Спосіб визначення швидкості корозії аустенітних сталей і сплавів

Реферат: UA 78117 U UA 78117 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі машинобудування і металургії, а саме до способів визначення швидкості корозії аустенітних сталей і сплавів в агресивних середовищах. Відомий спосіб визначення швидкості корозії металевих конструкції [1], який полягає в тому, що в металевім об'єкті, який знаходиться у корозійному середовище, збуджують поверхневу електромагнетну хвилю. За величиною зміни сповільнення електромагнетної хвилі визначають швидкість корозії. Недоліком цього способу є відносна низька точність вимірювання, внаслідок суттєвого впливу агресивного середовища на величину затухання поверхневої хвилі, а також низька чутливість вимірювань внаслідок великих електродинамічних втрат під час збудження та реєстрації сповільненої хвилі у досліджуваному матеріалі. Найбільш близьким до пропонованої корисної моделі є спосіб визначення швидкості корозії [2], прийнятий за прототип, в якому встановлюють залежність між величиною електричної напруги (розбалансу електричного моста, до різних плечей якого підключені намагнечуючій пристрій і досліджуваний феромагнетний матеріал), та товщиною досліджуваного матеріалу. Потім за величиною зменшення товщини матеріалу визначали швидкість корозії. Недоліком цього способу є можливість його використання лише для феромагнітних матеріалів. Це значно звужує область використання способу, бо значна кількість корозійностійких сталей і сплавів є аустенітними, тобто парамагнітними. Також до недоліків даного методу слід віднести низьку точність вимірів, яка зумовлена наявністю складових похибок під час вимірювання електричної напруги при різних частотах, електричного опору та використання коректуючих алгоритмів, що впливає на точність визначення швидкості корозії. Задачею корисної моделі є: - створення способу визначення швидкості корозії аустенітних сталей і сплавів (парамагнетиків); - підвищення достовірності і точності вимірювання швидкості корозії для вищеназваних матеріалів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення швидкості корозії аустенітних сталей і сплавів, який полягає в тому, що еталонні зразки із сталевих матеріалів піддають магнетуванню, розміщуючи їх в постійному магнетному полі, вимірюють магнетний параметр, встановлюють залежність між швидкістю корозії і магнетним параметром, потім досліджувані зразки із сталевих матеріалів також піддають магнетуванню і визначають магнетний параметр та по отриманій раніше залежності цього магнетного параметра від швидкості корозії для еталоних зразків визначають швидкість корозії досліджуваних зразків. За магнетний параметр приймають парамагнетну питому магнетну сприйнятливість сталевого матеріалу. Технічний результат полягає в можливості використання способу для визначення швидкості корозії манганових сталей, які відносяться до аустенітного класу, і в підвищенні достовірності та точності визначення завдяки використанню магнетного параметра - парамагнетної питомої магнетної сприйнятливості аустеніту та дозволяє використовувати пропонований спосіб для визначення з підвищеною якістю швидкість корозії аустенітних сталей і сплавів. Відмінними ознаками є використання структурно-чутливого параметру парамагнетної питомої магнетної сприйнятливості аустеніту, що підвищує достовірність і точність визначення швидкості корозії. Це забезпечує усій заявленій сукупності ознак відповідність критерію "Новизна" та приводить до нових технічних результатів. Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином не випливає з рівня техніки. На кресленні (Фіг.) подано залежність швидкості корозії від парамагнетної питомої магнетної сприйнятливості 0 для еталонних аустенітних сталей. Спосіб здійснюється так. Для визначення швидкості корозії досліджуваної сталі типу 08Х18Н10Т (зразок № 1) запропонованим способом побудована залежність "парамагнетна питома сприйнятливість - швидкість корозії" з використанням еталонних зразків зі сталей 08Х18Н10Т (зразки № 2, 3, 4, 5, 6). Хімічний склад сталей в залежності від зразка наведено в таблиці 1. Вміст елементів витримувався в межах хімічного складу для сталі 08Х18Н10Т згідно стандарту ГОСТ 5632-72. Сталь 08Х18Н10Т була промислового виробництва у вигляді листової поставки товщиною 1 мм. 1 UA 78117 U Таблиця 1 Хімічний склад еталонних (зразки № 2, 3, 4, 5, 6) та досліджуваної (зразок 1) сталей типу 08Х18Н10Т № зразка 1 2 3 4 5 6 5 С 0,035 0,060 0,064 0,030 0,040 0,070 N 0,012 0,011 0,012 0,013 0,013 Ni 9,10 9,14 9,70 9,24 9,10 10,46 Елемент, % мас. Мn Сr Si 1,66 17,10 0,54 1,59 16,43 0,66 1,22 17,43 0,52 1,62 17,41 0,41 1,70 17,70 0,49 1,70 17,97 0,49 Ті 0,32 0,34 0,41 0,31 0,35 0,46 S 0,001 0,002 0,001 0,002 0,001 0,007 Р 0,026 