- •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
3.1. Механизм щелевой коррозии
Для первой стадии процесса коррозии характерно равномерное протекание на всей поверхности прилегающего к щели металла анодной и катодной реакций: Ме – nе- = Меn+, О2 + 2Н2О + 4е- = 4 ОН-.
Через какое-то время катодная реакция внутри щели прекращается, идет только анодная. В результате появляется электрический ток. В металле ток переносится электронами, а в растворе – ионами. При этом в щель переносятся анионы, в том числе агрессивные хлорид - ионы; затем идёт гидролиз:
MeCl2 + 2 H2O = Me(OH)2 + 2 HCl
В результате концентрация ионов хлора в щели увеличивается в 3 – 10 раз, а рН раствора значительно понижается. Скорость растворения металла резко возрастает. Поэтому у хромистых и хромоникелевых сталей наблюдается гораздо большая склонность к щелевой коррозии, чем у углеродистых сталей.
Предупреждение щелевой коррозии основано на создании таких конструкций, в которых отсутствуют щели с непроточным электролитом. Необходимо использовать металлы с повышенным сопротивлением щелевой коррозии и применять электрохимическую защиту.
Металлы и сплавы, на поверхности которых имеется пассивирующая плёнка (в основном алюминий, цинк, никель и их сплавы) подвержены щелевой коррозии. Щелевую коррозию можно замедлить с помощью катодной поляризации от внешнего источника постоянного тока или протекторов металла.
4. Нитевидная коррозия
Это специфическая форма щелевой коррозии, которая иногда наблюдается на поверхности металла в атмосферных условиях. Она протекает, главным образом, под защитным покрытием, и может наблюдаться на стали, магнии, алюминии, на которые нанесены катодные покрытия, а также фосфатные или лакокрасочные покрытия или эмаль.
Особенностью нитевидной коррозии является то, что она не ведет к разрушению металла, а лишь ухудшает его внешний вид.
Нитевидная коррозия на стали проявляется в виде сетки красно-коричневых продуктов коррозии, состоящей из нитей шириной не более 2 мм, которые оканчиваются активными «головками» - точками роста нитей.
Способы уменьшения нитевидной коррозии:
1) Поддержание низкой относительной влажности в помещении, где хранятся металлические изделия.
2) Фосфатирование и промывка дистиллированной водой стальных изделий перед покраской.
5. Межкристаллитная коррозия
Межкристаллитная коррозия (МКК) представляет собой разрушение сплава, локализованное на границах его зерен. Следствием этого вида коррозии является потеря сплавом прочности, пластичности и быстрое разрушение изготовленной из него конструкции. МКК подвержены многие широко применяемые сплавы – высоколегированные коррозионностойкие стали (хромистые и хромоникелевые), сплавы алюминия (дюралюминий), сплавы никеля (Ni-Mo, Mi-Cr-Mo).
Причиной МКК чаще всего являются структурные изменения сплава, происходящие на границе зерен, особенно при термообработке и сварке. Этот механизм носит всегда электрохимический характер.
Следует отличать МКК, идущую независимо от наличия в металле механических напряжений, от межкристаллитного коррозионного растрескивания, которое возникает при наличии растягивающих напряжений. Коррозионные аустенитные стали, важнейшая из которых сталь Cr18Ni8, становятся склонными к МКК во время термообработки при температуре 400 – 850 0С. При контакте с агрессивной средой такая сталь начинает разрушаться вдоль границ зерен.
Примеры МКК – разрушение сварных резервуаров, реакторов и других конструкций, в которых находятся серная или азотная кислоты. Склонность стали к МКК возникает и при её медленном охлаждении. В агрессивной среде сварное соединение подвергается МКК в околошовной зоне. Степень сенсибилизации (склонность к коррозии) аустенитной стали тем больше, чем больше в ней углерода (при его содержании более 0,1 %).