Отчет по расчетно-графической работе по дисциплине: Коррозия и защита металлов - файл n1.doc

Отчет по расчетно-графической работе по дисциплине: Коррозия и защита металлов
скачать (171 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc171kb.23.11.2012 20:53скачать

n1.doc


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



КУМЕРТАУСКИЙ ФИЛИАЛ

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»




Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»













Не забываем говорить СПАСИБО!!!

Удачи!!!













ОТЧЕТ

по расчетно-графической работе

по дисциплине: «Коррозия и защита металлов»

КФ ОГУ 190601.6 0 10._ _ О



















Руководитель

______________ Сиразетдинов А.А

« __ » ____________2010г.

Исполнитель

Студент гр. ХХ-ХХХ-2/з

______________ Залупкин И.И

« __ » ____________ 2010г.

























Кумертау 2010

Задание 1

Определить термодинамическую вероятность протекания процесса коррозии для заданного металла с кислородом. Рассчитать изменение энергии Гиббса (изобарно-изотермический потенциал)

Дано:

Fe

Fe3O4

Ро =105,7 мм рт. ст.;

Т = 298К;

R = 8,31 Дж/(моль-К);

Решение:




Рассчитаем парциальное давление кислорода в атмосфере при нормальных условиях:

р02 =760/100-21% = 159,6 мм рт.ст.

Изменение изобарно-изотермического потенциала для данного случая может быть записано следующим образом:

G = -RT(lnp/ (1)




где R - универсальная газовая постоянная, Дж / (моль * К);

Т- температура, К;

р0 -парциальное давление кислорода, мм рт. ст.

 -равновесное давление кислорода, мм рт. ст.

 G = -8,31 * 298 * (1п159,6 /105,7) = -1020,4 кДж / моль

Вывод: процесс коррозионного разрушения произойдет, поскольку  G<0.


























































Задание 2

Определить выполняется ли условие сплошности оксидной пленки.

Дано:

3Fe+2О2Fe3О4

Fe3О4 = 5,18 г/см3

Fe = 7,874 г/см3




Решение:

Одним из необходимых условий торможения процесса коррозии металлов является условие сплошности пленок. Оно выполняется, если объем оксида, образующегося при взаимодействии металла и кислорода, больше объема вступающего в реакцию металла. Это положение, известное как фактор Пиллинга-Бедвордса, можно записать следующим образом:




 (2)




где V0 - объем моля оксида, м3;

VM - объем окисленного метала, м3;

М0, р0 - молярная масса и плотность оксида, г / моль, г / см3;

n- число молей металла, вступающих в реакцию при образовании одного моля оксида;

Ам - атомная масса металла, г / моль;

рм - плотность металла, г / см3.




Рассчитаем молярную массу оксида:




М Fe3О4 = 3*55,8 +16*4=231,4г/моль




Подставив значения в уравнение (2), найдем отношение объемов:

==2,11

Вывод: так как отношение объёмов больше 1, следовательно, условие сплошности оксидной пленки выполняется. Пленка будет сплошная.


































Задание 3

Определить среднюю глубину проникновения коррозионного разрушения в металл и оценить его коррозионную стойкость

Дано:

Fe = 7,874 г/см3

ок= 4,5 г/м2

Решение:

Средняя глубина проникновения коррозионного разрушения в металл определяется по следующей формуле:

П = 8,76* ок / м (3)




где 8,76 - коэффициент для перехода от измерения весового показателя

скорости коррозии в расчете на 1 ч к глубинному показателю в

расчете на 1 год (24 ч- 360 = 8760 ч);

ок -скорость коррозии, г/м2

м - плотность, г / см3.

Подставим значения:




П = 8,76 * 4,5 / 7,874 = 5,01 мм / год

Вывод: средняя глубина проникновения коррозионного разрушения составляет 5,01 мм/год. По шкале коррозионной стойкости металл относится к группе малостойких металлов.





























































Задание 4

Определить термодинамическую возможность процесса коррозии заданного металла с водородной деполяризацией. Рассчитать разность потенциалов под током при коррозии с учётом перенапряжений.

рН <7;рН>7.

Дано:

Sb2+/Sb0;

Sb0-2eSb2+;

Sb2+/Sb0 =0,24В:

?Sb=0,6В;

Решение:

1) Рассмотрим термодинамическую возможность процесса коррозии металла с водородной деполяризацией:

а) при рН<7 Процесс коррозии произойдет, если выполняются условия:

 G<0,E>0;

где G- изобарно-изотермический потенциал, кДж/моль;

Е -разность потенциалов, В; Рассчитаем разность потенциалов окислителя и металла:

Е = н2 - Sb = 0 - 0,24 = -0,24В;

где н2 = 0В (при рН<7) - табличное значение;

Определим изменение энергии Гиббса по формуле:

G = -nFE (4)

где n -число моль-эквивалентов веществ, участвующих в реакции;

F -число Фарадея (F = 96500Кл / моль - экв);

Е -разность потенциалов, В;

G = -2 *96500 * 10-3 * (-0,24) = 46.32 В > 0

Так как Е < O G > 0, коррозия в кислой среде термодинамически невозможна.

