166671 (Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах), страница 9
Описание файла
Документ из архива "Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "химия" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "166671"
Текст 9 страницы из документа "166671"
Особенности данной схемы включения таковы, что она обеспечивает высокую чувствительность и линейную зависимость падения напряжения на катушки от ее индуктивности:
,
где U – питающее напряжение = 3 В. Z1 – сопротивление катушки с сердечником (образцом), Z0 – сопротивление катушки без сердечника (величина постоянная). Общее сопротивление катушки Z равно:
,
где R – омическое сопротивление катушки, ω – угловая частота питающего напряжения, L – индуктивность катушки. Из формулы видно, что величины ω, R – в условиях опыта есть величины постоянные. Таким образом общее сопротивление катушки зависит от ее индуктивности L.
,
где w – число витков в катушки, lк – длина катушки, μ – магнитная проницаемость образца, q – поперечное сечение катушки, lэ – эквивалентное линейное перемещение, под которой понимаем такое количество материала (массу), которое соответствует линейному перемещению на ширину одного витка. Таким образом, очевидно, что индуктивность катушки будет являться некоторой функцией от количества материала (массы) находящейся в ней или L = f(m), при условии что w, lк, q, μ – const.
И если линейные параметры катушки в действительности являются неизменными, то магнитная проницаемость системы будет меняться во времени. Ввиду того, что в процессе коррозионного разрушения, магнитная проницаемость среды будет меняться, и накладываться на общее значение индуктивности, это проблема была устранена установлением второй катушки без образца Z2, которая также находится в среде и является катушкой сравнения.
Так как при разрушении металла на его поверхности будут образовываться продукты окисления, то они также будут вносить вклад в общее значение индуктивности, но ввиду того, что магнитная проницаемость стали Ст3 на 3–4 порядка превосходит магнитную проницаемость продуктов окисления [32], то их влиянием можно пренебречь.
Таким образом, задача сводится в нахождении экспериментальной зависимости m=f(U0). Была произведена та же серия испытаний, что и для гравиметрического метода, в нейтральной и кислой средах, без ингибитора и в его присутствии согласно ГОСТ 9.506-87 и ГОСТ 9.505-86.
Полученные данные зависимости напряжения от условий опытов представлены в таблице 6.4.
Таблица 6.4 – Экспериментальные данные
| № | Среда | Концентрация ингибитора, мг/дм3 | mнач, г | mкон, г | U нач, мВ | U кон, мВ | Скорость коррозии, г/м2·час |
| 1 | Нейтральная | --- | 30,0835 | 30,0693 | 600,0 | 598,8 | 0,836 |
| 2 | 30,1172 | 30,1030 | 602,7 | 601,5 | 0,839 | ||
| 3 | 30,1058 | 30,0916 | 601,7 | 600,6 | 0,836 | ||
| 1 | 200 | 30,0665 | 30,0662 | 598,6 | 598,6 | 0,02 | |
| 2 | 30,1166 | 30,1162 | 602,6 | 602,6 | 0,022 | ||
| 3 | 30,1267 | 30,1263 | 603,4 | 603,4 | 0,022 | ||
| 1 | 250 | 30,1688 | 30,1688 | 606,8 | 606,8 | 0 | |
| 2 | 30,1172 | 30,1172 | 602,7 | 602,7 | 0 | ||
| 3 | 30,1446 | 30,1446 | 604,8 | 604,8 | 0 | ||
| 1 | Кислая – соляная кислота 1,5 н | --- | 30,0905 | 29,3999 | 599,3 | 576,3 | 244,41 |
| 2 | 30,1165 | 29,4267 | 601,4 | 578,3 | 243,85 | ||
| 3 | 30,1039 | 29,4148 | 600,4 | 577,4 | 243,94 | ||
| 1 | 500 | 30,0680 | 29,9639 | 597,5 | 589,3 | 36,66 | |
| 2 | 30,1078 | 30,0043 | 600,7 | 592,5 | 36,58 | ||
| 3 | 30,1292 | 30,0261 | 602,4 | 594,2 | 36,59 | ||
| 1 | 2000 | 30,1712 | 30,1547 | 605,8 | 604,4 | 5,87 | |
| 2 | 30,1133 | 30,0968 | 601,1 | 599,8 | 5,85 | ||
| 3 | 30,1607 | 30,1443 | 604,9 | 603,6 | 5,85 |
Рисунок 6.5 – Результаты эксперимента.
Из приведенного графика, очевидно, что вид зависимости между массой образца и напряжением контура, не зависит от параметров среды и хода протекания процесса. Вид данной кривой будет зависеть, только от параметров установки, температуры протекания процесса и материала из которого выполнен образец.
