Academic literature on the topic 'Корозійний процес'

Досліджено процеси, що відбуваються в процесі контактної корозії таких конструкційних матеріалів ядерних установок, як алюміній, його сплав САВ-1 з цирконієвим сплавом Е110 і нержавіючою сталлю марки Х18Н10Т. Результати електрохімічних та автоклавних випробувань досліджуваних контактних пар показують, що в усіх випадках анодом є алюміній (або САВ-1), який окиснюється більш інтенсивно порівняно з Е110 і Х18Н10Т. У разі окиснювання алюмінію та САВ-1 у водному середовищі продукти корозії переходять у корозійне середовище. Попереднє окиснення матеріалу катода (Е110) до товщини оксидної плівки 1—1,5 мкм практично унеможливлює гальванічну складову корозії САВ-1 у контактній парі з Е110, що підтверджується результатами вимірювання щільності струму корозії та іншими показниками, які характеризують надійність роботи елементів і безпеку всієї установки в цілому.

Вступ. Сталі 15Х12ВНМФ і 20Х1М1Ф1ТР використовують в машинобудуванні як матеріал деталей турбін, для підвищення робочих температур яких необхідно поліпшити жаростійкість їхньої поверхні.Проблематика. Підвищення корозійної стійкості поверхні сталей можливо через нанесення захисного шару. Однозначно сказати, яке покриття й метод його формування на конкретній сталі забезпечить достатнє підвищення жаростійкості поверхні цього матеріалу, практично неможливо. Раніше сталі 15Х12ВНМФ і 20Х1М1Ф1ТР не захищали методом вакуумного хромування в парах хлористого натрію.Мета. Дослідити процес вакуумного активованого хромування сталей 15Х12ВНМФ і 20Х1М1Ф1ТР і його вплив на характеристики зразків з них.Матеріали й методи. Зразки для досліджень виготовляли зі сталей 15Х12ВНМФ і 20Х1М1Ф1ТР. Випробування на кавітаційне й абразивне зношування провадили на стендах, а на жаростійкість — в муфельній печі на повітрі. Для досліджень поверхні зразків використовували металографічні методи й рентгенофлуоресцентний аналіз (РФА).Результати. Зразки зі сталей15Х12ВНМФ і 20Х1М1Ф1ТР хромували методом вакуумного насичення в парах хлористого натрію при температурах 1070 і 1100 °С та тривалості процесу 4 і 10 год. Встановлено, що після хромування при кавітаційному і абразивному діянні зразки із цих сталей за зносостійкістю дещо поступаються вихідним зразкам. З’ясовано, що при хромуванні зразків на їхній поверхні утворюється дифузійний шар товщиною 50—130 мкм залежно від умов обробки. Вміст хрому в поверхневому шарі досліджуваних сталей змінюється, відповідно, в межах 56—82 ваг. % і 81—93 ваг. %, залежно від параметрів процесу насичення. Проведено порівняльні випробування цих зразків на жаростійкість на повітрі при температурі 900 °С. Встановлено, що жаростійкість хромованих зразків значно перевершує стійкість вихідних.Висновки. Дослідження процесу вакуумного активованого хромування зразків зі сталей 15Х12ВНМФ і 20Х1М1Ф1ТР показали, що така обробка значно підвищує жаростійкість цих матеріалів порівняно з вихідними.

Актуальність теми дослідження. Перспективними пігментами пасивуючого типу, крім фосфатних, є інші матеріали – оксигідроксиди, ферити, молібдати, станати, борати, вольфрамати, які отримують за традиційними технологіями. Проте ці методи зазвичай пов'язані зі значними витратами енергії, великою тривалістю синтезу, необхідністю подрібнення спіків до дрібнодисперсного стану. Зростає інтерес дослідників до методу співосадження, який дозволяє варіювати катіонним та аніонним складом пігментів. Крім того, перед розробниками лакофарбових матеріалів стоїть задача заміни токсичних протикорозійних хром-, кадмій- та плюмбумвмісних пігментів, що входять до складу більшості сучасних ґрунтовок інгібуючого типу. Альтернативою таким лакофарбовим матеріалам є наповнювачі оксидного типу, які є антикорозійними пігментами, у тому числі оксигідроксиди, ферити магнію, алюмінати кобальту, ферити цинку, ферити міді, алюмінати магнію, алюмінати цинку тощо. Забарвлення пігментів, їх антикорозійні властивості залежать від іонів хромофорів, які входять до складу структури отримуваних сполук. Постановка проблеми. Технологія співосадження має певні переваги в порівнянні із традиційними та дозволяє радикально здешевити отримання оксидних матеріалів. Такий процес, заснований на використанні внутрішньої хімічної енергії системи, дає змогу проводити синтез за зменшених температурі, тривалості синтезу та енергетичних витратах. Простота обладнання, можливість синтезу значної кількості продукту необхідного фазового та гранулометричного складу, екологічна чистота процесу також вказують на доцільність використання цього методу. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Останнім часом робились спроби одержання пігментів методом співосадження, але систематичних досліджень кінцевих продуктів не проводилось. Отримані продукти в більшості випадків формувались у вигляді погано відтворюваних за складом продуктів. У зв’язку з цим цікавим стає синтез у такому режимі, який дозволив би отримувати пігменти з хорошими колірними характеристиками в дрібнодисперсному стані, і виключив трудомістку стадію подрібнення. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Вивчення умов утворення пігментів зі структурою оксигідроксидів, впливу їхнього складу на колірність та антикорозійні властивості. Постановка завдання. Вивчення закономірностей формування антикорозійних властивостей, розробка складів для одержання пігментів із використанням методу співосадження і наступною термообробкою. Виклад основного матеріалу. За допомогою експериментальних і теоретичних досліджень встановлено вплив природи катіонів хромофорів на колірний тон, чистоту кольору, антикорозійні властивості пігментів в системі Fe-Al-Mg-О, що дозволяє проводити цілеспрямований синтез пігментів бежевої, червоної та жовтої колірної гами з високими антикорозійними властивостями. Висновки відповідно до статті. Основні технологічні властивості пігментів визначаються аніонним і катіонним складом. Антикорозійні властивості оксигідроксидних пігментів більшою мірою визначаються наявністю іонів гідроксила, що утворюються внаслідок дисоціації. Найбільший ефект спостерігається в разі використання сполук металів, константи дисоціації яких значно відрізняються. Захисний ефект переважно визначається уповільненням анодного процесу. При цьому аніони, які містять атоми алюмінію, прискорюють корозійні процеси.

