Скачати повний текст

Створено теоретико-експериментальні засади оцінювання воднево-корозійного руйнування конструкційних сталей, які працюють під впливом відповідного середовища з одночасною дією механічного навантаження. Досліджено процеси зародження та розвитку мікро- та макротріщин у конструкційних сталях під дією зазначених фізико-хімічних чинників і пружні динамічні поля, які за цього виникають у твердому тілі. Для ефективного виявлення цих процесів розроблено науково обгрунтовані підходи щодо акустико-емісійного діагностування тріщиноподібних дефектів на засадах механіки руйнування та з використанням акустико-емісійної моделі оцінки виникнення та докритичного розвитку корозійно-водневих тріщин у металічних тілах. Створена модель передбачає врахування фізико-хімічних процесів, що відбуваються у металі (зокрема у вершині тріщин) під час електролітичного переносу водню та наводнення з газової фази, а також домінувальної дії механізму водневого окрихчення. Показано, що ранні стадії зародження та розвитку тріщиноподібних дефектів корозійно-водневого походження супроводжуються дискретними сигналами акустичної емісії, за допомогою яких є можливим визначення механізмів водневого чи корозійного розтріскування сталей, ступінь їх об'ємної пошкодженості.

  Скачати повний текст

Визначено умови, за яких вплив гальванопари "оновлена - запасивована поверхня" на прискорення зростання корозійно-втомних тріщин буде максимальним. Запропоновано модель процесів виділення та надходження водню в метал вершини тріщини.

  Скачати повний текст

Проаналізовано роль водневого чинника у сірководневому корозійному розтріскуванні під напругою (СКРН) низьколегованих роторних і трубних сталей та їх зварних з'єднань (ЗЗ), а також розроблено на даній основі методи підвищення їх корозійно-механічної тривкості. На підставі досліджень опірності низьколегованих сталей СКРН та залежності їх тривкості від потенціалів поляризації, проникливості водню, визначення концентрації залишкового водню у зруйнованому металі, поляризаційних електрохімічних, металографічних та фактографічних досліджень показано, що руйнування вказаних сталей реалізується за умов активно-пасивного переходу поверхні, а головну роль відіграє дифузійно-рухливий водень. Підтверджено ефективність рафінування трубних сталей металургійними методами, зокрема, електрошлаковим переплавленням, з метою підвищення їх опору СКРН. Оптимізовано режими зварювання, термічної обробки ЗЗ, хімічний склад зварювального дроту щодо забезпечення належної довготривалої міцності ЗЗ у сірководневих середовищах.

  Скачати повний текст

Розглянуто зв'язок доменної структури металу з процесом його корозії під впливом магнітного поля (МП) та без його впливу. Експериментально підтверджено, що розподіл магнітостатичних полів феромагнітного зразка призводить до значних змін маси стравленої сталі за однакового значення зовнішнього постійного МП. Встановлено, що саме вплив розподілу магнітостатичних полів на процес травлення одержує зв'язок між доменною структурою металу та характером його травлення.

