Чем отличается механизм их действия при защите металлов от коррозии


Три эффективных способа предотвратить коррозию автомобиля — Российская газета

Опытные автомобилисты прекрасно знают, что если проигнорировать начавшийся процесс ржавления автомобиля, то даже годовалый "железный конь" покроется трудно устранимыми следами коррозии, а там и до шлифовки и сварки кузова недалеко. В связи с этим следует знать, что делать и чего не делать для сохранения "здоровья" кузова вашей машины.

Превентивные меры

Сначала - о превентивных мерах. Чтобы предотвратить возникновение коррозии, за кузовом машины нужно ухаживать. Прежде всего, следует мыть машину как минимум три-четыре раза в месяц, причем экономить на водных процедурах не стоит.

Если ограничиваться малозатратным сбиванием грязи (быстрая мойка без пены), то лакокрасочный слой будет страдать гораздо сильнее, чем при мойках с автошампунем. В особенности это касается зимнего периода, когда на кузове, днище и в технологических полостях оседает едкий реагент.

Кроме того, регулярно осматривайте автомобиль на подъемнике или эстакаде для обнаружения коррозийных пятен и их своевременного удаления.

Антикор и воскование

Имеет смысл также провести антикоррозийную обработку автомобиля вскоре после его покупки.

Несмотря на то, что на заводах все автомобили получают базовую защиту от коррозии, ржавчина все равно рано или поздно начинает образовываться на участках, которые такая обработка не затронула - стыках, точках сварки, внутренних полостях порогов, трубопроводах. Антикоррозионный препарат (самыми известными препаратами против коррозии на сегодняшний день являются "Мовиль" и "Тектил-309" (141 В) наносится под давлением на днище, колесные арки и в доступные полости.

Как вариант, кузов можно оклеить специальной антигравийной пленкой, которая преградит доступ воды к металлу и защитит лакокрасочное покрытие от мелких сколов. Ну и не следует забывать о регулярном нанесении воска на лакокрасочное покрытие. Однако помните, что восковая защита эффективна только в случае, если наносится на абсолютно чистые и сухие поверхности.

Электрохимическая защита

Защитить кузов вашего автомобиля от ржавчины можно и весьма необычным способом - с помощью так называемых жертвенных протекторов, или жертвенных анодов. В самых уязвимых местах кузова при помощи эпоксидного клея крепятся специальные пластины из цинка, алюминия или меди. Эти протекторы интегрируются в бортовую сеть автомобиля при помощи проводов. При подаче тока такие протекторные нашлепки в результате будут окисляться, менее активный металл кузова - восстанавливается.

Впрочем, применяется также и более простой метод катодной защиты, не требующий внешнего источника напряжения. С этой целью используются специальные протекторные аноды, изготовленные из металла, имеющего большую, по сравнению с автомобильным кузовом, электроотрицательность (графит, магнетит и др.).

Речь идет о круглых, овальных или квадратных пластинках размером от 4 до 10 кв. см. Для создания эффективной защитной системы нужно поставить на авто около 20 таких элементов. Каждый элемент способен обезопасить до 50 см площади кузова. Наклеивать такие накладки следует в наиболее подверженных воздействию коррозии местах: в передней части днища, местах крепления фар и подфарников, колесных арках.

Кстати, даже металлический гараж может выступать в роли анода и защищать кузов вашего авто от коррозии. Снижение скорости коррозии достигается тем, что от внешнего источника тока на кузов автомобиля подается отрицательный потенциал, а на металлические стенки гаража подается положительный стабилизированный потенциал. Такой способ неоднократно доказал высокую эффективность.

Еще один экзотический способ, который сегодня полузабыт, это так называемый "хвост" - полоска резины с прикрепленными к ней металлизированными элементами. "Хвост" крепится под задним бампером так, чтобы его нижняя часть касалась земли и создавала разницу потенциалов между машиной и мокрым покрытием дороги и тем самым предохраняла наружные части ТС от окисления. Кстати, с увеличением влажности автоматически возрастает эффективность защиты от окисления. На "хвост" попадают брызги из-под колес машины, что активизирует электрохимический процесс. Еще один большой плюс "хвоста" - контроль над статическим напряжением.

