Самойлова Жанна Георгіївна. Вплив озону на корозійно-електрохімічну поведінку титану та його сплавів з алюмінієм в кислих середовищах

brief description

Самойлова Жанна Георгіївна. Вплив озону на корозійно-електрохімічну поведінку титану та його сплавів з алюмінієм в кислих середовищах: дис... канд. техн. наук: 05.17.14 / Національний технічний ун-т України "Київський політехнічний ін- т". - К., 2005.

СамойловаЖ.Г. Вплив озону на корозійно-електрохімічну поведінку титану і його сплавів з алюмінієм у кислих середовищах.-Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.14 Хімічний опір матеріалів і захист від корозії.- Національний технічний університет України КПІ”. Київ, 2005.
Дисертація присвячена вивченню впливу озону на корозійно-електрохімічну поведінку титану та сплавів титану з алюмінієм в озонованих солянокислих і сірчанокислих середовищах.
Проведені дослідження дозволили установити інтервали температур та концентрацій соляної кислоти, в межах яких озонування переводить титан з активного у пасивний стан, змінює природу сповільненої стадії й значно гальмує корозійний процес.
Утруднення пасивації титану та його сплавів озоном при підвищенні температури й концентрації соляної кислоти обумовлене зменшенням розчинності озону та збільшенням анодного критичного струму пасивації металу. Підвищення концентрації озону у повітряно-озоновій суміші, яка насичує розчин, сприяє переходу титану у пасивний стан.
Величини енергії активації корозійного процесу, визначені температурно-кінетичним методом при сталому анодному потенціалі поблизу потенціалу корозії, свідчать, що пасивація титану озоном у соляній кислоті змінює кінетичний контроль процесу на дифузійний.
Сплави мають нижчу корозійну стійкість і гірше піддаються пасивації озоном внаслідок вибіркового окислення легуючої добавки (алюмінію) й збагачення пасивної плівки оксидами алюмінію.
Гальмування корозії зварних швів титану шляхом озонування розчинів соляної кислоти менш ефективно, ніж у випадку технічно чистого титану, внаслідок перебігу міжкристалічної корозії, спричиненої накопиченням -утворюючих домішок (заліза, нікелю) по границях зерен. Для запобігання міжкристалічної корозії в озонованих розчинах рекомендується в якості присадки у процесі зварювання використовувати титан з мінімальним вмістом домішок, наприклад ВТ1-00.
Вивчення корозії титану та його зварних швів в умовах промислового виробництва похідних антрахінону показало, що інгібуючі властивості цих речовин сприяють пасивації титану, але не виключають місцевих типів корозії: корозійного розтріскування, міжкристалічної корозії, пітінгоутворення. Озонування розчинів сповільняє корозію цих видів.

Теоретичні та експериментальні дослідження впливу озону на корозійну та електрохімічну поведінку титану, його сплавів з алюмінієм та зварних з’єднань у розчинах соляної та сірчаної кислот показали, що озон може проявляти пасивуючу дію, яка залежить від температури, природи та концентрації кислоти. Установлені інтервали температур та концентрацій соляної кислоти, в яких озонування переводить титан з активного у пасивний стан, змінює природу сповільненої стадії й значно гальмує корозійний процес. Доведено, що озонування розчинів дозволяє розширити межі використання титана та його сплавів як хімічно-стійкого конструкційного матеріалу.

Утруднення пасивації титану та його сплавів озоном при підвищенні температури й концентрації соляної кислоти обумовлене зменшенням розчинності озону та збільшенням анодного критичного струму пасивації металу. Підвищення концентрації озону у повітряно-озоновій суміші, яка насичує розчин, сприяє переходу титану у пасивний стан.
Механізм пасивуючої дії озону пов’язаний з його деполяризуючими та окислювальними властивостями, які спричиняють зміщення потенціалу корозії у позитивну сторону й утворення пасивної плівки діоксиду титану. Відновлення озону й кисню є основною катодною реакцією деполяризації в умовах корозії пасивного титану, тоді як в активному стані корозія перебігає з водневою деполяризацією.
Величини енергії активації корозійного процесу, визначені температурно-кінетичним методом при сталому анодному потенціалі поблизу потенціалу корозії, свідчать, що пасивація титану озоном у соляній кислоті змінює кінетичний контроль процесу на дифузійний.
Закономірності корозії та електрохімічної поведінки сплавів титану з алюмінієм та титану аналогічні, але сплави мають нижчу корозійну стійкість і гірше піддаються пасивації озоном. Це пояснюється вибірковим окисленням легуючої добавки (алюмінію) й збагаченням пасивної плівки оксидами алюмінію.
Гальмування корозії зварних швів титану шляхом озонування розчинів соляної кислоти менш ефективнє, ніж у випадку технічно чистого титану, внаслідок перебігу міжкристалічної корозії, спричиненої накопиченням -утворюючих домішок (заліза, нікелю) по границях зерен. У проведених дослідженнях по усуненню міжкристалічної корозії, озон не виявив позитивного ефекту. Для запобігання міжкристалічної корозії в озонованих розчинах рекомендується в якості присадки у процесі зварювання використовувати титан з мінімальним вмістом домішок, наприклад ВТ1-00.
Вивчення корозії титану та його зварних швів в умовах промислового виробництва похідних антрахінону показало, що інгібуючі властивості цих речовин сприяють пасивації титану, але не виключають місцевих типів корозії: корозійного розтріскування, міжкристалічної корозії, пітінгоутворення. Озонування розчинів сповільняє корозію цих видів. Рекомендації щодо гальмування корозії титану, його сплавів з алюмінієм та зварних з’єднань прийняті до впровадження на Рубіжанському ВО «Барвник» і Лисичанському ТОВ «ЛИНОС» , СДВП Об'єднання Азот».