Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах (стр. 5 из 11)
2. глубинный показатель коррозии П (т.е. глубину коррозионного разрушения металла в единицу времени) учитывает плотность материала и выражается уравнением
(1.19)где ρ – плотность материала г/см3;
средняя скорость коррозии, г/(м2·ч).3. Механический показатель коррозии – изменение какого-либо показателя механических свойств металла, %:
(1.20)где
предел прочности; Р0 – разрушающая нагрузка до коррозии; S0 начальная площадь сечения образца; 
предел прочности металла после коррозии; Р1 разрушающая нагрузка после коррозионного испытания в течение τ, ч.4. Измерение электрического сопротивления образца:
(1.21)где R0 и R1 – электрическое сопротивление образца соответственно до коррозии и после коррозионного испытания в течение τ, ч.
5. Объемный показатель коррозии (объем поглощенного или выделившегося в процессе коррозии металла газа, приведенный к нормальным условиям и отнесенный к единице поверхности металла и к единице времени):
(1.22)где
– объем выделившегося (поглощенного) газа, см3, 
– парциальное давление паров воды.6. Глубина межкристаллитной коррозии оценивается как по изменению электрического сопротивления, так и прочностного показателя. В частности, для тонколистового металла и проволоки степень поражения поперечного сечения образца межкристаллитной коррозии рассчитывается по уравнению
(1.23)где S2 – площадь поперечного сечения металла, пораженного межкристаллитной коррозией; S1 – его площадь до коррозии; ρ2 – удельное электрическое сопротивление металла, пораженного коррозией; ρ – удельное электрическое сопротивление образца после коррозии; ρ1 – удельное электрическое сопротивление слоя, не пораженного коррозией металла.
7. Метод идеальных поляризационных кривых нашел применение при изучении процесса коррозии в водных электролитах (в последнее время и в расплавах солей).
В указанных средах анодная и катодная поляризация проявляются при плотностях тока, превышающих коррозионный ток (ток саморастворения) изучаемого металла. Определяя на опыте (см. рисунок 1.6) анодную и катодную поляризации металла в зависимости от плотности тока, можно по пересечению прямолинейных участков идеальных поляризационных (А и К) кривых найти imax – плотность максимального коррозионного тока
Рисунок 1.6 – Определение максимального коррозионного тока.
и далее по закону Фарадея рассчитать убыль массы образца:
(1.24)где τ – время, (когда коррозия принимает примерно постоянное значение через промежуток времени г); А – атомная масса; n – степень окисления катионов; η – выход металла по току [31].
1.9 Датчики скорости коррозии
Надежность технологического оборудования наряду с эффективной противокоррозионной защитой определяется и наличием системы диагностики процессов коррозии и параметров средств защиты.
Результаты многолетних исследований технологического оборудования с использованием устройств Лайналог (США), фирмы Хагенук (Германия), Сервейер (Англия) и других фирм, показали, что для диагностики, прогнозирования коррозии и защиты требуется оснащение трубопроводов и другого оборудования, системами способными охватить весь спектр контролируемых параметров, создать систему мониторинга и систему телеконтроля средств катодной защиты, оснащенную датчиками контроля тока, напряжения, поляризационного потенциала, скорости коррозии, образование трещин, состояния изоляционного покрытия, температуры тела трубы, удельное сопротивление грунта и т. д.
Таким образом основные причины организации систем диагностического мониторинга следующие:
отсутствие доступа и затрудненный доступ к объекту;
высокие скорости роста эксплуатационных дефектов в конструкции;
катастрофические последствия от разрушения объекта.
Основные цели организации систем диагностического мониторинга:
своевременное обнаружение дефектов;
сбор, хранение и анализ данных технического диагностирования и прогнозирование изменения технического состояния объектов во времени;
автоматизация технического диагностирования и устранение человеческого фактора в оценке результатов диагностирования [28].
Для изучения и бесконтактного контроля электрохимической коррозии элементов подземных и наземных металлических конструкций разработано многочисленное количество датчиков, в основу которых положены разнообразные принципы действия.
На сегодняшний день разработаны датчики на поверхностных электромагнитных волнах, которые позволяют непрерывно наблюдать за процессом коррозии стенки трубы, за развитием трещин при прохождении процесса стресс-коррозии. Известны датчики принципом действия которых является измерение поляризационного сопротивления.
Примером служит отечественный датчик – Моникор-2. С помощью индикатора скорости коррозии Моникор-2 можно узнать в течение 1 минуты скорость коррозии в водной среде в момент измерения. Работа прибора основана на измерения поляризационного сопротивления (LPR - в зарубежной терминологии) при наложении на электроды датчика минимальной поляризации (до 10 мв) вблизи стационарного потенциала коррозии. Теоретически обосновано (Штерном и Гири), что при этом ток коррозии обратно пропорционален поляризационному сопротивлению [20].
Ультразвуковые датчики коррозии применятся при неразрушающем контроле в нефтехимической промышленности, где часто требуется выявление и картографирование коррозионных поражений. И здесь хорошо зарекомендовали себя ультразвуковые системы коррозионного мониторинга. Они используется в системе диагностического контроля для обслуживания локальных участков конструкции характеризующихся интенсивным износом и высокой вероятностью появления усталостных трещин.
Принцип действия этих датчиков основан на отражении ультразвуковых волн от исследуемой поверхности, изменении их амплитуды и сдвига фаз исходящей и отраженной волн в зависимости от толщины образца сдвиг фаз разный, этот способ позволяет зафиксировать даже незначительное изменение толщины, локализованные очаги питтинговой коррозии и участки межкристаллической коррозии.
Волюмометрические датчики, в промышленности не нашли широкого применения, но принцип их действия – определение скорости коррозии по объему поглотившегося газа, при атмосферной коррозии, или выделившегося газа, при коррозии в кислотных средах, используется при стационарных лабораторных испытаниях. Этот метод позволяет непрерывно следить за процессом коррозии, но не имеет высокой точности.
Гравиметрические датчики также не нашли большого применения в промышленности, и используются в основном для лабораторных испытаний. Принцип действия датчиков основан на изменение массы образца. Этот метод является дискретным, а полученные значения скорости коррозии усредненными.
Таким образом, на основании анализа литературных источников можно сделать вывод, что использование ингибиторов коррозии (ИК) и современных средств диагностирования, становится одним из основных способов защиты и своевременного предупреждения выхода из строя технологического оборудования. В настоящее время, очевидно, что использование традиционных дискретных методов обследования становится неэффективным из-за большой трудоемкости, несвоевременности и локальности данных способов обследования. Поэтому применения и совершенствования системы непрерывного слежения (мониторинга) за техническим состоянием оборудования, а также использование ИК или их комбинаций, является необходимым условием современных технологий.
В связи с этим, разработка новых средств диагностики и ингибиторов коррозии для защиты технологического оборудованияот коррозии при интенсивном теплообмене по-прежнему актуальна.
2. Обсуждение результата термодинамического анализа
2.1 Эмпирические методы расчета термодинамических величин
Поскольку расчет термодинамических величин для рассматриваемых соединений представляет собой нетривиальную задачу, целесообразно рассмотреть в рамках данного раздела основные приближенные методы их вычисления.
Получение информации о недостающих физико-химических величинах с помощью приближенных методов основывается на корреляциях, которые могут либо быть сугубо эмпирическими, либо опираться на определенные теоретические концепции. Последние сочетают частично теоретическую форму с эмпирическими константами, найденными по экспериментальным данным. В настоящее время наиболее важным базисом для разработки полутеоретических корреляций является теория термодинамического подобия [12, 19].