  Скачати повний текст

Вперше одержано теоретичні та експериментальні дані про вплив озону на корозійну поведінку титану, його сплавів з алюмінієм та зварних з'єднань у соляній і сірчаній кислоті, які свідчать про пасивуючу дію озону, обумовлену його деполяризуючими й окиснювальними властивостями. Виявлено зниження ефективності озону як пасиватора у разі збільшення концентрації соляної кислоти та температури розчину внаслідок зменшення розчинності озону та зростання анодного критичного струму пасивації металу. Показано, що у разі досягнення пасивуючої концентрації озону змінюється природа реакції деполяризації корозійного процесу: на активному титані або сплавах титану відбувається виділення водню, на пасивному - відновлення озону та кисню. Зазначено, що за даних умов кінетичний контроль швидкості корозії змінюється на дифузійний. Встановлено, що під впливом озонування розчинів соляної кислоти відбувається перехід зварних титанових з'єднань у нестабільний пасивний стан. Встановлено, що похідні антрахінону проявляють інгібуючу дію під час корозії титану та його зварних з'єднань у технологічних солянокислих розчинах, але не запобігають пітінгоутворенню та корозійному розтріскуванню.Доведено, що в солянокислих середовищах озонування розчинів розширює концентраційні та температурні межі застосування титану та його сплавів з алюмінію як конструкційних матеріалів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проведено теоретико-експериментальні дослідження корозійної тривкості та корозійно-втомної довговічності титанових сплавів у середовищах різної протогенності та запропоновано нові підходи для вирішення важливої практичної проблеми підвищення корозійно-втомної довговічності титанових сплавів у технологічних середовищах енергетичної промисловості на основі встановлених закономірностей перебігу корозії та корозійної втоми сплавів і за наявності на них захисних покриттів. Встановлено закономірності впливу середовищ різної протогенності на кінетику електронних процесів на поверхні титанових сплавів. Виявлено, що ефективна енергія активації електродних процесів і коефіцієнт переносу структурно малочутливі до корозії сплаву ПТ-3В, а відмінності у корозійній тривкості у разі зміни його структури від грубозернистої пластичності до глобулярної дрібнозернистої зумовлені різною сумарною площею активних центрів на поверхні матеріалу. Одержано кількісні електрохімічні характеристики впливу циклічної деформації на репасивацію титанових сплавів у розчинах хлоридів. Встановлено інверсію впливу водних розчинів аміаку на опір зародженню атомної тріщини від концентратора напружень, досліджено кінетику її росту. Доведено ефективність застосування газотермічних покриттів для відновлення розмірів і захисту елементів титанових лопаток турбін енергетичних установок від фретинг-втомного руйнування, визначено лімітувальну стадію корозії покриттів і з'ясовано механізм розвитку їх локальної корозії - міжкристалітної, структурно-вибіркової та виразкової - за корозійної фретинг-втоми у хлоридних середовищах.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему тепломасообмінного процесу окалиноутворення за високотемпературного нагрівання сталевих заготовок. Розроблено практичні рекомендації щодо застосування енрегоресурсозберігальної технології нагрівання сталі з електрофізичним впливом (ЕФВ). Запропоновано теоретичне обгрунтування ефекту зниження швидкості окалиноутворення за накладання постійного електричного поля від негативного полюса джерела постійної напруги. Експериментально встановлено зниження швидкості окалиноутворення та зменшення угару заліза під час нагрівання з використанням ЕФВ. Визначено область застосування ЕФВ, в яких основними вимогами є можливість відведення електричного потенціалу в холодній зоні та електроізоляція металу. Визначено константи окалиноутворення під час окислення середньо-вуглецевих марок сталі. Розроблено практичні рекомендації для технології високотемпературного нагрівання сталі з використанням ЕФВ стосовно методичних штовхальних печей. Здійснено впровадження одержаних констант у теплофізичній (математичній) моделі, в якій враховано рухливі межі метал - окалина та окалина - середовище та за допомогою якої з'явилась можливість досліджувати динаміку росту окалини у процесі високотемпературного нагрівання сталевих заготовок з застосуванням ЕФВ.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Мета дослідження - розробка ефективної заміни токсичних хроматів у лакофарбових покриттях на дюралюмінієвих сплавах. Виявлено синергічний ефект інгібування корозії дюралюмінієвих сплавів композицією на основі цинкфосфатного та кальцієвмісного пігментів у синтетичному кислому дощі. Розроблено модель дюралюмінієвого сплаву, яка дає можливість з'ясувати механізм захисної дії інгібувальних пігментів та їх композицій. Встановлено, що композиція фосфатного та кальцієвмісного іонообмінного пігментів забезпечує ступінь захисту дюралюмінієвого сплаву від корозії в кислому дощовому розчині близько 92 %, а хромат - не більше 75 %. Нова пігментна композиція більш суттєво знижує ефективність катодного процесу на інтерметалічній фазі сплаву, ніж хромат, внаслідок формування корозійнотривкої плівки цинку та кальцію фосфатів. Виділення міді на поверхні дюралюмінієвого сплаву біля інтерметалічних включень гальмується. Запропоновано склад інгібованої грунтовки на епоксидній основі для захисту алюмінієвих сплавів від корозії та проведено її дослідно-промислову перевірку.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси анодної та хімічної пасивації маловуглецевої сталі під впливом оксоаніонів елементів V - VII груп періодичної системи в кислих, нейтральних і слаболужних розчинах. Причиною активної пасивувальної дії оксогалогенідів є висока окиснювальна здатність та перевищення катодного струму їх відновлення над струмом анодного розчинення сталі. Гальмівні та пасивувальні властивості молібдатів обумовлені, головним чином, їх необоротною адсорбцією та включенням в поверхневі оксидні плівки. Розроблено інгібітори пасивувального типу - суміші оксоаніонів різної природи, які виявляють синергізм щодо захисту маловуглецевої сталі від корозії в слабо мінералізованій воді, ацетатних антифризних та кислих нітратних розчинах. На основі електрохімічних і корозійних досліджень стабільності пасивних плівок обгрунтовано склад розчинів для формування на сталі конверсійних покриттів, які є оксидами заліза, модифікованими сполуками молібдену, для захисту сталі від атмосферної корозії. Оцінка захисної дії конверсійних покриттів прискореними електрохімічними методами показала, що ступінь захисту сталі від атмосферної корозії оксидними модифікованими КП досягає 98 - 99 %.

