Анотація до роботи:

Зінченко О.В. Розроблення пасиваційного розчину для підвищення корозійної тривкості алюмінію і його сплавів у середовищах хімічних виробництв. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.14 - Хімічний опір матеріалів та захист від корозії. - Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, Львів, 2007.

Дисертація присвячена питанню підвищення корозійної тривкості алюмінію і його сплавів АМг в середовищах нітратної кислоти та пероксиді водню. Розроблено новий розчин для хімічного пасивування алюмінію та його сплавів (Патент України № 13937). Він містить ортофосфатну та нітратну кислоти, натрію хлорид, хрому (VI) оксид.

Оптимізовано параметри технологічного процесу пасивування. Встановлено, що пасивування у розчинах слабкої нітратної кислоти знижує швидкість корозії алюмінію в ~3-20 разів, а сплавів АМг в ~2,5-7 разів. Показано, що пасивування зменшує інтенсивність міжкристалітної корозії алюмінію в ~ 1,5-2,0 рази, а сплаву АМг2 – в ~2,0-6,0 рази. Виявлено, що в розчині пероксиду водню швидкість розчинення алюмінію та сплавів АМг після пасивування знижується в ~1,3-1,5 рази, а сформована оксидна плівка запобігає його розкладу.

Встановлено, що пасивування незначно впливає на товщину захисної плівки на АД0 і зменшує її на АМг3 в ~1,8 рази та знижує глибину проникнення кисню в метал відповідно в ~2 та 6,3 рази, що свідчить про її ущільнення і зниження проникливості. Розраховано ефективну енергію активації процесу розчинення технічного алюмінію і показано, що пасивування змінює його контролюючий фактор з кінетичного на дифузійний.

Основні результати роботи та практичні рекомендації впроваджені на Малінській фабриці цінних паперів і ТЗОВ "РУБІЖАНСЬКИЙ КРАСИТЕЛЬ".

У дисертації теоретично узагальнено і по новому вирішено наукове та прикладне завдання підвищення корозійної тривкості алюмінію і його сплавів хімічним пасивуванням.

1. Розроблено новий водний розчин для хімічного пасивування алюмінію і його сплавів, що містить: H₃PO₄ (d = 1,74 г/см³) – 5мл; NaCl -1г; CrО₃ – 1г; HNO₃ (d = 1,34 г/см³) – 3мл; Н₂О – 1000мл (Патент України № 13937), відпрацьовано технологію його використання та визначено оптимальні режими її окремих стадій: травлення 10%-м розчином NaOH – 30…40 хв.; освітлення 5…10%-ми розчинами HNO₃ – 3…5 хв.; пасивація – 30…40 хв. при температурі 16…25⁰С.

2. Встановлено, що пасивування знижує швидкість корозії алюмінію АД0 у розчинах слабкої азотної кислоти в ~3-20 разів, сплавів АМг та їх зварних з’єднань – в ~2,5-7 разів та є ефективним протикорозійним засобом і за підвищених температур. Показано, що пасивування знижує інтенсивність міжкристалітної корозії алюмінію в ~1,5-2,0 рази, а сплаву АМг2 – в ~2,0-6,0 рази головним чином за рахунок усунення дефектності оксиду на малокутових межах їх зерен.

3. За допомогою Оже-електронної спектроскопії показано, що пасивування, незначно впливаючи на товщину пасивної плівки на АД0, в ~2 рази знижує глибину проникнення кисню в метал. Для сплаву АМг3 товщина плівки після пасивації зменшується в ~1,8 рази, а глибина проникнення кисню – в ~6,3 рази. Тобто основним чинником підвищення корозійної тривкості алюмінію та його сплавів після пасивування є ущільнення і зниження проникності пасивної плівки.

4. Встановлено норми витрати розчину на пасивування алюмінію та його сплавів, а також критерій його вичерпання, який визначається вмістом хрому (VI) оксиду 0,2+0,01 г/л.

5. Розрахунок ефективної енергії активації показав, що пасивування змінює контролюючий фактор корозійного процесу алюмінію з кінетичного на дифузійний.

6. Показано, що в розчині пероксиду водню швидкість розчинення алюмінію та сплавів АМг після пасивування знижується в ~1,3-1,5 рази, а також вперше виявлено інгібувальну дію сформованої оксидної плівки на його розклад.

7. Результати роботи впроваджені на ТЗОВ «РУБІЖАНСЬКИЙ КРАСИТЕЛЬ» для пасивування апаратів та трубопроводів у виробництві барвників та на Малінській фабриці цінних паперів для пасивування ємностей для зберігання пероксиду водню.

Публікації автора:

1. Зинченко О. В., Кузюков А. Н. Повышение пассивированием коррозионной стойкости конструкционного алюминия марки АД0 // Вісник Східноукраїнського державного університету. - 1999.- №4. - С. 94-95.

2. Зинченко О. В., Кузюков А. Н. Исследование коррозионно-электрохимических свойств пассивированного алюминия АД0 // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2000.- СВ№1. – С. 316-319.

3. Зинченко О. В., Татарченко Г. О., Заика Р. Г. Наведенная пассивация алюминия и его сплавов типа АМг в пергидроле // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2001.- СВ№2. - С. 167-170.

4. Зинченко О., Татарченко Г., Заика Р. Принудительная пассивация сплавов алюминия АМг и их сварных соединений в растворе HNO₃ // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 2002. - СВ№3. - С. 154-156.

5. Зинченко О. Коррозионная стойкость алюминия технической чистоты, алюминиево-магниевых сплавов и их сварных соединений в кислых средах // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 2004.- СВ№4 - С. 141-146.

6. Кузюков А. Н., Зинченко О. В., Никитченко В. Н. Влияние пассивации алюминия на скорость его межкристаллитной корозии // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 2006. - СВ№5. - С. 64-68.

7. Патент України № 13937. Водний розчин для пасивації металів / О. В. Зінченко, А. М Кузюков – Опубл. 17.04.2006; Бюл. № 4.

8. Зинченко О., Кузюков А., Заика Р. Исследование видов коррозии алюминия АД0 и его сплавов АМг в разных средах // Зб. наук. праць ВНУ ім. В. Даля.- 2002.- С. 224-225.

9. Зинченко О. В., Кузюков А. Н. Коррозионная стойкость алюминиево-магниевых сплавов и их сварных соединений в кислых средах // Між нар. наук.-практ. конф.-виставка "Захист від корозії і моніторинг залишкового ресурсу промислових будівель, споруд та інженерних мереж".- 2003.- С. 448-450.

10. О. Зинченко. Наведенная пассивация алюминия и его сплавов типа АМг в растворе HNO₃ // Тези «Технологія-2001».- м. Сєвєродонецьк.- 2001.- С. 93.

11. Зинченко О. Локальная коррозия алюминия и его сплавов АМг в разных средах // Тези «Технологія-2003».- Сєвєродонецьк.- 2003.- С. 24.

12. Зинченко О., Кузюков А. Принудительная пассивация как один из наиболее экономических и эффективных методов защиты алюминия и его сплавов от корозии // Тези «Технологія-2005».- т. 2.- Сєвєродонецьк.- 2005.- С. 112.

13. Зинченко О. Влияние пассивации алюминия и его сплавов на каталитическое разложение перекиси водорода // Тези «Технологія-2006».- Сєвєродонецьк.- 2006.- С. 58.