Підвищення рівня надійності і збільшення ресурсу машин та інших об’єктів техніки можливо тільки за умови випуску продукції високої якості у всіх галузях машинобудування. Це вимагає безперервного вдосконалення технології виробництва і методів контролю якості покриттів. У даний час все більш широкого поширення набуває 100%-вий неруйнівний контроль покриттів на окремих етапах виробництва. Для забезпечення високої експлуатаційної надійності машин і механізмів велике значення має також періодичний контроль їх стану без демонтажу або з обмеженим розбиранням, який проводиться при обслуговуванні в експлуатації або при ремонті.Висока якість машин, приладів, устаткування – основа успішної експлуатації, отримання великого економічного ефекту, конкурентоспроможності на світовому ринку. Тому комплекс глибоких знань і певних навичок в області контролю якості покриттів є необхідною складовою частиною професійної підготовки фахівців з машинобудування.Існуючі методики викладання інженерних дисциплін, як правило, не відповідають змінам у розвитку суспільства. У зв’язку з невеликим обсягом годин, що приділяються на вивчення дисципліни, й сучасними високими вимогам до рівня підготовки фахівців такий курс необхідно ввести не традиційним способом, а з використанням інформаційних технологій. Для цього:– студенти повинні мати попередню комп’ютерну підготовку;– викладач повинен розробити відповідну технологію навчання.Відомо [1], що під технологією навчання мається на увазі системна категорія, орієнтована на дидактичне застосування наукового знання, наукові підходи до аналізу й організації навчального процесу з урахуванням емпіричних інновацій викладачів і спрямованості на досягнення високих результатів у розвитку особистості студентів.Суть пропонованої технології полягає у створенні модульного середовища навчання (МСН) «Контроль якості покриттів» і впровадженні його у процес навчання, що забезпечує систематизацію навчання й формалізацію інформації. Метою технології є індивідуалізація навчання, а визначеність МСН полягає в її алгоритмічній структурі. Тому зміст МСН розроблений у вигляді систематизуючої ієрархічної схеми, куди увійшли основні розділи робочої програми курсу. Структура МСН складається з наступних блоків:1. «Методичне забезпечення дисципліни», у якому пропонуються відповідні дії, що сприяють засвоєнню інформації на заданому рівні:– першоджерела;– робоча програма;– робочий план;– опис дисципліни;– загальні методичні вказівки;– методичні вказівки до вивчення лекційного матеріалу;– методичні вказівки до виконання самостійної роботи;– методичні вказівки до виконання лабораторних робіт;– методичні вказівки до виконання домашнього завдання №1;– методичні вказівки до виконання домашнього завдання №2;– зразок титульної сторінки домашнього завдання.2. «Лекції», у якому представлені html-файли відповідного лекційного матеріалу, контрольні питання й тести до кожної теми:– дефекти і фізико-хімічні властивості покриттів;– оцінка механічних властивостей покриттів; класифікація видів і методів неруйнівного контролю (НК); візуально-оптичний, радіохвильовий і тепловий види НК;– вихореструмовий і радіаційний види неруйнівного контролю покриттів;– магнітний та електричний види НК покриттів;– акустичний метод НК покриттів;– НК покриттів проникаючими речовинами;– технологічні випробування покриттів;– методи і засоби статистичного контролю якості; автоматизація контролю якості покриттів.Викладання лекцій проводиться у режимі комп’ютерної презентації.3. «Самостійне опрацювання теоретичного матеріалу» з тестами.Відомо, що викладач у процесі своєї роботи повинен не тільки передавати студентам певний об’єм інформації, але і прагнути сформувати у них потребу самостійно здобувати знання, застосовуючи різні засоби, зокрема комп’ютерні. Чим краще організована самостійна пізнавальна активність студентів, тим ефективніше і якісніше проходить навчання. Тому деякі матеріали, що відносяться до лекційних тем, пропонуються для самостійного вивчення. При цьому організований доступ студентів до розділів МСН без звернення за допомогою до викладача. При необхідності подальшого використання матеріалів МСН можна копіювати ресурси, компонувати, редагувати і згодом відтворювати їх.4. «Лабораторні роботи» з інструкціями з техніки безпеки при виконанні робіт у лабораторіях і при роботі на персональному комп’ютері й з тестами до кожної теми:– вплив товщини покриття на міцність деталі;– контроль мікротвердості покриттів;– моделювання технологічних випробувань покриттів;– контроль внутрішніх напружень покриттів;– вплив дефектів покриття на якість деталі;– корозійний та електрохімічний контроль якості покриттів;– використання х– та s–діаграм для визначення причин погіршення якості покриттів.5. «Домашні завдання» (умова з варіантами даних і методичні вказівки до виконання, зразок оформлення):– оцінити вплив мікротвердості покриття на міцність деталі;– оцінити вплив корозії покриття на міцність деталі.