0,027 0,026 0,028 0,026 0,027 Швидкість корозії визначалась згідно стандарту ГОСТ 9.908-85. Корозійні втрати визначали зважуванням, а швидкість корозії K розраховували згідно формули: m  m1   , (1) K 0 S де m0 і m1 - маса зразка до і після випробувань у хлоридовмісному розчині з рН8 (г); 2 S - площа поверхні зразка (м );  - час випробувань (год). Таблиця 2 Швидкість корозії К еталонних зразків сталей типу 08X18Н10Т у хлоридовмісному розчині № зразка 2 K, г/м год 2 98,6 3 89,9 4 76,8 5 126,1 6 165,2 10 15 20 25 На магнетометричній установці [3] вимірювався компенсаційний струм еталонних зразків і для визначення парамагнетної питомої сприйнятливості 0. Так, наприклад, еталонний зразок 2 5 мав масу mзр=107,7 мг. Під дією магнетного поля Н=2,5510 А/м він змістився і для його повернення у вихідне положення був прикладений компенсаційний струм ізр=5,01 мА. Для знаходження парамагнетної питомої магнетної сприйнятливості 0 еталонного зразка використовували відоме для солі Мора табличне значення магнетної сприйнятливості м=3,210 8 3 м /кг. Для солі Мора масою m м=65,0 мг компенсаційний струм становив ім=3,78 мА. Відносна похибка вимірювань складала 2÷3 %. Використовуючи наступні вирази [4] для еталонного зразка 2 сталі і солі Мора: dH , (2), iзр  mзр  0  Н dx dH , (3), iм  mм  м  Н dx отримаємо формулу для розрахунку парамагнетної питомої магнетної сприйнятливості 0 сталі для зразка 2:  мА мг м3  ізр mм 5.01 65.0   2.56  10 8 м3 / кг . 0    м    3.2  10 8     мА мг кг  ім mзр 3.78 107 .7   Аналогічно були визначені значення парамагнетної питомої сприйнятливості 0 і для інших еталонних зразків сталей (зразки 3, 4, 5, 6). Значення парамагнетної питомої сприйнятливості згаданих сталей вказано у табл. 3. На підставі даних табл. 2 і табл. 3 побудовано залежність "парамагнетна питома сприйнятливість - швидкість корозії" для еталонних зразків (Фіг.). 2 UA 78117 U Таблиця 3 Значення парамагнетної питомої сприйнятливості 0 еталонних зразків № зразка -8 3 0, 10 м /кг 5 10 15 20 25 2 2,56 3 2,59 4 2,68 5 2,54 6 2,52 Потім визначали за допомогою магнетометричної установки парамагнетну питому магнетну -8 3 сприйнятливість досліджуваної сталі (зразок 1), яка дорівнює 2,5510 м /кг, і за отриманою раніше залежністю для еталонних зразків за графіком "парамагнетна сприйнятливістьшвидкість корозії" (Фіг.) знаходили величину швидкості корозії досліджуваного матеріалу, яка 2 дорівнює 110 г/м год. Швидкість корозії цієї сталі, яка була визначена згідно формули (1), 2 дорівнювала 113 г/м год. Отже розбіжність результатів знаходиться в межах 2÷3 %, що є цілком допустимим і прийнятним. Виходячи з вищевикладеного, можна зробити висновок про те, що технічне рішення, яке заявляється, задовольняє критерію "Промислова придатність". Джерела інформації: 6 1. Пат. № 2110784 Российская Федерация. МПК G01N17/00. Способ контроля скорости коррозии металлических объектов [Електронний ресурс] / Ю.Н. Пчельников, P.M. Дымшиц, А.Д. Сулимин, Г.М. Федичкин, З.Т. Галиуллин, В.Д. Сулимин, С.В. Карпов - № 95119931/28; заявл. 21.11.1995; опубл. 10.05.1998. Режим доступу: http://www.fips.ru/cdfi/Fips2009.dll/CurrDoc?SessionKey=IR1R1NMQK5SWUFPRVY2I&GotoDoc=1& Query=1. 7 2. Пат. № 2193182 Российская Федерация. МПК G01N17/00. Способ определения скорости коррозии [Електронний ресурс] / В.Ф. Новиков, Г.В. Крылов, В.Ф. Быков, А.А. Болотов - № 2000101941/28; заявл. 26.01.2000; опубл. 20.11.2002. Режим доступу: http://www.fips.ru/cdfi/Fips2009.dll/Curr Doc?SessionKey=IR1R1NMQK5SWUFPRVY2I&GotoDoc=1&Query=2. 3. Сніжной, Г.В. Автоматизована установка для визначення магнетної сприйнятливості криць та стопів [Текст] / Г.В. Сніжной, Є.Л. Жавжаров // збірник наукових праць "Вісник Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут". Серія - Радіотехніка. Радіоапаратобудування". - 2012. - № 49. - С. 136-141. 4. Чечерников, В.И. Магнитные измерения [Текст] / В.И. Чечерников. - М.: Изд-во Московского университета. - 1969. - С. 128. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб визначення швидкості корозії аустенітних сталей і сплавів, який полягає в тому, що еталонні зразки із сталевих матеріалів піддають магнетуванню, розміщуючи їх в постійному магнетному полі, вимірюють магнетний параметр, встановлюють залежність між швидкістю корозії і магнетним параметром, потім досліджувані зразки із сталевих матеріалів також піддають магнетуванню і визначають магнетний параметр та по отриманій раніше залежності цього магнетного параметра від швидкості корозії для еталоних зразків визначають швидкість корозії досліджуваних зразків, який відрізняється тим, що як магнетний параметр вимірюють парамагнетну питому магнетну сприйнятливість сталевого матеріалу. 3 UA 78117 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4