1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика плазмы
  4. T. 49, № 5, 2023

Физика плазмы, 2023, T. 49, № 5, стр. 412-424

Коррозия железа в радиационной плазме влажного воздуха

В. Н. Бабичев a, К. Э. Галеева a, А. Н. Кириченко a, А. А. Некрасов a, А. В. Угодчикова a, Н. И. Трушкин a, *, А. В. Филиппов a, b, Ю. В. Черепанова a, В. Е. Черковец a

a ГНЦ РФ “Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований”
Москва, Россия

b Объединенный институт высоких температур
Москва, Россия

* E-mail: trushkin@triniti.ru

Поступила в редакцию 14.11.2022
После доработки 12.12.2022
Принята к публикации 26.12.2022

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований по измерению скорости коррозии железа в низкотемпературной плазме влажного воздуха, формируемой под действием пучка быстрых электронов, в зависимости от величины относительной влажности воздуха. Показано, что поток быстрых электронов, который является идеальным имитатором действия радиоактивного β-излучения, значительно интенсифицирует коррозию железа в плазмообразующей газовой среде, в которой одновременно присутствуют кислород и пары воды. Установлено, что скорость коррозии в условиях радиоактивного облучения резко возрастает, когда относительная влажность воздуха превышает 10%. Проведено численное моделирование ионного состава плазмы с учетом 12 положительных и 12 отрицательных гидратированных ионов при разных интенсивностях источника внешней ионизации и при разных значениях относительной влажности от 10–6 до 100%. На основе проведенных оценок выдвинута гипотеза об определяющей роли кластерных гидратированных ионов, обильно образующихся в плазме влажного воздуха при атмосферном давлении, в гетерогенных процессах окисления железа.

Ключевые слова: плазма, электронный пучок, радиация, коррозия, железо

Список литературы

  1. Бялобжевский А.В. Радиационная коррозия М.: Наука, 1967.

  2. Lapuerta S., Bererd N., Moncoffre N., Millard-Pinard N., Jaffrezic H., Crusset D., Feron D. // J. Nuclear Materials. 2008. V. 375. P. 80.

  3. Филиппов А.В., Бабичев В.Н., Дятко Н.А., Паль А.Ф., Старостин А.Н., Таран М.Д., Фортов В.Е. // ЖЭТФ. 2006. Т. 129. С. 386.

  4. Cason C., Perkins J., Werkheiser A., Duderstadt J. // AIAA. 1977. Paper № 77. P. 65.

  5. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1986. С. 359.

  6. Phipps P.B.P., Rice D.W. // ACS Symp. Ser. 1979. V. 89. P. 235.

  7. Филиппов А.В., Дербенев И.Н., Дятко Н.А., Кур-кин С.А., Лопанцева Г.Б., Паль А.Ф., Старостин А.Н. // ЖЭТФ. 2017. Т. 152. С. 293.

  8. Стародубцев С.В., Романов А.М. Прохождение заряженных частиц через вещество, Ташкент: Изд-во АН Узбекской ССР, 1962.

  9. Журавлев Б.В., Напартович А.П., Паль А.Ф., Пичугин В.В., Родин А.В., Старостин А.Н., Таран Т.В., Таран М.Д., Филиппов А.В. // Физика плазмы. 1988. Т. 14. С. 233.

  10. Petukhov A.V. // Chemical Phys. Lett. 1997. V. 277. P. 539.

  11. Савенкова И.В., Фатьянова Е.А. Коррозия металлов. Методы защиты металлов от коррозии: методические указания по выполнению лабораторной работы и для самостоятельной работы студентов технических специальностей. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т, 2013. С. 22.

  12. Pourbaix M., Pourbaix A. // Corrosion. 1989. V. 45. P. 71.

  13. Филиппов А.В., Дербенев И.Н., Куркин С.А. // ЖЭТФ. 2017. Т. 152. С. 1131.

  14. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. С. 502.

  15. Паль А.Ф., Старостин А.Н., Филиппов А.В. // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 155.

  16. Hagelaar G.J., Pitchford L.C. // Plasma Sources Sci. Technol. 2005. V. 14 (4). P. 722.

  17. Pancheshnyi S., Biagi S.F., Bordage M.C., Hagela-ar G.J.M., Morgan W.L., Phelps A.V., Pitchford L.C. // Chem. Phys. 2012. V. 389. P. 148.

  18. Pitchford L.C., Alves L.L., Bartschat K., Biagi S.F., Bordage M.C., Bray I., Pancheshnyi S. // Plasma Processes Polymers. 2017. V. 14. P. 1600098.

  19. Улиг Г., Реви Р. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику / Под ред. А.М. Сухотина. Л.: Химия, 1989.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика плазмы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал