Анотація до роботи:

СамойловаЖ.Г. Вплив озону на корозійно-електрохімічну поведінку титану і його сплавів з алюмінієм у кислих середовищах.-Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.14 – Хімічний опір матеріалів і захист від корозії.- Національний технічний університет України “КПІ”. Київ, 2005.

Дисертація присвячена вивченню впливу озону на корозійно-електрохімічну поведінку титану та сплавів титану з алюмінієм в озонованих солянокислих і сірчанокислих середовищах.

Проведені дослідження дозволили установити інтервали температур та концентрацій соляної кислоти, в межах яких озонування переводить титан з активного у пасивний стан, змінює природу сповільненої стадії й значно гальмує корозійний процес.

Утруднення пасивації титану та його сплавів озоном при підвищенні температури й концентрації соляної кислоти обумовлене зменшенням розчинності озону та збільшенням анодного критичного струму пасивації металу. Підвищення концентрації озону у повітряно-озоновій суміші, яка насичує розчин, сприяє переходу титану у пасивний стан.

Величини енергії активації корозійного процесу, визначені температурно-кінетичним методом при сталому анодному потенціалі поблизу потенціалу корозії, свідчать, що пасивація титану озоном у соляній кислоті змінює кінетичний контроль процесу на дифузійний.

Сплави мають нижчу корозійну стійкість і гірше піддаються пасивації озоном внаслідок вибіркового окислення легуючої добавки (алюмінію) й збагачення пасивної плівки оксидами алюмінію.

Гальмування корозії зварних швів титану шляхом озонування розчинів соляної кислоти менш ефективно, ніж у випадку технічно чистого титану, внаслідок перебігу міжкристалічної корозії, спричиненої накопиченням -утворюючих домішок (заліза, нікелю) по границях зерен. Для запобігання міжкристалічної корозії в озонованих розчинах рекомендується в якості присадки у процесі зварювання використовувати титан з мінімальним вмістом домішок, наприклад ВТ1-00.

Вивчення корозії титану та його зварних швів в умовах промислового виробництва похідних антрахінону показало, що інгібуючі властивості цих речовин сприяють пасивації титану, але не виключають місцевих типів корозії: корозійного розтріскування, міжкристалічної корозії, пітінгоутворення. Озонування розчинів сповільняє корозію цих видів.

1. Теоретичні та експериментальні дослідження впливу озону на корозійну та електрохімічну поведінку титану, його сплавів з алюмінієм та зварних з’єднань у розчинах соляної та сірчаної кислот показали, що озон може проявляти пасивуючу дію, яка залежить від температури, природи та концентрації кислоти. Установлені інтервали температур та концентрацій соляної кислоти, в яких озонування переводить титан з активного у пасивний стан, змінює природу сповільненої стадії й значно гальмує корозійний процес. Доведено, що озонування розчинів дозволяє розширити межі використання титана та його сплавів як хімічно-стійкого конструкційного матеріалу.

   Утруднення пасивації титану та його сплавів озоном при підвищенні температури й концентрації соляної кислоти обумовлене зменшенням розчинності озону та збільшенням анодного критичного струму пасивації металу. Підвищення концентрації озону у повітряно-озоновій суміші, яка насичує розчин, сприяє переходу титану у пасивний стан.

   Механізм пасивуючої дії озону пов’язаний з його деполяризуючими та окислювальними властивостями, які спричиняють зміщення потенціалу корозії у позитивну сторону й утворення пасивної плівки діоксиду титану. Відновлення озону й кисню є основною катодною реакцією деполяризації в умовах корозії пасивного титану, тоді як в активному стані корозія перебігає з водневою деполяризацією.

   Величини енергії активації корозійного процесу, визначені температурно-кінетичним методом при сталому анодному потенціалі поблизу потенціалу корозії, свідчать, що пасивація титану озоном у соляній кислоті змінює кінетичний контроль процесу на дифузійний.

   Закономірності корозії та електрохімічної поведінки сплавів титану з алюмінієм та титану аналогічні, але сплави мають нижчу корозійну стійкість і гірше піддаються пасивації озоном. Це пояснюється вибірковим окисленням легуючої добавки (алюмінію) й збагаченням пасивної плівки оксидами алюмінію.