Борьба с начавшейся коррозией

Если зарождение "ржи" прозевали, не остается другого выбора кроме как исправлять ситуацию радикально. С этой целью следует вооружиться преобразователями ржавчины. Сначала тщательно моем и сушим кузов, затем обнаруживаем наметившиеся очаги ржавчины. Теперь проблемное место нужно обработать преобразователями ржавчины, которые бывают аэрозольными (Hi-Gear, Autoprofi, Eltrans и др), жидкими (ASTROhim, Fenom) и гелевыми (Permatex, Kudo KV-70005). Принцип действия таких препаратов состоит в том, что они создают защитную пленку, которая останавливает коррозию и останавливает ее дальнейшее распространение.

За отсутствием этих современных средств, к слову, можно воспользоваться обычным столовым уксусом или раствором пищевой соды. Хорошо работает также такой состав - простая вода, лимонная или щавелевая кислота смешиваются в пропорции один к одному.

Средство следует нанести на зачищенный участок металла или точечно - на "рыжик" - и подождать пару часов. После этого поверхность тщательно вытирается щеткой или жесткой губкой. Во всех случаях помните, что преобразователи ржавчины проникают в структуру металла на глубину не более 20 мкм. Если слой ржавчины толще, ее остатки продолжат точить металл. После обработки преобразователем ржавчины поверхность перед покраской зачищать не обязательно. Но если же ржавчина пробралась глубже, без зачистки проблемного участка шкуркой с последующей грунтовкой и окраской не обойтись.

Коррозионные механизмы, процессы

Как производитель металла, вы больше всего сосредотачиваетесь на изменении формы металлической заготовки, при резке, гибке, формовании концов, прошивке, надрезании, механической обработке или каком-либо другом процессе. Для большинства этих процессов требуется жидкость на основе масла, растворителя или воды для предотвращения трения, которое, в свою очередь, предотвращает перегрев или преждевременный износ.

Еще одно соображение, не менее важное, чем изготовление заготовки, - предотвращение коррозии.Некоторые производители полагаются на жидкость для металлообработки, чтобы обеспечить как производственную, так и окончательную защиту от коррозии; другие используют заключительный процесс для нанесения краткосрочной или долгосрочной защиты от коррозии. В любом случае средства защиты от коррозии выполняют необходимую функцию. Без защиты железо (Fe) в сталь взаимодействует с кислородом (O) в атмосфере, вызывая коррозию стали.

Независимо от того, принимает ли коррозия форму красной ржавчины (оксид железа, Fe 2 O 3 ) или черного пятна (оксид железа, Fe 3 O 4 ), процесс аналогичен: окисление металла связано с уменьшением количества других компонентов в технологическом процессе, включая жидкости для металлообработки.

Определение коррозии

Коррозия черных металлов - это окисление металлического железа от Fe до Fe +2 , далее до Fe +3 , вызванное потоком электронов от анода (точка положительной полярности) к катоду (точка отрицательной полярности). ). Обычная батарея использует аналогичный процесс для передачи электрического тока от одного вывода к другому. Процессы контроля коррозии останавливают поток электронов или нарушают химическая реакция на катоде или аноде.

Требования к ржавчине.Для образования ржавчины необходимы три компонента или составляющих:

  1. Ячейка, состоящая из катода и анода
  2. Влага, по которой течет ток
  3. Кислород, который соединяется с металлом

Шесть обычных условий могут превратить любой кусок стали в коррозионную ячейку (см. Рисунок 1 ).

