известно значение рН (табл.5.20.)?

Таблица 5.20.

коды		1	2	3	4	5
	j, В	рН
		1	2	3	4	5
1	0,80
2	0,85
3	0,90
4	0,94
5	0,98

Задача 15.

Рассчитать на основании данных таблиц 5.21 и 5.22 разностный эффект при коррозии сплава Zn-Fe (площадь электрода 1 см²) в контакте с железным электродом. Соотношение площадей анодной и катодной фаз в сплаве S_ан/S_кат и площадь железного электрода S_Fe указаны в таблице 5.23.

Таблица 5.21.

Изменение потенциалов анодной и катодной составляющих

сплава Zn-Fe при их поляризации в 0,05 N растворе HCI

ia, mA/см2	ja, В	iк, mA/см2	jк, В
0,00	-0,777	0,00	-0,703
0,50	-0,767	0,30	-0,706
0,75	-0,761	0,70	-0,720
1,25	-0,759	1,20	-0,740
2,00	-0,755	1,50	-0,755
2,90	-0,752	1,80	-0,773
4,00	-0,748	2,60	-0,822

Таблица 5.22.

Изменение потенциала железа при его катодной

поляризации в 0,05 N растворе HCI.

iк, mA/см2	0,0	0,2	0,4	0,7	1,0	1,4	2,0
jFe, В	-0,632	-0,665	-0,696	-0,745	-0,793	-0,860	-0,954

Таблица 5.23.

коды		1	2	3	4	5
	Sан/Sкат	SFe, см2
		0,50	0,75	1,00	1,25	1,50
1	60/40
2	65/35
3	70/30
4	74/25
5	80/20

Задача 16.

При испытании образца стали в морской воде приложение нагрузки s₁ = 120 кг/см² вызвало разрушение образца через время t₁= 97256 часов, а приложение нагрузки s₂ кг/см² (табл.5.24) - через время t₂ часов (табл.5.24). Определить время до разрушения образца при приложении нагрузки s = 100 кг/см².

Таблица 5.2.

коды		1	2	3	4	5
	t2, час	s2, кг/см2
		130	140	150	160	170
1	95371
2	94563
3	93452
4	92684
5	91747

Задача 17.

Определить защитное действие ингибитора на коррозию стали в HNO₃, если известно, что для образцов с поперечным сечением (10´2)мм разрушающая нагрузка до коррозии составляла s₀ = 1344 кг, а после 500 часов испытаний она снизилась в присутствии ингибитора до величины s₂ [кг] (табл.5.25), а в кислоте, не содержащей ингибитора - до s₁ [кг] (табл.5.25). Считать, что коррозия идет равномерно.

Таблица 5.25.

коды		1	2	3	4	5
	s1, кг	s2, кг
		1341	1339	1332	1328	1325
1	1305
2	1287
3	1279
4	1271
5	1263

Задача 18.

Определить время, необходимое для покрытия цинком в кислом цинковом электролите стальной детали с поверхностью S [дм²] (табл.5.26). Цинкование производится при катодной плотности тока i_к = 1 A/дм² , выход по току 0,98 , необходимая толщина покрытия t [мкм] (табл.5.26).

Таблица 5.26.

коды		1	2	3	4	5
	S, дм2	t, мкм
		30	35	40	45	50
1	5
2	6
3	7
4	8
5	9

Задача 19.

Рассчитайте минимальную концентрацию кислорода, необходимую для пассивации сплава Fe-Cr в растворе H₂SO₄, если известно, что в рассматриваемых условиях критическая плотность тока пассивации равна i_кр [мA/см²] (табл.5.27), а коэффициент диффузии кислорода равен K_д [см²/с] (табл.5.27), эффективную толщину диффузионного слоя принять равной 0,075 см .

Таблица 5.27.

		1	2	3	4	5
коды	Kд, см2/с	iкр, мA/см2
		200	62	5,0	0,11	0,02
1	1,91
2	1,85
3	1,81
4	1,78
5	1,75

Задача 20.

Рассчитать состав коррозионностойкого сплава Fe-Cr, удовлетворяющего правилу n/8 (n - см.табл.5.28) по содержанию Cr в твердом растворе, если известно, что в сплаве содержится C% углерода (табл.5.28), а образующийся смешанный кубический карбид имеет состав (Cr₃Fe)C.

Таблица 5.28.

коды		1	2	3	4	5
	C, %	n
		1	2	3	4	5
1	0,15
2	0,20
3	0,30
4	0,40
5	0,45

Задача 21.

Рассчитать катодную защиту внешним током стального резервуара для разбавленного солевого раствора. Диаметр резервуара D [м] (табл.5.29), высота заполнения резервуара раствором h [м] (табл.5.29), днище сферическое, удельная электропроводность раствора L [Ом^-м^-] (табл.5.29). Минимальную защитную плотность тока принять равной 106 мА/м².

Таблица 5.29.

коды		1	2	3	4	5
	L [Ом-м-]	D ´ h, м
		4 ´ 4	4 ´ 5	5 ´ 4	5 ´ 5	6 ´ 5
1	8665
2	6530
3	4240
4	2370
5	519

Примечание.

Для каждой задачи в таблицах 5.2 ¸ 5.29 приведено 25 вариантов численных значений. При этом каждому варианту соответствует двузначный код, первая цифра которого означает порядковый номер строки, а вторая - порядковый номер столбца.