Анотація до роботи:

Коваленко Ю.І. Анодні процеси на сплавах магнію з цинком і свинцем в хімічних джерелах струму та пристроях протикорозійного захисту. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2006 р.

Дисертаційну роботу присвячено дослідженню анодної поведінки магнієвого сплаву з домішкою свинцю (МС), запропонованого кафедрою технічної електрохімії НТУ «ХПІ», який завдяки унікальним електрохімічним властивостям дозволить суттєво удосконалити анодні характеристики існуючих електродних матеріалів. На підставі дослідження анодної поведінки магнієвих сплавів у розчинах хлориду і сульфату натрію та комплексного вивчення диференц-ефекту встановлено, що досліджуваний магнієвий сплав з свинцем більш рівномірно розчиняється, має меншу швидкість розчинення у порівнянні з магнієвими сплавами, які використовують.

Досліджено особливості анодної поведінки сплавів магнію в хлоридно-сульфатно-нітратних розчинах, вплив інгібіторів на анодне розчинення сплаву МС у хлоридному розчині та анодної поведінки сплавів магнію в хлоридамонійних розчинах.

Запропоновано хімічне джерело струму мангано-магнієвої системи наливного типу для роботи в стаціонарних умовах аналогічної існуючим мангано-цинковим елементам, електричні характеристики якого у 1,2 – 1,3 рази вищі за розрядною напругою і коефіцієнтом використання у порівнянні з елементами МЦ-системи.

Порівняльні випробування властивостей магнієвих сплавів довели безумовну перевагу сплаву МС у хлоридних, сульфатних розчинах і у воді промислового та побутового споживання у порівнянні з магнієвими сплавами, які використовують.

В дисертаційній роботі запропоновано новий перспективний магнієвий сплав, модифікований свинцем. Доведено ефективність використання сплаву МС як анодного матеріалу в ХДС та пристроях протикорозійного захисту. Проведені дослідження дозволили сформулювати наступні висновки:

1. На підставі дослідження анодної поведінки магнієвих сплавів у хлоридних і сульфатних розчинах та комплексного вивчення диференц-ефекту встановлено, що домішка свинцю у кількості 2-3 % гальмує швидкість розчинення та робить його більш рівномірним.

2. Встановлено, що величина негативного диференц-ефекту для сплаву МС менша у розчинах хлориду і сульфату натрію у порівнянні зі сплавом МА2-1. Виявлено, що у хлоридних розчинах хімічне розчинення за рахунок негативного диференц-ефекту для сплаву магнію з свинцем гальмується при густинах струму більших за 15 мА/см² внаслідок дії свинцю, який забезпечує високу перенапругу виділення водню.

3. Виявлено, що для сплаву МС введення інгібіторів у хлоридний розчин зменшує величину негативного диференц-ефекту на 20 – 65 %, найбільш ефективним інгібітором в хлоридному розчині для сплаву МС з ряду неорганічних (гідрофосфат, оксалат, нітрат, фторид натрію) і органічних (бензоат натрію) сполук є біхромат калію (0,01 – 0,012 моль/дм³).

4. На основі експериментальних досліджень розчинення магнієвого сплаву МС у хлоридно-нітратних розчинах отримано емпіричну залежність відносного саморозчинення від концентрації хлориду натрію та густини струму, яка може бути використана при моделюванні електрохімічного захисту з використанням протекторів у промислових умовах.

5. У хлоридамонійних розчинах при густинах струму від 5 до 35 мА/см² швидкість хімічного розчинення сплаву МС менша у середньому на 25 % ніж сплаву МА2-1. Коефіцієнт диференц-ефекту свідчить про менші непродуктивні втрати магній-свинцевих анодів.

6. Запропоновано хімічне джерело струму мангано-магнієвої системи наливного типу для роботи в стаціонарних умовах у габаритах існуючих мангано-цинкових елементів. Встановлено, що електричні характеристики розробленого елементу за розрядною напругою і коефіцієнтом використання у порівнянні з елементами МЦ-системи в 1,2 – 1,3 рази вищі. 7. Встановлено, що показники ефективності електрохімічного захисту і характеристики протектору (практичний вихід струму та ККД) для сплаву магнію з свинцем у хлоридних, сульфатних розчинах та у воді промислового й побутового споживання вищі у порівнянні з магнієвими сплавами, які використовуються.

8. Позитивні результати дослідно-промислових випробувань сплаву МС у об’єктах електрохімічного захисту від корозії (НВП «Електромонтаж») довели, що вони мають більш високі експлуатаційні показники у порівнянні зі сплавами магнію, які використовуються.

Публікації автора:

1. Байрачний Б.І., Разладов В.Г., Забара В.Ф., Коваленко Ю.І. Модифікований магнієвий протектор протикорозійного захисту підземних споруд. // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – Львів: ФМІ НАН України, 2002. – Спецвипуск № 3. – Т. 1. – С.395-397.

