ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА ШВИДКІСТЬ ОКИСЛЕННЯ МЕТАЛІВ НА ПОВІТРІ
Температура значно впливає на швидкість газової корозії металів. З підвищенням температури процеси газової корозії металів протікають швидше, незважаючи на зменшення їхньої термодинамічної можливості, що для найбільш розповсюдженого процесу газової корозії металів - реакції окислення металлу(II) оксигеном:
Me + 1/2 O2 = Me O , (р, T = const) , (1)
може бути визначено по зміні ізобарно-ізотермічного потенціалу ΔGT
ΔGT = - RT ln( р (O2) / р (O2) *׳ ) , (2)
де R = 8,31 Дж/(моль∙ К) - газова постійна величина;
T- абсолютна температура, К;
р (O2)* - парціальний тиск оксигену, що відповідає рівноважному стану системи (тиск дисоціації оксиду), Па;
р (O2) - парціальний тиск оксигену, що відповідає вихідному стану системи, Па;
Рівняння дозволяє оцінити можливість протікання процесу окислення. Якщо р (O2) > р (O2)* , тоді процес окислення можливий, тому що в цих умовах ΔGT < 0 . Якщо р (O2) < р (O2)* , тоді окислення неможливо , тому що при цьому ΔGT > 0. Таким чином, знак ΔGT є якісною, а значення ΔGT - кількісною характеристикою термодинамічної можливості процесів газової корозії металів.
Температура впливає на константу швидкості хімічної реакції і на масовий показник в процесі дифузії. Для обох випадків має місце експоненціальна залежність:
Km+ = Ae –Q/RT (3)
Це рівняння може бути перетворено логарифмуванням:
lg Km+ = lgA – Q/(2,303 RT) , (4)
де Km+- позитивний масовий показник швидкості корозії, г/(м2год);
А - постійна величина, рівна Km+ при 1/Т=0;
Q - ефективна енергія (теплота) активації процесу, Дж/моль;
Графік у координатах lg Km+ = f(1/T) (рис. 1) дає пряму або в ряді випадків ламану пряму, кожен злам якої відповідає змінам, що відбуваються в металі або в прилягаючій до нього оксидній плівці.
|
|
|
|
|
|
Рис.1. Температурна залежність окислення феруму в координатах: Кm+ - t0C (а) та Ig Кm+— 1/Т (6).[3].
Ця залежність зручна для графічного визначення швидкості газової корозії металу при будь-якій температурі. Вона ж може бути використана і для визначення постійних А и Q з одержаних даних:
Ig А = lg Km+ при 1/Т = 0; (5)
Q = - 2,303 Rtg α = 2,303 Rtg β, (6)
де α — кут, утворений прямою lg Km+ = f(1/T) з позитивним напрямком осі 1/T ; β — те ж, з негативним напрямком осі 1/Т.
Приведене співвідношення між швидкістю газової корозії металів і температурою може бути ускладнене або порушене, якщо зі зміною температури змінюється структура або деякі інші властивості металу чи оксидної плівки на ньому.
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 874;