   Гальмування корозії зварних швів титану шляхом озонування розчинів соляної кислоти менш ефективнє, ніж у випадку технічно чистого титану, внаслідок перебігу міжкристалічної корозії, спричиненої накопиченням -утворюючих домішок (заліза, нікелю) по границях зерен. У проведених дослідженнях по усуненню міжкристалічної корозії, озон не виявив позитивного ефекту. Для запобігання міжкристалічної корозії в озонованих розчинах рекомендується в якості присадки у процесі зварювання використовувати титан з мінімальним вмістом домішок, наприклад ВТ1-00.

   Вивчення корозії титану та його зварних швів в умовах промислового виробництва похідних антрахінону показало, що інгібуючі властивості цих речовин сприяють пасивації титану, але не виключають місцевих типів корозії: корозійного розтріскування, міжкристалічної корозії, пітінгоутворення. Озонування розчинів сповільняє корозію цих видів. Рекомендації щодо гальмування корозії титану, його сплавів з алюмінієм та зварних з’єднань прийняті до впровадження на Рубіжанському ВО «Барвник» і Лисичанському ТОВ «ЛИНОС» , СДВП “Об'єднання Азот».

Публікації автора:

1. Электрохимическое поведение титана и его сплавов с алюминием в озонируемых растворах 5-20% соляной кислоты. Тюпало М.Ф., Макарова Ж.Г., Татарченко Г.О.// Фізико-хімічна механіка матеріалів, Спецвипуск №1, 2000, с.98-101. Дисертантом проведені експериментальні дослідження електрохімічної поведінки сплавів титану з алюмінієм марки ВТ-5 та ОТ-4 в озонованих та неозонованих розчинах соляної кислоти. Дисертантом проаналізовані експериментальні дані та обґрунтовані висновки статті.

   2. Пассивация титана и его сплавов с алюминием в озонируемых соляно-кислых растворах. Макарова Ж.Г., Тюпало М.Ф., Кузюков А.Н., Бирюков А.В.// Фізико-хімічна механіка матеріалів, Спецвипуск №2, 2001, с.174-177. Дисертантом проведені експериментальні дослідження. Дисертант брав активну участь в інтерпретації експериментальних даних та написанні статті..

   3. Электрохимическое поведение сварных соединений титана ВТ1-0 в озонируемых растворах соляной кислоты. Макарова Ж.Г., Тюпало М.Ф., Кузюков А.Н.// Фізико-хімічна механіка матеріалів, Спецвипуск №3, 2002, с. 157-160. Дисертантом проведені експериментальні дослідження електрохімічної поведінки зварного титану в озонованих та неозонованих розчинах соляної кислоти, металографічні та електронно-спектрографічні дослідження розподілення b-утворюючих елементів титану. Дисертантом проаналізовані експериментальні дані та обґрунтовані висновки статті.

   4. Особенности коррозионно-электрохимического поведения титана и его сплавов с алюминием в растворах соляной кислоты. Татарченко Г.О., Макарова Ж.Г., Кузюков А.Н.// Фізико-хімічна механіка матеріалів , 2002, №3, с. 97-100. Дисертантом проведені експериментальні дослідження. Дисертант брав активну участь у написанні статті.

   5. Электрохимическое и коррозионное поведение титана в озонируемых растворах соляной кислоты. Макарова Ж.Г., Тюпало М.Ф., Кузюков А.Н., Татарченко Г.О.// Материалы международной конф.-выставки «Коррозия-98», Львов, 1998, с 144-146. Дисертантом проведені експериментальні дослідження поведінки титану в озонованих та неозонованих розчинах соляної кислоти 5-15%-ній концентрації. Дисертант брав активну участь в інтерпретації експериментальних даних та написанні статті.

   6. Влияние процессов озонирования на коррозионно-электрохимическое поведение титана в кислых средах. Макарова Ж.Г. Вісник Східно-Українського Державного Універсітету, Луганськ, 1999 №4(20) с.96-98. Дисертантом проведені експериментальні дослідження електрохімічної та корозійної поведінки титану в озонованих та неозонованих 15%-них розчинах соляної кислоти. Дисертант написав статтю.