Рассчитанные значения масс образцов по предложенному уравнению, различаются от результатов взвешивания не более чем на пол процента.
Сопоставим результаты расчета скоростей коррозии данные представим в виде таблицы.
Таблица 6.5 – Сопоставление результатов расчета
| Среда | Концентрация ингибитора мг/дм3 | Скорость коррозии – гравиметрический метод г/м2·час | Скорость коррозии – индуктивный датчик | Ошибка % |
| Нейтральная | 0 | 0,8370 | 0,8375 | 0,179 |
| 200 | 0,022 | 0,0198 | 7,183 | |
| 250 | 0 | --- | --- | |
| Кислая | 0 | 243,3639 | 244,1024 | 0,303 |
| 500 | 36,5423 | 36,6478 | 0,288 | |
| 2000 | 5,8157 | 5,8268 | 0,192 |
Из приведенных данных видно, что предложенный датчик обеспечивает высокую сходимость результатов, при скорости коррозии не ниже 0,5 г/м2·час.
7. Методическая часть
Описание синтеза борат метилфосфита
В трехгорлый реактор, снабженный термометром, обратным холодильником, капилляром, загружали 57,7 г (0,93 моль) борной кислоты и 307,8 г (2,79 моль) диметилфосфита . Синтез вели при температуре 110–120 °С в течении двух часов до полной отгонки метилового спирта. Непрореагировавший диметилфосфит отгоняли под вакуумом при температуре 180оС в течение часа. Продукт реакции представляет собой вязкую неокрашенную жидкость, хорошо растворимую в воде, диметилформамиде, ацетоне, спиртах.
Описание кинетических исследований
В трехгорлый реактор, снабженный термометром, обратным холодильником, капилляром, загружали 57,7 г (0,93 моль) борной кислоты и 307,8 г (2,79 моль) диметилфосфита. При температуре 90, 100, 110, 120°С в течении двух часов измеряли объем выделившегося метанола.
Определение защитной способности в нейтральных средах.
Определяли по ГОСТ 9.506–87 гравиметрическим методом, на образцах изготовленных из стали Ст3 в виде полоски труб длинной 45 мм диаметром 20 мм и толщиной стенки 2 мм (по ГОСТ 1050–74). Заранее подготовленные образцы, по ГОСТ 2789–73 отшлифованные до шероховатости 0,4 мкм, обезжиривают, взвешивают на аналитических весах с погрешностью 0,0001 г. Подготовленные образцы формируют в серию по 3 шт. в каждой:
1 серия – для определения скорости коррозии в отсутствии ингибитора;
2 серия – для определения скорости коррозии в присутствии ингибитора с концентрацией 0,02%;
3 серия – то же для ингибитора с концентрацией 0,025%;
В установку для испытаний, представляющую собой стеклянный сосуд вместимостью 2000 см3 с держателем для крепления образцов стеклянной мешалки с двумя лопастями, приводимой во вращение электромотором. Наливают 1000 мл модели минерализованной воды плотностью 1,12 г/см3, состава г/дм3:
кальций хлористый 6-водный –34,00
магний хлористый 6-водный по ГОСТ 4209-77 –17,00
натрий хлористый по ГОСТ 4233-77 –163,00
кальций сернокислый 2-водный по ГОСТ 3210-77 –0,14
Приготовленной на дистиллированной воде, используя реактивы квалификации ч.д.а.
Сосуд с раствором нагревают в термостате до температуры 40°С. Ингибитор вводят в сосуд с раствором кислоты при комнатной температуре. После достижения соответствующей температуры загружают образцы. При этом колебания температуры во время испытаний не должны превышать ±2°С. Одновременно подключают мешалку. Испытание проводит в течение 360±1 мин. После испытаний все образцы серии одновременно извлекают из раствора и промывают проточной водой.
Шлам с поверхности образцов снимают (например, мягкой карандашной резинкой).
Образцы обрабатывают по ГОСТ 2789–73 и взвешивают каждый образец.
Обработка результатов испытаний:
Удельную потерю массы каждого образца (М), г/м2, вычисляют по формуле
,
где m1 – масса образца до травления, г; m2 – масса образца после травления, г; S – площадь протравленной поверхности образца, м2.
Значения усредняют для серии образцов, получая среднюю удельную потерю массы образцов 
.
Скорость коррозии (v), г/м2·ч, для каждой серии образцов вычисляют по формуле
где 
– усредненная удельная потеря массы для каждой серия образцов, г/м2; τ – продолжительность травления серии образцов, ч.
Степень защиты ингибиторов (Z) в процентах вычисляют по формуле