Несколько ключевых моментов, о которых следует помнить:

  • Требования к созданию ячеек коррозии минимальны.Например, стальная пыль и мелочь, обычные побочные продукты многих операций по металлообработке, могут стать катодом коррозионной ячейки. Точно так же простого обращения с трубой или трубой голыми руками может быть достаточно, чтобы начать процесс коррозии.
  • Некоторые электролиты в жидкой форме влияют на скорость распространения коррозии.
  • Поверхностные царапины обычны и не обязательно приводят к образованию ржавчины; глубокие царапины, оставляющие блестящую сталь незащищенными, обычно являются участками коррозии.
  • Если металл подвергается значительному воздействию воздушного потока, запас кислорода пополняется более или менее непрерывно, и в результате образуется красная ржавчина.Если детали хранятся или используются в среде с ограниченным воздушным потоком, металл все равно может ржаветь, но при этом образуются черные пятна оксида.

Предостережения по защите от коррозии

Водорастворимые жидкости для обработки и шлифования обеспечивают временную защиту от коррозии. Однако производители не могут полагаться на них для предотвращения коррозии, потому что продолжительность необходимой защиты варьируется от производителя к производителю; некоторым требуется всего несколько часов защиты, пока детали не перейдут к следующему процессу, в то время как другие хранят детали неделями.Условия хранения и охлаждающей жидкости имеют решающее значение факторы, определяющие, как долго жидкости обеспечивают защиту от коррозии.

Факторы, влияющие на продолжительность защиты от коррозии, включают:

  1. Производственные процессы разведки и добычи.
  2. Чистота поверхности.
  3. Состояние средства защиты от коррозии при нанесении.
  4. Качество аппликационного метода.
  5. Упаковка, используемая для упаковки детали.
  6. Среда хранения.

Информация о производственных процессах и жидкостях, используемых в этих процессах, помогает понять, как обращаться со вторым фактором - чистотой поверхности. Какие виды жидкостей для металлообработки были использованы при изготовлении детали? Хранилась ли деталь между этапами изготовления? Как с этим справились? Если на детали есть остатки жидкости для металлообработки или она хранилась в местах с мелкими и пыль, чистота поверхности - проблема, которую необходимо решить.

Рис. 1: Ржавчина вызывается коррозионными ячейками.Каждая коррозионная ячейка имеет анод и катод (положительный и отрицательный полюс). Влага обеспечивает путь для прохождения тока, а кислород - это агент, который заставляет сталь менять форму на трехвалентное или закись железа.

В-третьих, после нанесения покрытия, но перед упаковкой, необходимы надлежащие методы обращения для сохранения целостности защитной пленки. Перчатки необходимы для предотвращения контакта кожного жира рабочих со сталью.

В-четвертых, система подачи жидкости должна иметь достаточную способность для тщательного смачивания деталей и должна поддерживаться в рабочем состоянии, чтобы обеспечить постоянное количество антикоррозийных средств для деталей.Хорошая система фильтрации - такая, которая сводит к минимуму размер и количество мелких частиц, а также уровни посторонних масел, хлоридов и сульфатов - увеличивает способность жидкости предотвращать коррозию. Кроме того, жидкость Концентрация должна поддерживаться на правильном уровне, который следует измерять более точным прибором, чем рефрактометр.

В-пятых, упаковка для размещения деталей должна быть надлежащего качества и в хорошем состоянии, без разрывов и повреждений, чтобы предотвратить прямой доступ к покрытым деталям.

Наконец, необходимо контролировать среду хранения, чтобы предотвратить резкие колебания температуры и влажности (менее 15 градусов по Фаренгейту и менее 10 процентов изменения относительной влажности в течение 24 часов).

Измерение эффективности защиты от коррозии

С помощью ряда краткосрочных и долгосрочных испытаний можно определить степень защиты от коррозии. Все эти тесты предназначены для имитации реальных приложений в ускоренных условиях. Имейте в виду, что интерпретация результатов теста может быть так же важна, как настройка и контроль условий тестирования.

Жидкости для удаления металлов. Тест на стружку используется для оценки взаимодействия образующейся смазки для удаления металла и металлической стружки. Если стружка не соответствует типу сплава, ее размеру и чистоте (например, на стружке нет мелких частиц), результаты будут несовместимыми. Большинство тестов чипов включают фиксированное количество чипов, покрытых определенным количеством охлаждающей жидкости. Влажная стружка затем нанесите на фильтровальную бумагу или металлические блоки, чтобы определить потенциал ржавчины. Большинство тестов чипов длятся несколько часов.

