Referat.me
/ / Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией

Название: Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией

Вид работы: отчет по практике

Рубрика: Физика

Размер файла: 52.39 Kb

Скачать файл: referat.me-343528.docx

Краткое описание работы: Федеральное агентство по образованию РФ Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Физическая химия» Дисциплина ________________________________________________________

Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией

Федеральное агентство по образованию РФ

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Физическая химия»

Дисциплина ________________________________________________________

О Т Ч Е Т

по лабораторной работе

«Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»

Студент группы_______________

____________________________

Челябинск

Цель работы : установить зависимость скорости коррозии железоуглеродистых сплавов в разбавленной серной кислоте от содержания углерода в сплаве.

Общие положения

В разбавленном растворе серной кислоты (до 20 мас.% H2 SO4 , р Н » 1) железоуглеродистые сплавы корродируют с водородной деполяризацией:

катодный процесс: 2 H+ ( p- p) + 2 ® Н2 (газ) |´1 (1)

анодный процесс: Fe(тв) - 2 ®Fe2+ (р-р) |´1 (2)

суммарное уравнение: H2 SO4 ( p- p) + Fe(тв) ® Н2 (газ) + FeSO4 ( p- p) (3)

Водородная деполяризация протекает в кинетическом режиме (самая медленная стадия – или разряд ионов водорода, или рекомбинация атомов водорода в молекулу). Пузырьки водорода формируются преимущественно на поверхности катодных структурных составляющих сплавов (в сталях – на цементите, в сером чугуне – на графите). Поэтому возрастание скорости коррозии uкорр при постоянной температуре возможно за счет экстенсивного фактора – увеличения площади S К катодных участков (при этом скорость коррозии на единице площади поверхности не изменяется):

. (4)

Площадь катодных участков на поверхности сплава пропорциональна концентрации углерода в сплаве, поэтому существует зависимость – чем больше содержание углерода, тем больше скорость коррозии сплава.

С ростом температуры скорость химической реакции возрастает в соответствии с уравнением Аррениуса. Для процесса водородной деполяризации это проявляется в уменьшении поляризации катодного процесса. Установлено, что при увеличении температуры на 1 градус перенапряжение выделения водорода уменьшается, в среднем, на 2 мВ. Поэтому с увеличением температуры скорость коррозии железоуглеродистых сплавов в кислых растворах резко возрастает.


Обработка результатов

Таблица 1 – Исходные данные образцов

Марка сплава 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
Содержание углерода С, мас.% 0,09 0,24 0,43 0,96 3,5
Плотность материала r, г/см3 7,85 7,7 7,7 7,6 7,1
Диаметр образца d , мм
Толщина образца h , мм

Площадь поверхности образца, см2 :

S = 2×(p×d 2 /4) + p×d ×h

Таблица 2 – Экспериментальные результаты

Время
t, мин		 Объем водорода (абсолютное значение и на единицу площади образца)
08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
u,
см3 		u/S ,
см3 /см2 		u,
см3 		u/S ,
см3 /см2 		u,
см3 		u/S ,
см3 /см2 		u,
см3 		u/S ,
см3 /см2 		u,
см3 		u/S ,
см3 /см2
0

1. Строим графики зависимости объема выделившегося водорода от длительности коррозии u/S = f (t) для каждого сплава (вместе 08КП, Ст3 и 45; вместе У10 и АЧС-3):

2. Скорость коррозии u/(S ×t) вычисляем как угловой коэффициент наклона линейной зависимости u/S = f (t). Для этого выбираем на линии графика две точки и по их координатам вычисляем угловой коэффициент наклона:

. (5)

3. Объемный показатель коррозии вычисляем по формуле

, (6)

где Р = …….…..……. , мм.рт.ст. - фактическое атмосферное давление; Т = ……..……… , К - температура. В формуле учтены: переход от минут к часам; пересчет объема водорода к нормальным условия (давление 760 мм.рт.ст., температура 273 К).

3. Массовый показатель коррозии железа К m вычисляем из объемного показателя коррозии К об на основе эквивалентного соотношения между массой прореагировавшего железа и объемом выделившегося водорода (см. уравнение химической реакции (3)):

. (8)

4. Глубинный показатель коррозии (проницаемость):

. (7)

Таблица 3 – Результаты расчета показателей коррозии

Марка сплава 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
Скорость коррозии
u/(S ×t), см3 /(см2 ×мин)
Объемный показатель коррозии
К об , см3 /(см2 ×час)
Массовый показатель коррозии
К m , г/(м2 ×час)
Глубинный показатель коррозии
(проницаемость) КП , мм/год

5. Строим график зависимости массового показателя коррозии К m от концентрации углерода в сплаве:

Таблица 4 – Десятибалльная шкала
коррозионной стойкости металлов

№
группы		 Название
группы
стойкости		 Проницаемость
П , мм / год		 Балл
1 Совершенно
стойкие		 менее 0,001 1
2 Весьма
стойкие

0,001…0,005

0,005…0,01

2

3
3 Стойкшие

0,01…0,05

0,05…0,1

4

5
4 Пониженно
стойкие

0,1…0,5

0,5…1,0

6

7
5 Малостойкие

1,0…5,0

5,0…10,0

8

9
6 Нестойкие более 10 10

4. Оцениваем стойкость железоуглеродистых сплавов в соответствии со шкалой коррозионной стойкости (табл. 4):

Марка сплава № группы Название группы стойкости Балл
08КП
Ст3
45
У10
АЧС-3

ВЫВОД:


Вариант 1 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»

Марка сплава 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
Толщина образца h , мм 1,3 2,2 2,1 3,0 1,7
Диаметр образца d , мм 9,0 15,0 12,6 10,0 8,0

Объем водорода, см3

Время, мин 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
0 0 0 0 0 0
5 0,1 0,3 0,4 1,4 11,8
10 0,1 0,5 0,8 3,3 22,6
15 0,2 0,8 1,3 4,9 35,0
30 0,2 1,5 2,8 11,0 66,6
45 0,3 2,3 4,6 16,3 95,4
60 0,4 3,2 6,2 23,0

Вариант 2 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»

Марка сплава 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
Толщина образца h , мм 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8
Диаметр образца d , мм 10 14 12 12 10

Объем водорода, см3

Время, мин 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
0 0 0 0 0 0
5 0,1 0,2 0,3 1,6 17,6
10 0,1 0,4 0,7 3,8 33,7
15 0,2 0,7 1,1 5,7 52,3
30 0,3 1,3 2,5 12,8 99,4
45 0,3 1,9 4,0 19,0
60 0,5 2,7 5,5 26,8

Вариант 3 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»

Марка сплава 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
Толщина образца h , мм 2 2 2 2 2
Диаметр образца d , мм 10 12 13 14 8

Объем водорода, см3

Время, мин 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
0 0 0 0 0 0
5 0,1 0,2 0,4 2,2 12,4
10 0,1 0,3 0,8 5,2 23,8
15 0,3 0,5 1,3 7,7 36,9
30 0,3 1,0 2,9 17,3 70,2
45 0,4 1,5 4,8 25,6 99,85
60 0,5 2,1 6,5 36,1 –

Вариант 1 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»

Марка сплава 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
Толщина образца h , мм 1,3 2,2 2,1 3,0 1,7
Диаметр образца d , мм 9,0 15,0 12,6 10,0 8,0

Объем водорода, см3

Время, мин 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
0 0 0 0 0 0
5 0,1 0,3 0,4 1,4 11,8
10 0,1 0,5 0,8 3,3 22,6
15 0,2 0,8 1,3 4,9 35,0
30 0,2 1,5 2,8 11,0 66,6
45 0,3 2,3 4,6 16,3 95,4
60 0,4 3,2 6,2 23,0

Вариант 2 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»

Марка сплава 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
Толщина образца h , мм 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8
Диаметр образца d , мм 10 14 12 12 10

Объем водорода, см3

Время, мин 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
0 0 0 0 0 0
5 0,1 0,2 0,3 1,6 17,6
10 0,1 0,4 0,7 3,8 33,7
15 0,2 0,7 1,1 5,7 52,3
30 0,3 1,3 2,5 12,8 99,4
45 0,3 1,9 4,0 19,0
60 0,5 2,7 5,5 26,8

Вариант 3 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»

Марка сплава 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
Толщина образца h , мм 2 2 2 2 2
Диаметр образца d , мм 10 12 13 14 8

Объем водорода, см3

Время, мин 08КП Ст3 45 У10 АЧС-3
0 0 0 0 0 0
5 0,1 0,2 0,4 2,2 12,4
10 0,1 0,3 0,8 5,2 23,8
15 0,3 0,5 1,3 7,7 36,9
30 0,3 1,0 2,9 17,3 70,2
45 0,4 1,5 4,8 25,6 99,85
60 0,5 2,1 6,5 36,1 –

Похожие работы

  • Топливо и расчеты процессов горения

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра «Промышленной теплоэнергетики»

  • Исследование автогенератора с частной модуляцией

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

  • Изучение прямолинейного движения тел на машине Атвуда 3

    Федеральное Агентство по образованию ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра физики ОТЧЕТ Лабораторная работа по курсу "Общая физика"

  • Электроматериалы

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ __________________________________________________________________ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

  • Закон Ома 2

    Федеральное агентство по образованию Ухтинский государственный технический университет Кафедра электрификации и автоматизации технологических процессов

  • Исследование однофазного транзисторного преобразователя с широтно-импульсной модуляцией

    Федеральное Агентство по Образованию РФ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра ПрЭ Лабораторная работа №1

  • Исследование цепей постоянного тока

    Преобразование источника тока в эквивалентный ему источник. Расчет собственного сопротивления контуров и сопротивления, находящиеся на границе. Расчет методом узловых потенциалов. Составление расширенной матрицы, состоящей из проводимостей и токов.

  • Расчет цепей постоянного тока

    Определение всех неизвестных токов и сопротивления, величины и полярности с помощью законов Кирхгофа и Ома. Электрическая схема, получающаяся при замыкании ключей. Расчет схемы с двумя узлами методом узлового напряжения. Уравнение баланса мощностей.

  • Расчет электрических цепей постоянного тока

    Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

  • Термодинамический анализ цикла газовой машины

    Газовый цикл и его четыре процесса, определяемые по показателю политропы. Параметры для основных точек цикла, расчет промежуточных точек. Расчет постоянной теплоемкости газа. Процесс политропный, изохорный, адиабатный, изохорный. Молярная масса газа.