  Скачати повний текст

Проведено комплексне теоретичне й експериментальне дослідження впливу озону, вихідних і кінцевих продуктів на корозійно-електрохімічну поведінку конструкційних матеріалів у процесах озонного синтезу піридинів-N-оксидів та піридинкарбонових кислот в нейтральних, оцтово- та сульфатнокислих середовищах. Встановлено основні закономірності корозійної поведінки алюмінію, вуглецевих, марганецьвмісної та деяких хромонікелевих сталей у фосфатному pH буфері, 5 % оцтовій та 70 % сульфатній кислоті за присутності озону, гомологів піридину, їх N-оксидів та нікотинових кислот. За умов промислового синтезу дипіколінової кислоти в оцтовокислому розчині, 4-метилпіридин-N-оксиду у фосфатному буфері, а також препаративного синтезу нікотинової кислоти в сульфатній проведено вольтамперні та масометричні дослідження різних конструкційних матеріалів та наведено рекомендації щодо їх використання для виготовлення реакторів процесів озонування.

  Скачати повний текст

Показано, що вплив озону корозійну стійкість та електрохімічну поведінку нікелю, хрому, молібдену і сплавів (12Х18Н10Т, Н70М27Ф, 06ХН28МДТ) залежить від природи металу, температури та концентрації сірчаної кислоти. Виявлено, що на поверхні досліджених нержавіючих сплавів і сталей відбувається загальна корозія основного металу та корозія його зварних з'єднань. Вплив озону на корозію металів змінюється за умов збільшення температури середовища за рахунок зниження його розчинності та визначається основними регувальними компонентами сплавів Cr, Mo, Ni. Визначено стійкість до міжкристалічної корозії, межі й умови використання досліджених матеріалів в озонованих середовищах, наведено практичні рекомендації щодо їх використання. Показано, що у 30 - 40 %-вих розчинах сірчаної кислоти інгібувальна дія бензазолів на кислотну корозію сталей і сплавів неоднозначна, що зумовлено різним ступенем протонізації речовин та різними їх адсорбційними властивостями. У досліджених середовищах ступінь захисту металів від кислотної корозії вищий за наявності бензотриазолу, ніж бензимідазолу. Розроблено та вроваджено в ЗАТ "Сєвєродонецьке об'єднання Азот" і ТОВ "ДонбасТеплоПроект" газові витратомірні установки з необхідним класом точності на базі методу витиснення газу рідиною для подачі й виміру еталонної кількості озоно-повітряної суміші.

  Скачати повний текст

Встановлено, що дія озону базується не тільки на деполяризації катодного процесу, але й на специфічному впливі його на анодне розчинення металів за рахунок відновлення через активні форми кисню за участю водню. Вплив озону може бути як захисним, пасивуючим, так і активуючим із переводом металів у транспасивний стан. Визначено існування двох областей потенціалів з різними механізмами відновлення озону. Висока початкова теплота адсорбції кисню на поверхні перехідних металів, відповідна малим покриттям, сприяє розкладанню озону, у разі збільшення покриття теплота адсорбції кисню зменшується та створюються умови для стабілізації молекулярного озону. Продукти, які утворюються в озонових синтезах кисневмісних сполук стимулюють корозію за рахунок відновлення їх на металах. Для зварних з'єднань у середовищах, що озонуються, характерне збільшення густини анодних струмів у всьому діапазоні потенціалів, сформульовано умови використання зварних з'єднань. Практично реалізовано використання озонування як способу захисту нержавіючих сталей, титану й його сплавів від корозії. Розроблено газову витратовимірювальну установку для подачі та вимірювання зразкової кількості газу, експериментально-аналітичну методику визначення концентрації озону у водних розчинах кислот. Запропоновано спосіб захисту нержавіючої сталі в сірчаній кислоті, що озонується, шляхом збагачення її поверхні хромом.

  Скачати повний текст

Досліджено адсорбційно-хімічні процеси на початковій стадії корозії деформованих металів та сплавів у водних розчинах електролітів з використанням квантово-хімічного підходу та кластерних моделей поверхні. Розрахунками енергетичних характеристик адсорбційно-десорбційних процесів на поверхні розділу фаз метал - водний розчин електроліту теоретично оцінено вплив іонів корозійно-активних водних розчинів на міцність металічного зв'язку. Виявлено суттєву роль хлорид-іонів у інтенсифікації десорбції компонентів сплавів деформованого та недеформованого станів. Для перевірки достовірності одержаних результатів проведено експериментальні дослідження селективного розчинення деформованих цинк-алюмінієвих сплавів у водному розчині хлориду натрію.

