ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАКЦИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ

Дьяченко Александр Николаевич, Кадыров Камол Касымжанович

Научный руководитель: Гузеев В.В. д.т.н., ТПУ, профессор кафедры 43

Томский политехнический университет, г.Томск, Россия

В работе предлагается альтернативный метод защиты аппаратуры от коррозионного разрушения.

Используемая в современной технике аппаратура подвергается сильной коррозии вследствие протекания на её стенках анодных реакций. При соприкосновении металлической стенки с раствором идут реакции типа:

В результате окислительно-восстановительной реакции через раствор протекает электрический тока. Сила тока зависит от концентрации участвующих в процессе веществ. Если считать, что концентрации Ox+, Red+, Me+ - постоянны, то сила тока зависит, только от концентрации Ме+, т.е. от концентрации ионов материала стенки аппарата. Термодинамически процесс коррозии возможен только при наличие градиента концентрации, если в раствор вводить искусственно ионы металла, из которого сделана стенка аппарата, то равновесие начнёт смешаться влево вплоть до полной остановки.

Необходимо отметить преимущества предлагаемого метода. Нет необходимости в классической катодной защите, нет побочных явлений протекающих в катодной области, засорение раствора происходит в той же мере, что и при растворение стенки аппаратуры.

Для корректного использования предлагаемого метода необходимо точно рассчитать концентрацию образующихся ионов вблизи поверхности.

Скорость образования ионов на стенке пропорциональна плотности тока коррозии, после образования ионы начинают диффундировать вглубь раствора по толщине диффузионного слоя [1]. Концентрация вещества в этом слое рассчитывается по уравнению Фика. На верхнем граничном условии скорость диффузии пропорциональна плотности тока.

Для такой системы можно составить математическую модель [2]. В начальный момент концентрация нулевая.

Сила коррозионного тока определяется из опытных данных. Расчёт основного уравнения идёт по явной численной схеме. Эксперимент проводился на системе растворения медных и никелевых проб в трифториде брома [3].

Литература:

1. З.Галюс “Теоретические основы электрохимического анализа”/М.1979

2. Годунов, Рябенький “Разностные схемы”/М.1990

3. Н.С.Николаев “Химия галоидных соединений фтора” /М.1977

e-mail: asf@asf.e-burg.ru