Жидкости для предотвращения коррозии. К средствам защиты от коррозии предъявляются более строгие требования и более четко определены методы испытаний, чем к жидкостям для обработки металлов. Некоторые из наиболее распространенных тестов включают шкафы, которые контролируют температуру и влажность. Кроме того, обращение с испытательными панелями с покрытием необходимо контролировать в зависимости от количества антикоррозийного средства, наносимого на поверхность. Большинство тестов проводится с двумя или тремя панелями, и источник воды должен быть чистым, чтобы исключить любые загрязняющие вещества (хлориды или сульфаты), которые могут повлиять на результаты.

  • При испытании шкафа для совместного армейско-военно-морского флота (JAN), используемого с 1940-х годов, используется температура, поддерживаемая на уровне 120 градусов по Фаренгейту и относительная влажность 100 процентов. Это конденсирующаяся среда, что означает, что вода собирается на поверхности испытательной панели и стекает по панели и покрытию.
  • Испытание в камере солевого тумана (ASTM B117) подвергает образцы воздействию 5-процентного солевого тумана в форме тумана; температура поддерживается на уровне 100 градусов F.
  • 10-тактный тест GM, разработанный General Motors для оценки средств защиты от коррозии, был принят многими поставщиками, связанными с GM.Этот метод аналогичен JAN, но работает при температуре 100 ° F в среде без конденсации. Кроме того, он выполняет 10 циклов, каждый из которых состоит из 18 часов в шкафу и 6 часов вне шкафа.

Устранение неисправностей

Когда вы впервые исследуете проблему ржавчины, важно узнать историю воздействия металлической поверхности; вам необходимо проследить все процессы, чтобы определить, где началась коррозия. Исследование должно включать все процессы и жидкости, контактирующие с деталями.Только отслеживая весь процесс, у вас есть шанс определить приложение, которое оказывает наибольшее влияние на проблема коррозии. Кроме того, жидкости, участвующие в процессе, должны быть оценены на пригодность к использованию по сравнению со свежей жидкостью.

Диаграммы причинно-следственных связей

могут помочь вам найти основную причину (см. , рисунок 2, и , рисунок 3, ).

Анализ жидкостей

Анализ жидкости дает представление об эффективности защиты от коррозии.Семь тестов измеряют присущие жидкости характеристики - кислотность, влажность, грязь, процент твердых веществ, кальций, вязкость и удельный вес. Восьмая оценка, испытание на коррозию меди, является субъективным показателем того, как жидкость окрашивает медь.

Рис. 2. Выявление причины коррозии не должно быть сложной задачей. Разделение причин на пять широких категорий дает вам отправную точку.

