- •190302 «Вагоны»
- •190303 «Электрический транспорт железных дорог»
- •101800 «Электроснабжение железных дорог»
- •Лекция 1. Электродные потенциалы и электродвижущие силы. Характеристика хит
- •1. Электродный потенциал металла.
- •2. Классификация химических источников тока (хит).
- •3. Электрохимические характеристики источников тока
- •Лекция 2. Первичные гальванические элементы
- •1. Гальванический элемент Вольта и Якоби-Даниэля.
- •2. «Сухой» элемент Лекланше. «Сухие» элементы новой конструкции.
- •3. Щелочные (алкалические) марганцово-цинковые и медноокисные
- •4. Ртутно-цинковые и серебряно-цинковые щелочные элементы
- •Лекция 3. Аккумуляторы
- •1. Основные понятия. Электрические характеристики и классификация аккумуляторов.
- •2. Свинцовые аккумуляторы
- •3. Щелочные аккумуляторы
- •4. Стартерные батареи
- •5. Аккумуляторы с расплавленным и твёрдым электролитом
- •6. Применение аккумуляторов на железнодорожном транспорте
- •Лекция 4. Топливные элементы
- •1. Основные понятия
- •Устройство топливных элементов (тэ). Водородно-кислородные элементы с различными электролитами.
- •3. Установки с электрохимическим генератором
- •4. Применение топливных элементов
- •Лекция 5. Коррозия. Теоретические вопросы в области коррозии
- •Определение коррозии и значение коррозионной проблемы
- •2. Прямые и косвенные потери от коррозии.
- •3. Причины возникновения коррозии.
- •4. Химическая коррозия
- •5. Электрохимическая коррозия
- •6. Влияние водородного показателя среды на скорость коррозии.
- •7. Оценка коррозионной стойкости металлов.
- •Лекция 6. Коррозия металлов в различных средах
- •Контактная коррозия.
- •2. Атмосферная коррозия
- •3. Грунтовая коррозия
- •3.1. Защита металлов от грунтовой коррозии.
- •4. Коррозия под действием блуждающих токов
- •5. Морская коррозия металлов
- •Лекция 7. Виды коррозии и техника борьбы с коррозией
- •Равномерная коррозия.
- •2. Питтинговая коррозия
- •2.1. Механизм питтинговой коррозии.
- •2.2. Влияние различных факторов на питтинговую коррозию.
- •2.3. Предупреждение питтинговой коррозии
- •3. Щелевая коррозия
- •3.1. Механизм щелевой коррозии
- •4. Нитевидная коррозия
- •5. Межкристаллитная коррозия
- •Механизм мкк
- •5.2. Влияние различных факторов на мкк
- •5.3. Предупреждение мкк
- •6. Ножевая коррозия
- •7. Избирательная коррозия
- •7.1. Обесцинкование латуней.
- •8. Графитизация чугуна
- •9. Коррозия под напряжением
- •10. Водородная хрупкость. Наводораживание
- •11. Коррозионная усталость и её предупреждение
- •Лекция 8. Способы защиты металлов и сплавов от коррозии. Защитные покрытия
- •1. Защита металлов от коррозии поверхностными тонкослойными
- •2. Фосфатные и оксидные защитные плёнки.
- •2.1. Фосфатирование
- •2.2. Оксидирование
- •3. Анодирование
- •4. Гальванические покрытия
- •5. Жаростойкие защитные покрытия
- •5.1. Термодиффузионный метод покрытия.
- •5.2. Горячий метод или метод погружения в расплавленный металл
- •5.3. Металлизация напылением
- •5.4. Плакирование – термомеханический способ
- •6. Неметаллические покрытия
- •1. Катодная и анодная защиты
- •2. Протекторная защита
- •3. Защита от коррозии под действием блуждающих токов.
- •Лекция 10. Ингибиторы коррозии металлов. Упаковочные материалы
- •1. Механизм ингибирования коррозии
- •Классификация ингибиторов. Адсорбционные и пассивирующие ингибиторы
- •3. Ингибиторы кислотной коррозии металлов
- •Ингибиторы коррозии в нейтральных средах
- •Упаковочные материалы для металлоизделий на бумажной основе
- •Заключение
- •Список литературы
2. Прямые и косвенные потери от коррозии.
Различают прямые и косвенные потери от коррозии.
Под прямыми потерями понимают стоимость замены прокорродированных конструкций или их частей. Другими примерами прямых потерь могут служить затраты на перекраску конструкций для предотвращения ржавления или эксплуатационные затраты, нанесение защитных металлических покрытий. Прямые потери легко подсчитать.
Гораздо труднее поддаются расчетам косвенные потери, даже по приближенным оценкам они исчисляются миллиардами долларов по всему миру. Так, в США общая сумма прямых потерь – 4,2 % валового национального продукта. В России ежегодно до 20 % всего выплавляемого металла подвергается коррозии.
Примеры косвенных потерь от коррозии:
Простои (например, замена прокорродированной трубы или участка железнодорожного пути) – учитывается недовыработка продукции за время простоя.
Потеря готовой продукции (утечка нефти, газа, воды).
Потеря мощности – из-за отложения продуктов коррозии, так как, например, нарушается теплообмен или уменьшается полезный рабочий просвет трубопроводов. А в результате коррозии поршневых колец и стенок цилиндров ДВС увеличивается расход бензина и масла.
Загрязнение продукции. Небольшие количества металлов в результате коррозии могут испортить партию продукции – поменять цвет красителей, ухудшить качество (особенно продуктов питания).
Допуски на коррозию. Речь идёт о том, что приходится в ряде случаев в расчёте на коррозию изготавливать толщину стенок изделий больше, чем надо, а это затраты средств.
В ряде случаев косвенные потери не могут быть вообще выражены в денежных единицах – к ним можно отнести аварии, взрывы, пожары, крушения и пр., особенно связанные с человеческими жертвами.
Как бы то ни было, коррозия приносит народному хозяйству огромные убытки. Коррозия сопровождается не только потерей металла, но и понижением его механической прочности.
3. Причины возникновения коррозии.
Основной причиной коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов и сплавов в окружающей среде.
Подавляющее большинство металлов в земной коре находится в виде оксидов, сульфидов и других соединений. При получении металлов в металлургии их переводят из такого стабильного состояния в элементарную форму, которая нестабильна. При контакте металла с внешней окислительной средой появляется движущая сила, стремящаяся превратить его в стабильные соединения, подобные тем, которые находятся в рудах. Примером является коррозия стали: железо переводится из элементарного состояния в окисленное (двух- и трехвалентное), которое соответствует таким минералам, как магнетит Fe3O4 или лимонит Fe2O3·H2O.
Термодинамическая неустойчивость металлов количественно оценивается знаком и величиной изобарно-изотермического потенциала ΔG (энергии Гиббса). Самопроизвольно протекают те процессы, которые сопровождаются уменьшением энергии Гиббса, то есть для которых ΔG меньше нуля. Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, имеют по сравнению с водородом более отрицательный потенциал, их окисленное состояние более устойчиво термодинамически, чем восстановленное. Для металлов, расположенных после водорода, восстановленное состояние термодинамически более устойчиво, то есть для них ΔG процесса окисления больше нуля. К этой группе металлов относятся коррозионно-стойкие золото, серебро, платина и др.