б) при рН=7 Рассчитаем разность потенциалов:

Е = н2- Sb = -0,414 -0,24 = -0,654 В;

где н2 = -0,414В (при рН=7) - табличное значение;

Определим изменение энергии Гиббса:

G = -2 * 96500 -10-3*(-0,654) = -126,2 В< 0

Так как Е < 0, G<0, в нейтральной среде окисление термодинамически невозможно.

в) при рН>7 Рассчитаем разность потенциалов:

Е = н2- Sb =-0,82806 -0,24 = -1,06806В;

где н2 = -0,82806 В (при рН>7) - табличное значение;

Определим изменение энергии Гиббса:

G = -2 * 96500 *10-3 * (-1,06806) = -206,1433В < 0

Так как Е < 0,G < 0, окисление термодинамически невозможно







2) Рассчитаем разность потенциалов под током при коррозии с учётом перенапряжений:

а) при рН<7

2=0,4В;-табличное значение;

Разность потенциалов под током при коррозии с учетом перенапряжений рассчитаем по формуле:

Епер=( н2- ?н2)-( Sb + ?Sb) (5)

Епер= (0-0,4) -(0,24 + 0,6) = -1,24 В

Так как Епер <0, то процесс окисления при рН<7 кинетически не возможен.

б) при рН=7

2=0,5В;-табличное значение;

Епер = (-0,414 - 0,5) - (0,24 + 0,6) = -1,7814 В

Процесс окисления в нейтральной среде кинетически не возможен, так

как Епер<0.

в) при рН>7

2= 0,5В -табличное значение;

Епер = (-0,8281 - 0,5) - (0,24 + 0,6) = -2,1681 В

Процесс окисления при рН>7 кинетически не возможен.


















































































Задание 5

Определить термодинамическую возможность процесса коррозии заданного металла с кислородной деполяризацией. Рассчитать разность потенциалов под током при коррозии с учётом перенапряжений. рН < 7; рН > 7.

Дано:

Sb2+/Sb0;

Sb2+/Sb0 =0,24В:

?Sb=0,6В;

Решение:

1) Рассмотрим термодинамическую возможность процесса коррозии металла с кислородной деполяризацией:

а) при рН<7 Процесс коррозии произойдет, если выполняются условия:

G<0, E>0;

где G- изобарно-изотермический потенциал, кДж/моль;

Е -разность потенциалов, В;

Рассчитаем разность потенциалов окислителя и металла:

Е = о2- Sb = 1,229 - 0,24 = 0,989 В;

где о2 = 1,229В (при рН<7) - табличное значение;

Определим изменение энергии Гиббса по формуле (4):

G = -4-96500-10-3*0,989 =-381,754 В <0

Так как Е > 0 G < 0, коррозия в кислой среде термодинамически возможна.

б) при рН=7

Рассчитаем разность потенциалов:

Е = о2 - Sb =0,815 0,24 = 0,575 В;

где о2 = 0,815В (при рН=7) - табличное значение;

Определим изменение энергии Гиббса:

G = -4 * 96500 -10-3*0,575 = -221,95 В < 0

Так как Е > 0,0 G < 0, в нейтральной среде окисление термодинамически возможно.

в) при рН>7

Рассчитаем разность потенциалов:

Е = о2 - Sb = 0,4 - 0,24 = 0,16 В;

где о2 = 0,4В (при рН>7) - табличное значение;

Определим изменение энергии Гиббса:

G = -4 *96500 *10-3 * 0,16 = -61,76 В < 0

Так как Е > 0, G < 0, окисление термодинамически возможно.

2) Рассчитаем разность потенциалов под током при коррозии с учётом перенапряжений:

а) при рН<7

2= 0,9 В-табличное значение;

Рассчитаем разность потенциалов под током при коррозии с учетом перенапряжений по формуле (5):

Епер = (1,229 -0,9) - (0,24 + 0,6) = -0,511В

Так как Епер < 0, то процесс окисления при рН<7 кинетически не возможен.

б) при рН=7

2 = 1 В -табличное значение;

Епер = (0,815 -1) - (0,24 + 0,6) = -1,025 В

Процесс окисления в нейтральной среде кинетически не возможен.

в) при рН>7

?о2= 1,1 В -табличное значение

ЕпеР = (0,4 – 1,1) - (0,24 + 0,6) = -1,54 В

Процесс окисления при рН>7 кинетически не возможен.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации