Показники корозії
Для кількісної оцінки швидкості корозії використовують нижченаведені показники.
Масометричний показник швидкості корозії. Він визначається як відношення втрат маси металу в результаті корозії до його поверхні і часу випробування:
деmo,m– відповідно маса зразка до та після випробування;
S- площа поверхні зразка;
t- час випробування.
Цей показник використовується для оцінки рівномірної корозії. Він непридатний з метою оцінки нерівномірної корозії, міжкристалітної корозії.
Об'ємний показник корозії. Він визначається ставленням обсягу виділеного або поглиненого газу в процесі корозії до поверхні зразка та часу випробування:
деV– обсяг поглиненого чи виділеного газу.
Перехід металу у продукти корозії у кислих середовищах супроводжується виділенням еквівалентної кількості водню. У нейтральних кисневмісних середовищах при утворенні продуктів корозії поглинається еквівалентна кількість кисню.
Глибинний показник швидкості. Він визначається як відношення глибини, що утворилася в результаті корозії каверни, до часу випробування:
деl– глибина каверни.
Зіставлення цього показника з масометричним дозволяє оцінити ступінь нерівномірності корозії.
Механічний показник корозії. Він характеризує зміну механічних властивостей металу % за час випробувань. Наприклад, показник зміни межі міцності
деGв1, Gв- відповідно межа міцності металу до та після випробувань.
Струмовий показник корозії. З його допомогою оцінюється кількість металу, що прокородував, за відомою силою корозійного.струму:
деI- Струм корозії;
F- константа Фарадея;
А- атомна маса металу;
n– валентність металу у цьому корозійному процесі.
Відповідно до ГОСТ 13819-68 корозійну стійкість металів (стійкість їх чинити опір корозійному впливу середовища) рекомендується визначати в залежності від швидкості корозії, яка оцінюється за десятибальною шкалою (табл. 1.3).
Десятибальна шкала корозійної стійкості металів
Під швидкістю корозії в десятибальній шкалі розуміють проникнення корозії в глибину металу, яка розраховується втратою маси після видалення продуктів корозії:
деDМ- спад маси металу;
r- густина металу.
Корозійну стійкість металів при швидкості корозії 0,5 мм/рік та вище оцінюють за групами стійкості при швидкості корозії нижче 0,5 мм/рік за балами.
Періодичність оцінки швидкості корозії обладнання рекомендується:
при швидкості корозії понад 0,1 мм/рік – 1,5...2 міс.;
при швидкості корозії менше 0,1 мм/рік – 12 місяців.
Слід зазначити, що наведена нижче шкала оцінки корозійної стійкості набула досить широкого поширення, проте вона не універсальна через те, що поняття стійкості щодо і пов'язане з призначенням обладнання та властивостями корозійного середовища. Як приклад у табл. 1.4 наведено дані про швидкість корозії сталі нафтового обладнання при контакті з типовим для нього корозійним середовищем.
Швидкість корозії стали у двофазному середовищі 0,5 н. розчин NaCl -вуглеводень
2. Взаємодія між частинками речовин*
Види взаємодій
При зближенні молекул з'являється тяжіння, щообумовлює їхню взаємодію. До основних видів взаємодії молекул відносяться ван-дер-ваальсові сили, водневі зв'язки та донорно-акцепторна взаємодія.
Ван-дер-ваальсові сили включають три складові: диполь-дипольна, індукційна і дисперсна взаємодія (рис. 2.1).
Мал. 2.1. Ван-дер-ваальсові взаємодії
а– диполь-дипольне (орієнтаційне);
б- індукційне;в- дисперсійне
При зближенні полярних молекул вони орієнтуються таким чином, щоб позитивна сторона одного диполя була орієнтована негативною стороною іншого диполя. Виникаюча взаємодія називається диполь-дипольною. Енергія цієї взаємодії пропорційна електричному моменту диполя і обернено пропорційна відстані між центрами диполів.
Диполі можуть впливати на неполярні молекули, перетворюючи їх на індуковані (наведені) диполі. Між постійними та наведеними диполями виникає тяжіння, енергія якого пропорційна електричному моменту диполя і обернено пропорційна відстані між центрами молекул.
Енергія індукційної взаємодії значно менша за енергію диполь-дипольної взаємодії.
У будь-якій молекулі виникають флуктуації електричної щільності, у результаті з'являються миттєві диполі, які, своєю чергою, індукують миттєві диполі в сусідніх молекул. Їхня поява і розпад відбуваються синхронно. Енергія дисперсійної взаємодії пропорційна поляризуемості молекул і обернено пропорційна відстані між центрами частинок.
Сумарна енергія ван-дер-ваальсівської взаємодії молекул на 1-2 порядки нижча за енергію хімічних зв'язків.
Водневий зв'язок
Хімічний зв'язок, утворенийпозитивно поляризованим воднем молекули А (або полярної групи) та електронегативним атомом В інший або тієї ж молекули називається водневим зв'язком. Утворення водневого зв'язку обумовлено тим, що в полярних молекулах А (або полярних групах) поляризований атом водню має унікальні властивості (відсутність внутрішніх оболонок, значний зсув електронної пари до атома з високою електронегативністю і дуже малим розміром), тому водень здатний глибоко впроваджуватися в електронну оболонку сусіднього негативно поляризованого атома
Енергія водневого зв'язку зростає зі збільшенням електро-негативності і зменшенням розмірів атомів, тому найбільш міцні водневі зв'язки виникають, коли в якості атомів виступають F, Про або N.
У рідкому стані молекули, що у водневі зв'язку, асоційовані, а твердому стані утворюють складні кристалічні структури.
Утворення міжмолекулярних водневих зв'язків призводить до істотної зміни властивостей речовин: підвищення в'язкості, постійної діелектричної, температур кипіння і плавлення, теплот плавлення і пароутворення.
Енергія водневого зв'язку має проміжне значення між енергією ковалентного зв'язку та ван-дер-ваальсових сил.