Для ефективного використання МСН необхідне його планомірне включення в учбовий процес. Тому ще на етапі тематичного планування були розглянуті варіанти можливого використання усіх модулів МНС.Для розвитку розумової діяльності студентів і виховання у них пізнавальної активності самостійну роботу потрібно добре методично забезпечити. У свою чергу, ефективність самостійної роботи студентів багато в чому залежить від своєчасного контролю за її ходом. Тому для оцінки ефективності використання ІКТ у учбовому процесі створена система визначення якості навчання і на її основі побудовані тестові процедури оцінки знань з усіх тем курсу. Перевірку і контроль знань студентів можна здійснити як під час занять, так й інтерактивно. Основними перевагами програми автоматизованого контролю знань є:– випадковий характер вибору тестових завдань, порядок проходження завдань і відповідей, що сприяє об’єктивності оцінок;– представлення варіантів відповідей у вигляді формул і малюнків, що дозволяє розширити коло текстових завдань;– диференційована оцінка кожного варіанту відповіді, що забезпечує детальний аналіз результатів тестування.Комп’ютерне тестування дозволяє [2] розширити можливості проведення індивідуально адаптованих процедур контролю і коректування знань конкретних тем, підвищити об’єктивності контролю знань студентів, забезпечити можливість проведення їх попереднього самоконтролю, підвищити рівень стандартизації вимог до об’єму і якості знань та умінь.Розв’язування експрес-тестів проходить під час лабораторних занять протягом фіксованого проміжку часу. Крім режиму контролю передбачений режим навчання.Важливим елементом навчання є використання моделюючих програм у процесі навчання. У цьому випадку студенти самостійно задають різні параметри задачі, що дає можливість детальніше перевірити характер поведінки моделі за різних умов.Особливістю МСН є застосування комп’ютерного моделювання для лабораторних робіт, оскільки постійні бюджетні проблеми останніх років виключають придбання необхідних установок і приладів. Моделювання контролю якості покриттів дозволило істотно наситити заняття експериментальним і теоретичним змістом. При цьому учбові і учбово-дослідницькі задачі розв’язуються як з формуванням практичних навиків у вивченні фізичних явищ, так і дослідницького мислення, а розроблені методичні вказівки дозволяють разом з типовими лабораторними роботами виконувати роботи евристичного змісту. І, що особливо важливо, використання ІКТ, методів комп’ютерного моделювання дозволяє істотно розширити можливості лабораторних робіт.Використання електронних лабораторних робіт дозволяє більш повно реалізувати диференційований підхід у процесі навчання, ніж роботи і завдання на паперових носіях. Це пов’язано з можливістю включення в роботи необхідної кількості завдань різного рівня складності або об’єму. Істотною перевагою є можливість легко адаптувати наявні роботи до нових версій програм, що з’являються [3].Домашні завдання також виконуються з використанням САПР: на етапі побудови 3D моделі деталі з покриттям студенти працюють в SolidWorks; потім, перейшовши до реальної конструкції, використовують SimulationXpress і SolidWorks Simulation (додатки для аналізу проектних розв’язків, повністю інтегровані в SolidWorks). Оформлення робочої документації досягається засобами Microsoft Office. Така організація роботи дозволяє у процесі навчання побудувати модель контролю якості покриттів на якісно новому рівні й підготувати студентів до використання сучасних інструментаріїв інженера.В SolidWorks Simulation студенти виконують наступне:– прикладають до деталей з покриттями рівномірний або нерівномірний тиск в будь-якому напрямі, сили із змінним розподілом, гравітаційні та відцентрові навантаження, опорну та дистанційну силу;– призначають не тільки ізотропні, а й ортотропні та анізотропні матеріали;– застосовують дію температур на різні ділянки деталі (умови теплообміну: температура, конвекція, випромінювання, теплова потужність і тепловий потік; автоматично прочитується профіль температур, наявний в розрахунку температур, і проводиться аналіз термічного напруження);– знаходять оптимальний розв’язок, який відповідає обмеженням геометрії та поведінки; якщо допущення лінійного статичного аналізу незастосовні, застосовують нелінійний аналіз– за допомогою аналізу втоми оцінюють ефект циклічних навантажень у моделі;– при аналізі випробування на ударне навантаження вирішують динамічну проблему (створюють епюру і будують графік реакції моделі у вигляді тимчасової залежності);– обробляють результати частотного і поздовжнього вигину, термічного і нелінійного навантажень, випробування на ударне навантаження й аналіз втоми;– будують епюри поздовжніх сил, деформацій, переміщень, результатів для сил реакції, форм втрати стійкості, резонансних форм коливань, результатів розподілу температур, градієнтів температур і теплового потоку;– проводять аналізи контактів у збираннях з тертям, посадок з натягом або гарячих посадок, аналізи опору термічного контакту.