  1. Кислотность. Чрезмерное содержание кислоты, которое может быть вызвано перегревом продукта, загрязнением или чрезмерным испарением растворителя, способствует и ускоряет коррозию.Низкая кислотность может быть связана с чрезмерным разбавлением растворителем или загрязнением.
  2. Влажность. Вода в составе средства для предотвращения коррозии на основе масла или растворителя будет способствовать появлению ржавчины или появлению пятен. Повышенный уровень обычно связан с остаточной пленкой на входящих деталях.
  3. Грязь. Твердые частицы - мелкие частицы железа, песок или взвешенные в воздухе частицы - на поверхности детали действуют как места коррозии. По мере нанесения, слива и повторного нанесения антикоррозионного средства уровень грязи продолжает расти.
  4. процентов твердых веществ. Содержание твердых веществ можно использовать для определения концентрации. Низкая концентрация может возникнуть из-за загрязнения или чрезмерного разбавления растворителем. Высокое содержание твердых частиц может быть вызвано загрязнением или испарением растворителя. Низкое содержание твердых частиц означает низкую концентрацию, что снижает защиту от коррозии.
  5. Кальций. Это прямой показатель основного сырья, используемого для защиты от коррозии. Низкий уровень кальция обычно указывает на низкую концентрацию, результат чрезмерного загрязнения или чрезмерного разбавления.Высокий уровень кальция может указывать на испарение растворителя, чрезмерное загрязнение или присутствие воды.
  6. Вязкость. Вязкость, мера способности продукта растекаться или смачиваться, часть имеет решающее значение для образования непрерывной однородной барьерной пленки по всей части. Толщина масляной пленки, которая остается на детали, напрямую связана с уровнем защиты от коррозии. Как правило, более тонкие пленки обеспечивают меньшую защиту от коррозии, тогда как более толстые пленки обеспечивают больше.
  7. Низкая вязкость может быть результатом низкой концентрации, чрезмерного загрязнения или чрезмерного разбавления. Высокая вязкость обычно указывает на высокую концентрацию из-за испарения растворителя или чрезмерного загрязнения.
  8. Удельный вес. Это измерение, иногда называемое плотностью, дает четкое представление о загрязнении. Низкие значения удельного веса обычно указывают на низкую концентрацию, чрезмерное загрязнение или чрезмерное разбавление. Высокий удельный вес обычно указывает на высокую концентрацию из-за испарения растворителя или чрезмерного загрязнения.
  9. Испытание на коррозию меди. Этот тест, описанный в стандарте ASTM D130, оценивает коррозионную активность нефтепродуктов, вызванную активными соединениями серы. Результаты оцениваются путем сравнения пятен на медной полосе с цветовой шкалой от 1 до 4. Типичным источником серы является хонинговальное масло.

Коррозия - какой ценой?

Согласно исследованию «Расходы на коррозию и превентивные стратегии в США», проведенному в 2002 году по заказу Федерального управления автомобильных дорог CC Technologies Laboratories Inc.и спонсируемые NACE International, прямые затраты на коррозию металлов в США составляют 276 миллиардов долларов в год. Для сравнения: он составлял более 3 процентов валового дохода США. внутренний продукт.

Коррозия имеет другую цену. Изготовленный компонент или узел, который выходит из строя или требует специальной обработки для предотвращения коррозии, вызывает недовольство клиентов. Использование комплексных методов борьбы с коррозией имеет решающее значение для минимизации обоих типов затрат.

Рис. 3. Дополнительные сведения об устранении неполадок могут помочь вам разобраться в проблемной области.

.

Коррозия на границе раздела полимер-металл в решениях с искусственной морской водой

Полимерные компоненты для герметизации жидкостей используются в различных потенциально агрессивных средах, таких как морская вода. Часто коррозия металла обнаруживается на границе раздела резина-металл или рядом с ней, а не на неконтактной области. Коррозия различных металлических сплавов (титана, бронзы, никеля, алюминия, нержавеющей стали 316 и стали 4130) в сочетании с резиновыми уплотнительными кольцами (Buna-N и EPDM) различного внутреннего диаметра и формы поперечного сечения в морской воде в течение Здесь описан четырехлетний период.Было обнаружено, что коррозия некоторых металлов (например, нержавеющей стали 4130) ускоряется из-за взаимодействия с резиновыми кольцами Buna-N. Обсуждаются теории, объясняющие коррозию на границе раздела полимер-металл, особенно в отношении состава полимера, а также размера и формы уплотнительного кольца.

1. Введение

Из-за высокой концентрации электролитов, таких как NaCl и MgCl 2 в растворах соленой воды, коррозия металлических компонентов часто вызывает беспокойство. В частности, коррозия сплавов нержавеющей стали в морской среде была предметом многих исследований [1–5].В дополнение к металлическим сплавам в морской среде часто используются механические уплотнения, такие как уплотнительные кольца, для уплотнения деталей машин и предотвращения утечки между металлическими компонентами. Хотя интуитивно кажется очевидным, что добавление уплотнения или фланца может предотвратить коррозию поверхности за счет уменьшения площади поверхности металла, контактирующего с раствором электролита, это также может привести к образованию застойной области (рис. 1), в которой растворенные кислород может быть истощен, что приведет к образованию щели.