Здобувачем запропоновано магнієвий сплав з домішкою свинцю для використання для захисту різноманітних сталевих споруд від корозії. Встановлено, що пропонований магнієвий сплав має меншу швидкість саморозчинення у порівнянні зі сплавами, які використовуються.

2. Коваленко Ю.И., Харламов Ю.В., Байрачный Б.И. Анодное поведение сплавов Mg-Pb и Pb-Ca в сульфатных растворах. // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2002. – Т.2, № 9. – С. 61-64.

Здобувачем проведено дослідження кінетики анодного розчинення магнієвих сплавів Мл4 та експериментального сплаву з модифікатором у розчинах сульфату, хлориду та нітрату натрію. Наведено порівняльні дослідження основних параметрів анодного розчинення сплаву з домішкою свинцю та магнієвого сплаву, який використовується в електрохімічному захисті сталевих споруд.

3. Коваленко Ю.И., Байрачный Б.И., Лымарь Е.А. Анодное поведение магния в гальванических элементах MgNaClAgCl. // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2003. – Т. 1, № 11. – С.65-68.

Здобувачем вивчено вплив складу магнієвих сплавів, складу електроліту та режиму розряду на електричні параметри макету срібно-магнієвого елементу, що активується водою. Доведено, що використання сплаву магнію з свинцем дозволяє підвищити питомі характеристики магнієвих гальванічних елементів.

4. Забара В.Ф., Байрачний Б.І., Коваленко Ю.І. Магнієвий сплав протекторного захисту від корозії підземних металічних споруд. // Нафтова і газова промисловість – Київ: Логос, 2004. – № 3. – С. 39-40.

Здобувачем вивчено параметри анодного розчинення магнієвих сплавів протекторів ПМ та модифікованого сплаву у розчинах сульфату та нітрату натрію. Показано більш рівномірне розчинення модифікованого сплаву магнію, що забезпечується присутністю домішки свинцю, а також за рахунок удосконаленого активатору.

5. Байрачний Б.І., Забара В.Ф., Гофман О.Л., Коваленко Ю.І. Динаміка зміни параметрів корозійного процесу підземних споруд. // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – Львів: ФМІ НАН України. – 2004. – Спецвипуск № 4. – Т. 1. – С.450-452.

Здобувачем досліджено особливості розподілу потенціалів по поверхні сталевого трубопроводу при електрохімічному захисті від корозії.

6. Коваленко Ю.И., Гофман О.Л., Забара В.Ф., Байрачный Б.И. Электродные процессы и равновесия на магнии и меди в хлоридных и сульфатных растворах // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2005. – № 15. – С.75-78.

Здобувачем проведено дослідження анодної поведінки чистого магнію та сплаву магнію з свинцем у розчинах сульфату та хлориду натрію. Досліджено зміну швидкості хімічного розчинення магнію та його сплаву в 1% NaCl. Показано, що для сплаву магнію з свинцем при j > 15 мА/см² швидкість саморозчинення гальмується.

7. Деклараційний патент 5572 Україна МПК 7 Н01М6/00. Гальванічний елемент мангано-магнієвої системи. Байрачний Б.І., Коваленко Ю.І. № 20040705638. Заявл. 12.07.2004, Опубл. 15.03.2005, Бюл. № 3.

Здобувачем запропоновано гальванічний елемент мангано-магнієвої системи наливного типу для роботи в стаціонарних умовах. Експериментально доведено зниження саморозряду магнієвого сплаву у запропонованому елементі та підвищення ємності елементу.

8. Байрачный Б.И., Коваленко Ю.И., Харламов Ю.В. Анодное поведение сплавов Mg-Pb и Pb-Ca в сульфатных растворах // Доповіді Х міжнародної науково-практичної конференції (анотації): «Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я», Харків: НТУ «ХПІ», 2002. – С. 271-272.

Здобувачем показано, що пропонований магнієвий сплав з домішкою свинцю для використання як протектора протикорозійного захисту підземних трубопроводів характеризується зниженням швидкості саморозчинення та збільшенням ККД на 20% порівняно з існуючими протекторами ПМ.

9. Коваленко Ю.И., Байрачный Б.И., Лымарь Е.А. Анодное поведение магния в хлоридных растворах // Доповіді ХІ міжнародної науково-практичної конференції (анотації): «Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я», Харків: НТУ «ХПІ», 2003. – С. 354.

Здобувачем вивчено анодну поведінку магнію в хлоридних розчинах (3 % NaCl), де об’єктом дослідження була система MgNaClAgCl. Показано, що використання магнієвого сплаву з домішкою свинцю збільшує ємність елементу на 20 % у порівнянні з елементами, анод в яких виготовлено зі сплавів МА2-1 та Мл5.