Змінюючи при чисельному моделюванні деякі вхідні параметри, експериментатор може прослідити за змінами, які відбуваються з моделлю. Основна перевага методу полягає у тому, що він дозволяє не тільки поспостерігати, але і передбачити результат експерименту за якихось особливих умов.Метод чисельного моделювання має наступні переваги перед іншими традиційними методами [4]:– дає можливість змоделювати ефекти, вивчення яких в реальних умовах неможливе або дуже важке з технологічних причин;– дозволяє моделювати і вивчати явища, які передбачаються будь-якими теоріями;– є екологічно чистим і не представляє небезпеки для природи і людини;– забезпечує наочність і доступний у використанні.Але щоб приймати технічно грамотні рішення при роботі з САПР, необхідно уміти правильно сприймати і осмислювати результати обчислень. Цілеспрямований пошук шляхом ряду проб оптимального або раціонального рішення у проектних задачах набагато цікавіший і повчальніший для майбутнього інженера, ніж отримання тільки одного оптимального проекту, який не можна поліпшити і ні з чим порівняти.При великій кількості варіантів проекту аналіз машинних розрахунків дозволяє виявити основні закономірності зміни характеристик проекту від варійованих проектних змінних і сприяє тим самим швидкому і глибокому вивченню властивостей об’єктів проектування.Упровадження сучасних САПР для контролю якості покриттів не тільки забезпечує підвищення рівня комп’ютеризації інженерної праці, але й дозволяє приймати оптимальні рішення. При створенні і використанні таких систем сучасний інженер повинен мати навички роботи з комп’ютерними системами, уміти розробляти математичні моделі формування параметрів оцінки якості покриттів.У цих умовах молодий інженер не має достатнього резерву часу для надбання на виробництві необхідних навичок моделювання складних процесів і систем – він повинен одержати такі навички у процесі навчання у вузі. Таким чином, йдеться про володіння прийомами постановки і розв’язування конструкторсько-технологічних задач сучасними методами моделювання.

На підставі кореляційних змін на поверхні й електродного потенціалу ідентифіковано характерні ділянки, які відповідають окремим етапам процесу корозійної багатоциклової втоми титанових сплавів різного структурно-фазового стану: руйнування захисних оксидних плівок; пасивація свіжоутворених поверхонь (СУП); утворення мікротріщин та їх розвиток у макротріщину; субкритичний ріст магістральної тріщини та спонтанне руйнування. Утворення захисних оксидних плівок на недеформованих і циклічно деформованих титанових a- і (a+b)-сплавах констатували, усуваючи з їхньої поверхні оксиди і визначаючи зміщення по­тенціалу та поведінку за зовнішньої поляризації, а також після призупинення онов­лення поверхні – за швидкістю зміни електродного потенціалу та струму. З’ясовано, що потенціал СУП титанових сплавів (t = 5 ms) знешляхетнюється та наближається до величини зворотного потенціалу анодної реакції Ті + Н2О = ТіО + 2Н+ + 2 (j0а = –1,31 V), неоднозначно залежить від концентрації Cl–-іонів в діапазоні 0,1–1,5 N розчинів NaCl. Регенерація пасивності сплавів у перші секунди відбувається за лінійним законом із подальшим уповільненням і стабілізацією до 1 h. Регенерація пасивності циклічно деформованих сплавів характеризується етапною зміною і потенціалу, і струму. На перших етапах їхній спад описується прямою лінією в координатах напруга (струм) – логарифм часу експозиції за різних кутових коефіцієнтів. На третьому етапі потенціал СУП досягає значення, що дорівнює потенціалу сплаву до оновлення поверхні. Характер зміни i–t кривих без і за наявності деформацій однаковий, але під дією деформації струм знижується швидше і за час експозиції до 10 s зменшується до стаціонарного значення.

Захист від корозії і обростання є однією з важливих проблем експлуатації суден. На даний час існує велике різноманіття способів захисту: катодний захист, ультразвук, інгібітори корозії, корозіоностійкі матеріали, лакофарбні покриття. Останні спосіб є основними методами підвищення корозійної стійкості суднових конструкцій. На їх частку доводиться більше 80% фінансових витрат на відновлення засобів захисту суден від корозії і обростання в процесі їх експлуатації [1]. Сучасні вимоги до застосування систем лакофарбних покриттів для захисту від корозії різних суднових конструкцій, полягає в скороченні токсичних викидів в навколишнє середовище та підвищення енергоефективності суден.