Щелевая коррозия нержавеющей стали важна, поскольку она может значительно повлиять на прочность конструкционного материала в условиях, которые в противном случае не могут привести к разложению или разрушению материала.Поскольку щелевая коррозия происходит в застойных областях, часто в тех, которые заблокированы фланцем, уплотнением или другим отложением, оценка степени коррозии в реальном времени может быть сложной задачей. Было предложено несколько численных и прогнозных моделей щелевой коррозии, а в литературе можно найти обзоры истории и теории последовательных моделей [6].

В настоящее время принятая теория объединяет аспекты теории критического щелевого раствора (CCST) и теории ИК-капли (IRDT) [6, 7] для создания модели щелевой коррозии в водном растворе.В этой модели (рис. 2) растворенный кислород диффундирует к поверхности металла, где он восстанавливается на катоде до гидроксид-ионов (1). Восстановление кислорода поддерживается, электроны генерируются на аноде (в области щели). Эти электроны являются побочным продуктом окисления металлов (2) и (3), что также приводит к образованию водных ионов металлов (преимущественно Fe 2+ и Cr 3+ ). Ионы гидроксида, а также ионы хлорида из растворенной соли мигрируют в область щели, где образуются хлориды металлов и гидроксиды металлов, такие как FeCl 2 и Cr (OH) 3 .Эти виды могут быть в дальнейшем преобразованы в более знакомые продукты, включая различные формы оксида железа и хрома. Потенциал системы падает в результате нескольких факторов, включая поток хлорид- и гидроксид-ионов в растворе, сопротивление электронов протеканию через металл и поверхностное перенапряжение. Следовательно, система попадает в зону активной коррозии, что приводит к заметному увеличению скорости коррозии в щели. Используя эту модель, исследователи смогли предсказать локализованный pH по мере образования щели, аппроксимируя экспериментальные данные [7]:


Несмотря на обширное изучение процесса, при котором застойные области подвергаются щелевой коррозии, авторам не известны исследования, изучающие влияние размера уплотнительного кольца, полимерного состава или формы на степень или скорость коррозии в морской среде. окружающей среды на сегодняшний день.Полимеры Buna-N, которые также обычно называют NBR (нитрил-бутадиеновый каучук), получают в результате эмульсионной полимеризации бутадиена и акрилонитрила [8, 9]. Чтобы увеличить сшивание между полимерными цепями, серную вулканизацию материалов Buna-N часто проводят, что приводит к увеличению ретракционных сил и снижению остаточной деформации [10]. Прочность и эластичность полимеров Buna-N, а также их устойчивость ко многим растворителям, маслам и воде делают их полезными в различных областях, включая кабели, шланги и уплотнительные кольца [11].В дополнение к уплотнительным кольцам из бутадиен-нитрильного каучука также были исследованы материалы EPDM, полученные в результате полимеризации этилена, пропилена и неконъюгированного диена. Как и в случае полимеров Buna-N, серная вулканизация полимеров EPDM часто используется для улучшения механических свойств [10]. Благодаря своей устойчивости к теплу, свету, озону и полярным жидкостям, материалы EPDM могут использоваться в различных автомобильных, электрических и пищевых отраслях [12, 13].

Целью настоящей работы является исследование роли, которую полимерные уплотнительные кольца играют в ускорении коррозии на границе раздела с металлической подложкой в ​​искусственной морской среде.Четыре исследования были проведены в растворе искусственной морской воды в течение четырех лет. В случае А, круглые уплотнительные кольца из бутадиен-нитрильного каучука с различным внутренним диаметром использовались для исследования влияния контактного напряжения на коррозию металла. В случае B форма поперечного сечения уплотнительных колец из бутадиен-нитрильного каучука была изменена, чтобы исследовать влияние морфологии уплотнительного кольца и размера области границы раздела полимер-металл на коррозию металлических сплавов в морской воде. В случае C, уплотнительные кольца из бутадиен-нитрильного каучука и этилен-пропиленового каучука использовались для изучения влияния полимерной композиции на скорость коррозии.В случае D различные металлы, включая титан, бронзу, никель, алюминий, нержавеющую сталь и сталь 4130, сравнивались на предмет их склонности к коррозии в аналогичных условиях. Результаты каждого из этих тематических исследований предоставляют информацию о роли полимерных компонентов в коррозионном поведении различных металлов в морской воде, что может быть полезно при разработке морских устройств.