  Скачати повний текст

У ході дослідження встановлено основні закономірності впливу хімічного складу сталей, виду зварювальних матеріалів, поляризації на корозійні характеристики та опірність корозійному розтріскуванню феритно-аустенітних сталей та їх зварних з'єднань у сірководневих середовищах. Запропоновано ефективний вітчизняний інгібітор для захисту низьколегованих феритно-перлітних сталей від сірководневої корозії, сірководневого корозійного розтріскування під напруженням та розтріскування, ініційованого воднем. Вибрано промислові зварювальні матеріали для ручного аргоно-дугового та автоматичного зварювання двофазних сталей 12Х21Н5Т та О3Ч22Н6АМ3 та виявлено, що у сірководнево-хлоридних середовищах нетермооброблені однорідні та різнорідні (зі сталлю 12Х18Н10Т) зварні з'єднання цих сталей не чутливі до корозійного розстріскування під навантаженням постійною деформацією до межі плинності основного металу. Встановлено, що вітчизняний інгібітор Нафтохім-8 є найефективнішим серед досліджених для захисту трубних сталей від сірководневої корозії та наводнювання. Розроблено та впроваджено технологічний регламент з інгібіторного захисту обладнання Локачинського газового родовища з використанням даного інгібітора.

  Скачати повний текст

Досліджено електрохімічні характеристики корозійного ефекту модельних гальванопар конструкційних матеріалів, викликаних градієнтом концентрацій корозійно-активних компонентів середовищ, наявністю сульфат-відновних бактерій та попереднім наводнюванням. Розроблено практичні рекомендації щодо підвищення їх корозійної та корозійно-механічної тривкості. Показано, що градієнт концентрації іонів водню та заліза в середовищі викликає функціонування гальванопар, які контролюються у першому випадку катодним, у другому - анодним процесами. Встановлено, що перемішування середовища в анодній комірці гальванопари "деформований (анод) - недеформований (катод)" для міднонікелевих сплавів майже не змінює її електрорушійної сили, проте на порядок збільшує струм і, відповідно, корозійний ефект.Показано, що струм водневої гальванопари безпосередньо після наводнювання визначається в основному потоком десорбції водню, тоді як частка реакції окиснення заліза складає приблизно чверть від загального її струму. З'ясовано, що адсорбований нержавіючою сталлю водень інтенсифікує її загальну корозію у гальванопарі, а також викликає схильність до пітингової корозії. Виявлено, що з підвищенням активності біологічного чинника морської води струм біокорозійної гальванопари зростає та визначає опір сталей корозійному розтріскуванню. Встановлено, що зниження вмісту сірки в низьколегованих сталях до 0,003 - 0,005 % зменшує більше ніж на два порядки корозійну агресивність біокорозійної гальванопари та суттєво підвищує їх опір корозійному розтріскуванню.

  Скачати повний текст

Розроблено й обгрунтовано методи оцінки міцності сталей біля концентраторів напружень різного типу, які враховують фізико-хімічну взаємодію матеріалу з корозійним середовищем. Визначено критерій, за якого відбувається зародження корозійно-втомної макротріщини, спричинене певною комбінацією локального ефективного напруження у зоні процесу та густини струму електрохімічного розчинення металу на його деформованій поверхні. Розроблено аналітичний метод прогнозування розвитку корозійної виразки (як потенційного концентратора напружень) у тришаровому матеріалі, що базується на закономірностях зміни густини корозійних струмів в околі виразки, розрахованих за запропонованим методом еквівалентного електрода.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження корозійної стійкості зварних швів аустенітних хромонікелевих (18 - 8) і хромонікельмолібденових (18 - 8 - 2) сталей, мікролегованих рідкісноземельними металами (РЗМ), а також їх сполуками. Показано, що у разі введення Y та його сполук, а також за комплексного мікролегування Y та Ge зварного шва гальмується анодне розчинення металу та катодна реакція відновлення іонів водню, полегшується його пасивація. Встановлено, що мікролегування зварного шва РЗМ у оптимальних кількостях подрібнює структурні складові, очищує межі зерен, сприяє стабілізації структури наплавленого металу та призводить до підвищення стійкості до міжкристалевої мікрокорозії (МКК). Виявлено, що структурні зміни викликають зменшення мікрохімічної гетерогенності (особливо по Ni та Cr) і сприяють утворенню пасивних захисних шарів, збагачених РЗМ, що забезпечує більш рівномірний розподіл електродного потенціалу на поверхні металу зварного з'єднання. Показано, що зварні шви, мікролеговані РЗМ, мають у 3-4 рази більшу корозійну стійкість у порівнянні зі зварними швами, одержаними за допомогою серійних електродів. Електроди з РЗМ впроваджено у практику ремонтних робіт на коксохімічних підприємствах.

  Скачати повний текст