Спалювання непроектного вугілля на теплових електростанціях неминуче призводить до забруднення зовнішніх поверхонь нагріву котла і як наслідок – до погіршення техніко-економічних показників роботи пиловугільного котла. Аналізуючи літературні джерела та досвід експлуатації електростанцій, визначено основні чинники, які зумовлюють перебіг корозійних процесів на зовнішніх поверхнях нагрівання котлів під час спалювання різних видів палива та вплив на них режимів роботи котлів. До основних чинників, що зумовлюють процеси корозії на зовнішніх поверхнях нагрівання котлів, які розміщені в резерві, належать: вид і властивості палива, яке спалюється перед виведенням котлів у резерв – хімічний склад і властивості відкладень на поверхнях нагрівання, відносна вологість і температура повітря, що оточує поверхні нагрівання, проведені заходи для зниження вмісту сірки у відкладеннях на поверхнях нагрівання перед виведенням їх у резерв. Практикою експлуатації встановлено, що ретельно очистити поверхні від відкладень можливо тільки за допомогою водяного обмивання. Після обмивання потрібно провести якісне сушіння всіх зволожених поверхонь котла, щоб мінімізувати процеси низькотемпературної корозії. Викладено результати дослідження режимів малозатратної та ефективної процедури сушіння шляхом подачі в пароводяний тракт котла живильної води зі загальностанційного трубопроводу.

Бейгельзімер Я. Ю., Кулагін Р. Ю., Саввакін Д. Г., Давиденко О. А., Дмитренко В. Ю., Оришич Д. В. Вплив інтенсивної пластичної деформації на характеристики сплаву системи Ti-Zr-Nb // Обработка материалов давлением. – 2019. – № 1 (48). – С. 88–93. Сплави системи Ti-Zr-Nb є перспективними матеріалами для виготовлення конструкційних деталей, що працюють в хімічно-агресивних середовищах. Завдяки ніобію модуль Юнга цих сплавів знижується з 95–110 ГПа, що характерно для сплавів цирконію і титану, до 50–60 ГПа і нижче. Це дозволяє наблизити його значення до відповідної характеристики кісткової тканини, що необхідно для механічної сумісності матеріалів медичних імплантатів, а також може бути використано в техніці для виготовлення пружних елементів різного призначення. Раніше було показано, що сплави системи Ti-Zr-Nb можна отримувати методом холодного пресування і вакуумного спікання порошкових сумішей гідриду титану, гідриду цирконію і ніобію. При використанні порошків гідридів, водень грає роль тимчасового легуючого елемента і видаляється з металів в процесі вакуумного нагріву, одночасно активуючи дифузійно-контрольовані процеси спікання і хімічної гомогенізації порошкової системи, а також очищуючи поверхню титанових частинок від домішок (кисень, хлор, вуглець). Незважаючи на позитивний вплив водню, в процесі спікання при відсутності деформаційних процесів (без тиску) не вдається знизити об'ємну частку пор нижче 5–8 % в залежності від складу сплавів, що негативно відбивається, в першу чергу, на втомній міцності, а також характеристиках пластичності і міцності. У статті досліджується вплив крутіння під високим тиском на характеристики сплаву 51Zr-31Ti-18Nb (ат.%), отриманого шляхом холодного пресування і вакуумного спікання порошкових сумішей гідриду титану, гідриду цирконію і ніобію. Показано, що інтенсивна пластична деформація призводить до наступних ефектів: забезпечує значне зниження як загальної пористості, так і розмірів окремих пор; усуває хімічну неоднорідність сплаву, що зберігається після спікання; формує в сплаві субмікрокристалічну структуру; збільшує твердість сплаву. Отримані результати вказують на великий потенціал методу крутіння під високим тиском при створенні корозійно та біологічно сумісного сплаву з високим комплексом механічних характеристик

Мета. Розробка екологічно безпечного леткого інгібітора для захисту від атмосферної корозії вуглецевої сталі на основі рослинних відходів, а саме вичавок промислової переробки абрикоса. Методика. Протикорозійну ефективність летких фракцій інгібітора оцінено методами прискорених корозійних випробувань. Морфологію та товщину утворених плівок вивчено за допомогою скануючої атомно-силової мікроскопії. Результати. Встановлено, що високо захисна плівка летких органічних сполук вичавок абрикоса товщиною до 250 нм формується не менше, ніж 48 годин, забезпечуючи гальмування анодної і катодної реакцій корозії в умовах періодичної конденсації вологи. В оптимальній концентрації летких сполук забезпечується повний захист металу від корозії. Наукова новизна. Показано, що вичавки промислової переробки абрикоса є сировиною для створення ефективного екологічно безпечного інгібітору для тимчасового захисту металопрокату від атмосферної корозії. Визначено особливості процесу формування захисної плівки та її товщину. Практична значимість. Результати свідчать про ефективність використання пакувальних матеріалів з вітчизняними леткими інгібіторами на основі рослинних відходів (вичавок абрикосу) для використання виробниками металопрокату з метою підвищення конкурентоспроможності металопродукції.

