Електрохімічний давач поляризаційного опору для оцінювання корозивності атмосферного середовища

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorОсадчук, Світлана Олексіївна
dc.date.accessioned2021-01-06T12:45:01Z
dc.date.available2021-01-06T12:45:01Z
dc.date.issued2020
dc.descriptionРобота виконана у відділі зварювання газонафтопровідних труб Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона Національної академії наук України.uk
dc.description.abstractenElectrochemical cosurface sensors (one-pair and four-pair) were designed to evaluate changes in the corrosivity of atmospheric air environment with respect to metal structures during monitoring the effectiveness of atmospheric corrosion protection. The lower limit of corrosion rate measurement using the sensor is 10^–5 mm/year (2∙10^–10 A/cm^2). The sensor is adapted for determination of the corrosion rate in the humidity conditions and at the presence of a temperature gradient between the metal structure and the atmospheric air during a daily cycle. This allowed expanding the area of applying the polarization resistance method under the conditions of atmospheric corrosion protection. The sensor was verified at the SE “Ukrmetrteststandart” and the performance test protocol was received. Based on the theoretical background of the polarization resistance method and taking into account the results of investigations of the features of the course of corrosion processes at the humidity close to critical, a methodological approach was proposed as-applied to designing the electrochemical cosurface polarization resistance sensors, sensitive under the conditions of forming phase and adsorption films. The improvement in sensitivity was achieved by reducing their temperature delay (by locating a sensing element on a thermally conductive basis) and specifying the critical parameters and the number of electrode pairs. The reduction in thickness of the electrodes and width of the electrical insulation layer, the arrangement of electrodes on the plate of anodized aluminium (to minimize the temperature delay of the sensor) improved the sensitivity of the single-pair sensor in the conditions of forming solid phase films at the air humidity of about 100%. The decrease in thickness and width of the electrodes and increase in the number of electrode pairs, the arrangement of electrodes on the base of the anodized aluminium contributed to the improvement of sensitivity of the four-pair sensor in the conditions of forming phase and adsorption moisture films (air humidity is close to critical – 75%). A satisfactory correlation of the results was demonstrated in measuring the corrosion rate applying the methods of massometry and polarization resistance at the humidity of 100%. It was determined that as a criterion of sensitivity of the sensors during a reduction in relative humidity to the values close to the critical, the correlation between the width of the electrodes to the width of the insulating layer is used: when the number of electrode pairs of the sensor is increased from 1 to 2, the correlation grows by 1.75 times, and when it is increased from 2 to 4, it grows by 1.3 times. The further increase in the number of electrode pairs of the sensor will not significantly improve its sensitivity. It is shown that the optimum number of electrode pairs of the sensor should be four. The further increase in the number of electrode pairs is not rational, because it will reduce the surface area of a sufficiently dense contact of the sensing element with the base and will increase the measurement error. The sensor with four electrode pairs will provide determination of corrosion rate in thin films with a measurement error of not more than 20%. Arrangement of electrodes’ pair on the plate of anodized aluminium allow to minimize the temperature delay of the sensor when it placed in corrosion-dangerous places on the structure. Increasing the number of electrode pairs up to four provides the sensors’ sensitivity not only in the phase but also in the adsorbed films of moisture due to decreasing in the total resistance of the electrochemical cell. The optimal number of electrode pairs of the sensor should be four. Further increasing in the number of electrode pairs is impractical, as it will promote to reduce the part of enough dense surface contact of sensitive element with the plate and will increase measurement error. Sensor with four electrode pairs will provide an evaluation of corrosion rate in thin films with a measuring error not more than 20 %. It was established that Tafel slopes (ba), defined in the conditions of diffusion control in the volume of neutral solution are equal from 0,050 to 0,054 V, in thin films – from 0,048 to 0,049 V. It had little influence on the value of the constant of polarization resistance method (from 0,021 to 0,023 V) and allows its application as for the volume of the electrolyte, and for thin-film corrosion conditions. Peculiarities of corrosion processes with diffusion control in the temperature range from 24 to 70 ºC while the relative humidity from 100% to 75% was investigated. It is shown that the thickness of moisture film decreases from 45 to 0.6 m; the film thickness is the maximum at temperatures near 50 ºC. Moisture condensation on the surface in conditions of reduced humidity (75%) occurs at a temperature of 50 °C and above, where a temperature gradient between the surface sensor and the air is available. The corrosion rate, determined by the method of polarization resistance under these conditions varies from 0.44 to 2.08∙10^–5 mm/year, the corrosion currents – in the range of 4.5∙10^–4 to 10^–9 A. To study the prospects for possible expanding the area of applying the sensor, a method was proposed, which consisted in evaluating the corrosion condition of areas of a metal structure under a protective non-conductive coating by measuring instantaneous corrosion rate of metal without coating removal. The procedure of monitoring the protection of metal structures against atmospheric corrosion at facilities of long-term operation in confined spaces, which is based on determination of instantaneous corrosion rate on the most corrosion-dangerous areas of a metal structure by means of the designed electrochemical sensors, was developed and introduced in the production conditions.uk
dc.description.abstractukДисертація присвячена розробленню електрохімічного коповерхневого чотирипарного давача поляризаційного опору для оцінювання зміни корозивності атмосферного повітряного середовища відносно металоконструкцій в замкнутих об’ємах та наявності градієнта температур між металоконструкцією та оточуючим повітрям. Це дозволило адаптувати метод поляризаційного опору при зміні відносної вологості повітря від 100 до 75 % (наближеної до критичної) та температур від 24 до 70 ºС в умовах утворення тонких плівок вологи товщиною від 0,6 до 45 мкм. Швидкість корозії, визначена методом поляризаційного опору, в цих умовах змінюється від 0,44 до 2,08∙10^–5 мм/рік. Нижня границя вимірювань давачем швидкості корозії 10^–5 мм/рік. Запропоновано методичний підхід до розроблення давачів. Теоретично обґрунтовано конструкцію електрохімічної комірки та вибір оптимальних критичних параметрів електродів та кількості електродних пар давача; можливість застосування константи методу поляризаційного опору, визначену для об’єму електроліту, для умов тонкоплівкової корозії; окреслено похибки вимірювання багатоелектродних давачів. Розроблено та впроваджено методику моніторингу захисту металоконструкцій від атмосферної корозії на об’єктах тривалої експлуатації, яка грунтується на визначенні миттєвої швидкості корозії за допомогою давача нової конструкції.uk
dc.format.page24 с.uk
dc.identifier.citationОсадчук, С. О. Електрохімічний давач поляризаційного опору для оцінювання корозивності атмосферного середовища : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.17.14 – хімічний опір матеріалів та захист від корозії / Осадчук Світлана Олексіївна. – Київ, 2020. – 24 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/38506
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectатмосферна корозіяuk
dc.subjectелектрохімічний коповерхневий давачuk
dc.subjectзамкнутий об’ємuk
dc.subjectметод поляризаційного опоруuk
dc.subjectмоніторинг захисту від атмосферної корозіїuk
dc.subjectшвидкість корозіїuk
dc.subjectatmospheric corrosionuk
dc.subjectelectrochemical cosurface sensoruk
dc.subjectclosed volumeuk
dc.subjectpolarization resistance methoduk
dc.subjectmonitoring of atmospheric corrosion protectionuk
dc.subjectcorrosion rateuk
dc.subject.udc620.197.2uk
dc.titleЕлектрохімічний давач поляризаційного опору для оцінювання корозивності атмосферного середовищаuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Osadсhuk_aref.pdf
Розмір:
976.42 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)