2. Методика экспериментов

Были проведены эксперименты по изучению коррозии различных металлических сплавов, несущих резиновые уплотнительные кольца, в морской воде.В каждом испытании цилиндрический металлический образец (диаметром 15,9 мм и длиной 25,4 мм) шлифовали наждачной бумагой с зернистостью 100, снабжали уплотнительным кольцом и погружали в стакан объемом 80 мл, заполненный морской водой (Рисунок 3). Раствор морской воды, содержащий приблизительно 3% морской соли, был приготовлен растворением тихоокеанской природной морской соли от Saltworks, Inc. (Вудинвилл, Вашингтон) в дистиллированной воде. Стаканы, каждый из которых содержал по одному образцу, закрывали пластиковой пленкой для уменьшения испарения. Регулярно добавляли дистиллированную воду, чтобы поддерживать относительно постоянный объем в течение 4 лет.Металлические сплавы и резиновые уплотнительные кольца были приобретены у McMaster Carr, Inc. (Элмхерст, Иллинойс). Хлорид натрия степени чистоты для спектроскопии ЯМР 1 H был приобретен в VWR International. Хотя внутренний и внешний диаметры (ID и OD) менялись, все уплотнительные кольца имели ширину 3,2 мм, за исключением уплотнительных колец из бутадиен-нитрильного каучука, использованных в Варианте А, которые имели ширину 3,0 мм. Все эксперименты были начаты 30 июля 2007 г., а 15 июня 2011 г. они были проверены на коррозионную стойкость, а общее время испытаний составило примерно четыре года.Для каждого теста использовали три образца, чтобы обеспечить повторяемость эксперимента. Образцы выдерживали при комнатной температуре (~ 21 ° C) на протяжении всего эксперимента.

Начальный внутренний диаметр полимерных уплотнительных колец был получен из онлайн-каталога McMaster-Carr, Inc. Конечный внутренний диаметр (ID) был измерен сразу после снятия с металлического стержня с помощью 6-дюймового электронного цифрового штангенциркуля Chicago Brand. . Задержка по времени при измерении внутреннего диаметра привела к уменьшению внутреннего диаметра из-за вязкоупругих свойств уплотнительных колец и поэтому не была включена в таблицы 1 и 2.Чтобы определить сухую массу трех типов уплотнительных колец, были взвешены и усреднены 10 новых образцов. Вес уплотнительных колец, установленных на металлических сплавах, был определен путем удаления образца с металла, похлопывания по уплотнительному кольцу насухо для удаления поверхностной воды и взвешивания на весах AG204 Metler Toledo. PH каждого металлического раствора определяли с помощью pH-метра VWR Symphony SP20 и электрода, калиброванного с помощью трех буферных растворов марки VWR (pH = 4,00, 7,00 и 10,00). 1 H ЯМР-характеристики были собраны в растворе D 2 O при 300 К на спектрометре Varian Mercury-200, работающем при 199.97 МГц, с химическими сдвигами, выраженными в миллионных долях SiMe 4 , относительно остаточной воды.


Вход Тип уплотнительного кольца Начальный внутренний диаметр (мм) Конечный внутренний диаметр (мм) Внутренний диаметр (мм) Щелевая коррозия b Нержавеющая сталь

1 Buna-N круглый 12 13.9 1,9 Сильное
2 Buna-N круглый 13 13,9–14,05 0,9–1,05 Умеренное
3 Buna-N круглый 14 15.02–15.12 1.02–1.12 Умеренное

a Данные для одного уплотнительного кольца диаметром 12 мм, двух 13 мм и двух 14 мм. b нет: нет наблюдаемой щелевой коррозии под уплотнительным кольцом, низкий: минимальное вдавливание поверхности из-за щелевой коррозии, умеренное: небольшое вдавливание поверхности, и серьезное: большое вдавливание поверхности.
.