Відомо [1], що в 20% H2SO4 при 200С сталі 12Х18Н10Т і 08Х22Н6Т знаходяться в області активного розчинення і можуть бути використані як конструкційні тільки із застосуванням анодної захисту. У той же час встановлено [2], що озон, полегшуючи катодний процес, переводить нержавіючі сталі в пасивний стан. Автори [3] відзначають, що вибірковість розчинення компонентів легованих сталей Х18Н10Т, Х17Н5М3, 10Х17Н13М3Т при травленні в розчинах H2SO4 порівняно велика і на поверхні металу можуть формуватися шари, збагачені Сr і Ni.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено розробці наукових основ електрохімічних процесів в технології функціональних молібден- та вольфрамвмісних покриттів. Висунуто і експериментально доведено гіпотезу про можливість керування природою електрохімічних процесів, за участю іонів молібдену (VI) та вольфраму (VI), пов'язана з досягненнями в дослідженні стану форм їх іонів у водних розчинах. Доведено вплив природи оксоаніону молібдену на кінетику катодних процесів в комплексних електролітах в широкому діапазоні рН: аміачно-пірофосфатний (рН>7) та аміачно-трилонатний (рН<7). Розвинуті уявлення про керований вплив формою оксоаніонів молібдену на поляризацію катодного процесу для зміни лімітуючої стадії. Підтверджено, що катодні процеси при осадженні сплаву Со-Мо включають відновлення оксоаніонів молібдену за рахунок не тільки електрохімічної стадії, але за участю окисно-відновних реакцій, де відновниками виступають продукти суміщених електродних реакцій – кобальт та адсорбований водень. Визначено вплив складу електролітів, та параметрів електролізу на функціональні властивості покриттів (корозійну стійкість, мікротвердість, каталітичну активність в реакції конверсії СО та електрохімічного виділення вод-ню). Експериментально опрацьовано склади електролітів для створення конверсійних покриттів на поверхнях срібла та сплаві Д16. Доведено, що зміна рН в електроліті наповнення анодно-оксидних покриттів на сплаві Д16 змінює форму оксоаніонів і підвищує корозійну стійкість системи. Встановлено, що зі збільшенням концентрації тіосульфату потенціал срібла зсувається в бік негатив-них значень за рахунок утворення [Ag(S2O3)n](2n+1)-, що дає можливість перебігу окисно-відновних реакцій за участю іонів вольфраму та срібла. Застосування пасиватора поверхні срібла на основі вольфрамату в 2 рази ефективніше пасиватора на основі хромату. Одержано каталізатор Ti|TiOx·WOp·CeOy·ZrOz·CuOn, який відзначається високою активністю конверсії СО (до 95% при 420 °C). Анодно-оксидні покриття на ОТ4-0, що містять сполуки молібдену демонструють зниження провідності та термостійкість анодного шару. Оксидні покриття, що сформовані з молібденвмісного електроліту на сталі 08Х18Н10, мають електричний опір ізоляції 2,6·1010…3,6·1010 Ом. Ефективність наукового доробку доведена позитивними результатами лабораторно-промислових випробувань та впровадження.
Thesis for granting the Degree of Doctor of Technical sciences in speciality 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University "Kharkiv Politechnical Institute", 2019. The dissertation is devoted to the development of scientific principles of electro-chemical processes in the technology of functional molybdenum and tungsten-containing coatings. The hypothesis of the possibility of controlling the nature of electrochemical processes, with the participation of molybdenum (VI) ions and tungsten (VI) associated with the achievements in the study of the state of the forms of their ions in aqueous solutions is formed and experimentally proved. The influence of the nature of molybdenum oxyanion on the kinetics of cathode processes in complex electrolytes within a wide range of pH: ammonium pyrophosphate (pH> 7) and ammonia-trilonate (pH <7) is proved. The understanding of the controlled influence with the form of molybdenum oxoanions on the polarization of the cathode process for the change of the limiting stage is developed. It has been confirmed that the cathode processes in the precipitation of the Co-Mo alloy include the restoration of molybdenum oxoanions due to not only the electrochemical stage but with the participation of oxi-dation-reduction reactions in which the reduction products are those of combined electrode reactions - cobalt and adsorbed hydrogen. The influence of the electrolytes composition and electrolysis parameters on functional properties of coatings (corrosion resistance, microhardness, catalytic activity in the reaction of CO conversion and electrochemical hydrogen release) is determined. The compositions of electrolytes are treated experimentally to create conversion coatings on silver surfaces and D16 alloy. It is proved that the change of pH in the electrolyte of the anode-oxide coating on the D16 alloy changes the form of oxoanions and increases the corrosion re-sistance of the system. It is established that with the thiosulfate concentration in-crease, the silver potential moves toward negative values due to the formation of [Ag(S2O3)n](2n+1)-, which allows the process of oxidation-reduction reactions involv-ing tungsten and silver polyanions. The use of a silver surface tester on the basis of tungstate is 2 times more efficient than a chromate-based passivator. A catalyst is obtained for the Ti|TiOx·WOp·CeOy·ZrOz·CuOn composition, which is characterized by high conversion activity of CO (up to 95% at 420 °C). Anodic oxide coatings on OT4-0 containing molybdenum compounds exhibit suppressed conductivity and heat resistance of the anode layer. The oxide coatings formed from the molybdenum-containing electrolyte on a steel 08Х18Н10 have an electrical resistance of 2.6·1010…3.6·1010 Ω. The effectiveness of scientific study is proved by the positive results of laboratory and industrial testing and implementation.