CC BY
3
УДК 669.713.6
КИНЕТИКА КОРРОЗИИ СТАЛИ СТ3 В АНОДНОЙ МАССЕ
Д. И. Цыпленкова1,3, В. П. Жереб1,2
1 Сибирский федеральный университет, Российская Федерация 660025, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 95
2Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 3Красноярский государственный аграрный университет Российская Федерация, 660130, г. Красноярск, ул. Е. Стасовой, 44 E-mail: [email protected]
В работе представлены результаты изучения кинетики взаимодействия стальных образцов с парами серы различной концентрации в восстановительной среде диоксида углерода.
Ключевые слова: коррозия, кинетика взаимодействия, сталь Ст3, сера.
CORROSION KINETICS OF ST3 STEEL IN THE ANODE MASS D. I. Tsyplenkova1,3, V. P. Zhereb1,2
1Siberian Federal University 95, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660025, Russian Federation
2Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 3Krasnoyarsk State Agrarian University 44, E. Stasova st., Krasnoyarsk, 660130, Russian Federation E-mail: [email protected]
The results of studying the kinetics of the interaction of steel samples with sulfur vapors of various concentrations in a reducing environment of carbon dioxide are discussed.
Keywords: corrosion, interaction kinetics, St3 steel, sulfur.
Вовлечение в производство алюминия анодной массы прокаленного нефтяного кокса с повышенным содержанием серы вызывает коррозию стальных элементов электролизера [1, 2]. Термодинамически возможные процессы газовой коррозии могут протекать с различной скоростью. Изучение механизма процессов коррозии позволяет определить кинетические факторы, что, в свою очередь, способствует выявлению способов защиты металлических конструкций [3, 4]. Целью данной работы является изучение кинетики реакции взаимодействия паров серы со стальным образцом марки Ст3 в зависимости от количества исходной серы в восстановительной атмосфере.
Четыре стальных образца с известными размерами помещали в коксо-пековую композицию и отжигали в изотермических условиях в среде CO2 в течение 5, 10, 15, 20 часов. С помощью светового микроскопа (СМ) (рис.1), количественно определяли продукт коррозии и изменение в размерах стального образца без добавления и в присутствии дисперсного алюминия.
Секция «Концепции современного естествознания»
Рис. 1. СМ-фотография стального образца после отжига без добавления (слева) и в присутствии
дисперсного алюминия (справа)
Результаты аналогичным образом выполненных исследований кинетики изменения размеров стального образца в коксо-пековой композиции, содержащей 2 мас. % дисперсного алюминия при температуре 700 °С, представлены в таблице 1 и на нижней кривой рис.2. Введение алюминия существенно снижает скорость коррозии стали.
Рис.2. Изменение диаметра стальных образцов от времени в анодной массе без добавления (верхняя кривая) и с добавкой алюминия (нижняя кривая) при 700 °С
Количественный показатель коррозии рассчитывали по формуле:
К = Дш/ Б х +
где К - скорость потери массы на единицу площади образца за единицу времени (скорость равномерной коррозии), г/м2хч; Дш- изменение массы образца, г; 1 - время, ч; Б - площадь поверхности образца, м2 [3]. Результаты расчетов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты расчетов_
Образец №1 Образец №2 Образец №3 Образец №4
Среднее значение Аш, г 0,074 0,06 0,045 0,077
8 после взаимодействия с добавкой дисперсного алюминия, м2 1,1310-6 1,09-10-6 0,89-10-6 0,79-10-6
^ ч 5 10 15 20
К с добавкой дисперсного алюминия, г/м2*ч 13092,71 5480,02 3369,40 4875,16
Экспериментально установлен эффект понижения коррозионной активности серы в присутствие дисперсных частиц алюминиевого сплава. В отличие от метода антикоррозионной защиты путем нанесения композиционных материалов, предлагаемый электрохимический метод более технологичен и экономически оправдан.
Библиографические ссылки
1. Fang H., Young D., Nesic S. Corrosion of mild steel in the presence of elemental sulfur // CORROSION 2008. - OnePetro, 2008.
2. Цыпленкова Д. И., Жереб В. П. КОРРОЗИЯ СТАЛИ В СЕРОСОДЕРЖАЩЕЙ СРЕДЕ // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. - 2019. - Т. 2. - С. 692-693.
3. Хохлачева, Н.М. Коррозия металлов и средства защиты от коррозии: учебное пособие / Н.М. Хохлачева, ЕВ. Ряховская. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2021. - 118 с.
4. Караев А. А., Романов А. М., Юрков И. В. КЛАССИФИКАЦИЯ РАЗНОВИДНОСТЕЙ И МЕХАНИЗМ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ // ПЕРСПЕКТИВНОЕ РАЗВИТИЕ НАУКИ, ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ. - 2021. - С. 111-115.
© Цыпленкова Д. И., Жереб В. П., 2022