Реакционный механизм | Britannica

Механизм реакции , в химических реакциях, подробные процессы, с помощью которых химические вещества превращаются в другие вещества. Сами реакции могут включать взаимодействия атомов, молекул, ионов, электронов и свободных радикалов, и они могут происходить в газах, жидкостях или твердых телах или на границах раздела между любыми из них.

Изучение подробных процессов механизмов реакций важно по многим причинам, включая помощь, которую оно дает в понимании и управлении химическими реакциями.Многие реакции, имеющие большое коммерческое значение, могут протекать более чем по одному пути; знание задействованных механизмов реакции может позволить выбрать условия реакции, в которых один путь предпочтительнее другого, тем самым давая максимальное количество желаемых продуктов и минимальное количество нежелательных продуктов. Кроме того, на основе механизмов реакции иногда можно найти корреляции между системами, которые иначе явно не связаны. Умение проводить такие аналогии часто позволяет предсказать ход непроверенных реакций.Наконец, подробная информация о механизмах реакций позволяет объединить и понять большие массивы явлений, не связанных друг с другом, что имеет большое значение в теории и практике химии.

Как правило, химические реакции, механизмы которых представляют интерес для химиков, - это те, которые происходят в растворе и включают разрыв и преобразование ковалентных связей между атомами, причем ковалентные связи представляют собой те, в которых электроны распределяются между атомами. Интерес к этим реакциям особенно велик, потому что они представляют собой реакции, с помощью которых получают такие материалы, как пластмассы, красители, синтетические волокна и лекарственные средства, и потому что большинство биохимических реакций живых систем относятся к этому типу.Кроме того, реакции такого рода обычно протекают в удобных для изучения временных масштабах, не слишком быстро и не слишком медленно, и в условиях, которыми легко манипулировать в экспериментальных целях. Существует ряд методов, с помощью которых можно исследовать механизмы таких реакций.

Химические реакции включают изменения в схемах связывания молекул, то есть изменения относительного положения атомов в молекулах и между ними, а также сдвиги в электронах, которые удерживают атомы вместе в химических связях.Следовательно, механизмы реакции должны включать описания этих движений в отношении пространственных изменений, а также во времени. Общий путь изменения называется ходом реакции, а подробный процесс, посредством которого происходит изменение, называется путем или путем реакции.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Также важное значение для изучения механизмов реакций имеют энергетические потребности реакций.Большинство реакций, представляющих механический интерес, - это активируемые процессы, то есть процессы, которые должны иметь запас энергии, прежде чем они могут произойти. Энергия расходуется на перенос исходного материала реакции через энергетический барьер. Этот процесс происходит, когда исходный материал поглощает энергию и превращается в активированный комплекс или переходное состояние. Затем активированный комплекс переходит в продукт реакции без дополнительного ввода энергии - часто, фактически, с выделением энергии.Такие соображения важны для понимания механизмов реакции, потому что фактический ход, которому следует любая реакция, требует наименьшей энергии активации. Такой ход реакции не всегда может показаться химиком самым простым без детального изучения различных возможных механизмов.

Изучение механизмов реакции осложняется обратимостью большинства реакций (тенденция продуктов реакции возвращаться в исходные материалы) и существованием конкурирующих реакций (реакций, которые превращают исходный материал в нечто иное, чем желаемые продукты). ).Еще одним осложняющим фактором является тот факт, что многие реакции протекают в несколько стадий, на которых образуются промежуточные продукты (промежуточные продукты), которые затем превращаются в результате дальнейших реакций в конечные продукты. При изучении химических реакций полезно рассмотреть несколько общих вопросов: (1) факторы, влияющие на ход химических реакций, (2) изменения энергии, участвующие в ходе типичной реакции, (3) факторы, раскрывающие механизм реакция и (4) классификация механизмов реакции.Имея в виду эту информацию, можно кратко рассмотреть некоторые из наиболее важных классов механизмов реакции. (В статьях «Кислотно-основная реакция, реакция окисления-восстановления и электрохимическая реакция» рассматриваются механизмы реакций, не описанных в этой статье.)

.

Смотрите также