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено розробці наукових основ електрохімічних процесів в технології функціональних молібден- та вольфрамвмісних покриттів. Висунуто і експериментально доведено гіпотезу про можливість керування природою електрохімічних процесів, за участю іонів молібдену (VI) та вольфраму (VI), пов'язана з досягненнями в дослідженні стану форм їх іонів у водних розчинах. Доведено вплив природи оксоаніону молібдену на кінетику катодних процесів в комплексних електролітах в широкому діапазоні рН: аміачно-пірофосфатний (рН>7) та аміачно-трилонатний (рН<7). Розвинуті уявлення про керований вплив формою оксоаніонів молібдену на поляризацію катодного процесу для зміни лімітуючої стадії. Підтверджено, що катодні процеси при осадженні сплаву Со-Мо включають відновлення оксоаніонів молібдену за рахунок не тільки електрохімічної стадії, але за участю окисно-відновних реакцій, де відновниками виступають продукти суміщених електродних реакцій – кобальт та адсорбований водень. Визначено вплив складу електролітів, та параметрів електролізу на функціональні властивості покриттів (корозійну стійкість, мікротвердість, каталітичну активність в реакції конверсії СО та електрохімічного виділення вод-ню). Експериментально опрацьовано склади електролітів для створення конверсійних покриттів на поверхнях срібла та сплаві Д16. Доведено, що зміна рН в електроліті наповнення анодно-оксидних покриттів на сплаві Д16 змінює форму оксоаніонів і підвищує корозійну стійкість системи. Встановлено, що зі збільшенням концентрації тіосульфату потенціал срібла зсувається в бік негатив-них значень за рахунок утворення [Ag(S2O3)n](2n+1)-, що дає можливість перебігу окисно-відновних реакцій за участю іонів вольфраму та срібла. Застосування пасиватора поверхні срібла на основі вольфрамату в 2 рази ефективніше пасиватора на основі хромату. Одержано каталізатор Ti|TiOx·WOp·CeOy·ZrOz·CuOn, який відзначається високою активністю конверсії СО (до 95% при 420 °C). Анодно-оксидні покриття на ОТ4-0, що містять сполуки молібдену демонструють зниження провідності та термостійкість анодного шару. Оксидні покриття, що сформовані з молібденвмісного електроліту на сталі 08Х18Н10, мають електричний опір ізоляції 2,6·1010…3,6·1010 Ом. Ефективність наукового доробку доведена позитивними результатами лабораторно-промислових випробувань та впровадження.
Thesis for granting the Degree of Doctor of Technical sciences in speciality 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University "Kharkiv Politechnical Institute", 2019. The dissertation is devoted to the development of scientific principles of electro-chemical processes in the technology of functional molybdenum and tungsten-containing coatings. The hypothesis of the possibility of controlling the nature of electrochemical processes, with the participation of molybdenum (VI) ions and tungsten (VI) associated with the achievements in the study of the state of the forms of their ions in aqueous solutions is formed and experimentally proved. The influence of the nature of molybdenum oxyanion on the kinetics of cathode processes in complex electrolytes within a wide range of pH: ammonium pyrophosphate (pH> 7) and ammonia-trilonate (pH <7) is proved. The understanding of the controlled influence with the form of molybdenum oxoanions on the polarization of the cathode process for the change of the limiting stage is developed. It has been confirmed that the cathode processes in the precipitation of the Co-Mo alloy include the restoration of molybdenum oxoanions due to not only the electrochemical stage but with the participation of oxi-dation-reduction reactions in which the reduction products are those of combined electrode reactions - cobalt and adsorbed hydrogen. The influence of the electrolytes composition and electrolysis parameters on functional properties of coatings (corrosion resistance, microhardness, catalytic activity in the reaction of CO conversion and electrochemical hydrogen release) is determined. The compositions of electrolytes are treated experimentally to create conversion coatings on silver surfaces and D16 alloy. It is proved that the change of pH in the electrolyte of the anode-oxide coating on the D16 alloy changes the form of oxoanions and increases the corrosion re-sistance of the system. It is established that with the thiosulfate concentration in-crease, the silver potential moves toward negative values due to the formation of [Ag(S2O3)n](2n+1)-, which allows the process of oxidation-reduction reactions involv-ing tungsten and silver polyanions. The use of a silver surface tester on the basis of tungstate is 2 times more efficient than a chromate-based passivator. A catalyst is obtained for the Ti|TiOx·WOp·CeOy·ZrOz·CuOn composition, which is characterized by high conversion activity of CO (up to 95% at 420 °C). Anodic oxide coatings on OT4-0 containing molybdenum compounds exhibit suppressed conductivity and heat resistance of the anode layer. The oxide coatings formed from the molybdenum-containing electrolyte on a steel 08Х18Н10 have an electrical resistance of 2.6·1010…3.6·1010 Ω. The effectiveness of scientific study is proved by the positive results of laboratory and industrial testing and implementation.

Розроблену раніше методику дослідження деформації га руйнування морських трубопроводів доповнено моделюванням процесу укладання трубопроводу на дно моря І-методом. Вивчено вплив передексплуатаційних навантажень в процесі укладання на фізико-механічні характеристики сталі трубопроводу та показано, що переднавантаження Б-методом зменшує рівень границі текучості трубної сталі 09Г2С до 42 %, а зварного з’єднання - до 50 %. Вперше встановлено закономірності впливу передексплуатаційних навантажень та агресивної дії корозивного середовища (морської води) на загальну довговічність та ресурс і відносний ресурс безпечної експлуатації основного металу і зварного з’єднання морського трубопроводу. Вивчено кінетику електродного потенціалу зразків основного металу та зварного з’єднання морського трубопроводу з урахуванням переднавантаження за моделлю S- та J-методів укладання і без нього при низькочастотному навантаженні у морській воді, яка дає змогу відслідковувати процес нагромадження пошкоджень у матеріалі трубопроводу.
Изучено влияние предэксплуатационных нагрузок в процессе укладки на физикомеханические характеристики материала трубопровода. Впервые построены кривые усталости и участки кривых коррозионной усталости для образцов основного металла и сварного соединения морского трубопровода с учетом предэксплуатационных нагрузок по модели S- и J-методов укладки на основании подходов механики разрушения, коррозионного разрушения и прочности материалов. Полученные кривые позволяют определять долговечность материала морского трубопровода с целостным и поврежденным изоляционным покрытием в процессе эксплуатации в зависимости от способа строительства и уровня механических напряжений в процессе укладки. Установлены основные закономерности влияния нагрузок на стадии укладки на деформационное поведение основного металла и сварного соединения морских трубопроводов в процессе эксплуатации путем записи кинетики деформации в режиме реального времени. Научно доказано недостаточность использования только показателя долговечности для оценки ресурса и остаточного ресурса работы трубопроводов из-за невозможности их эксплуатации в штатном режиме на стадии ускоренного роста усталостных (коррозионно-усталостных) трещин. Предложен способ определения ресурса безопасной эксплуатации морских трубопроводов, опираясь на деформационно-кинетическую трактовку процесса. Экспериментально доказано, что оценка ресурса безопасной эксплуатации в относительных величинах позволяет нивелировать влияние разброса долговечности образцов и связанных с этим погрешностей расчета в пределах одного уровня напряжений, на основе чего введено понятие “относительный ресурс безопасной эксплуатации”. Показано увеличение негомогенности и появление дефектности в структуре основного металла и сварного соединения трубопровода вследствие предэксплуатационных нагрузок, которое приводит к существенному уменьшению долговечности и сопротивления деформациям по сравнению с исходным состоянием, что подтверждается сравнительным анализом поверхностей разрушения. Впервые с использованием методов потенциомстрии раскрыто влияние предэксплуатационных нагрузок на электрохимическое поведение материала трубопровода и получены кинетические кривые электродного потенциала, которые позволяют судить о кинетике накопления коррозионно-усталостных повреждений, начиная от поверхностных изменений, предшествующих процессу зарождения трещин, до полного разрушения материала морского трубопровода. Такие данные могут быть использованы для научно обоснованного выбора параметров активного и средств пассивной защиты материала трубопровода от коррозии, а также прогнозирования ресурса его безопасной эксплуатации. Разработанная ранее методика исследования деформации и разрушения морских трубопроводов дополнена моделированием процесса укладки трубопровода на дно моря J-методом. Для основного металла и сварного соединения трубопровода получены аналитические зависимости для расчета коэффициентов уменьшения долговечности с учетом предэксплуатационных нагрузок и коэффициентов влияния агрессивности среды на долговечность. Построены диаграммы для оценки влияния предэксплуатационных нагрузок на относительный ресурс безопасной эксплуатации основного металла и сварного соединения морского трубопровода. Разработаны и внедрены на предприятиях ГАО “Черноморнефтегаз” и ООО “Институт” Шельф” “Методика оценки влияния предэксплуатационных нагрузок в процессе укладки трубопровода S-методом на его ресурс безопасной эксплуатации”.
Previously developed deformation and destruction of subsea pipelines research technique is supplemented by modeling the process of laying the pipeline on the seabed by J-lay method. It was investigated the influence of preoperational loads in the process of laying on the physical-mechanical properties of pipeline material and it was shown that preload by S-lay method reduces yield strength of tubular steel 09G2S up to 42 % and for welded joint - up to 50 %. For the first time it was established regularities of influence of preoperational loads and aggressive action of corrosive environment (seawater) on the overall durability and on resource and relative resource of safe operation of the base metal and welded joint of subsea pipeline. It was studied the kinetics of electrode potential for specimens of the base metal and welded joint of subsea pipeline with taking into account preload by S-lay and J-lay methods of installing and without it at low-cycle load in seawater, which allows to monitor the process of the accumulation of damage in the material of the pipeline.