Показателя поглощения

Входящая в формулу (3.7) величина А характеризует коррозионную активность среды (газовой атмосферы, золовых отложений) в отношении корродирующего материала. При коррозии по • первому механизму коэффициент А в первом приближении при заданной температуре металла можно рассматривать как не зависящий от времени параметра Коррозия на чистой поверхности всегда начинается с кинетического режима окисления с максимальной скоростью, чему соответствует степень показателя окисления я=1. Поскольку в ходе , образования на поверхности металла оксидной пленки происходит непрерывное увеличение диффузионного сопротивления слоя, показатель степени окисления металла меняется от п=\ до возможно минимального значения по (при заданной температуре). Следовательно, при помощи формулы (3.7) можно описать в рассматриваемом случае высокотемпературную коррозию материала в первоначальной стадии, считая величину п функцией от времени. 94

При воздействии второго механизма коррозии поверхность металла быстро покрывается равномерной оксидной пленкой. Из-за быстрого возникновения оксидной пленки коррозия за очень короткое время, намного меньшее времени релаксации, переходит от кинетического к диффузионному или промежуточному режиму окисления. Быстрое образование на поверхности металла защитной оксидной пленки позволяет рассматривать коррозию во всем диапазоне' времени т^тр протекающей при постоянной степени показателя окисления (при заданной температуре), а изменение интенсивности коррозии в переходном процессе выражается в изменении лишь множителя А в формуле (3.7). Таким образом, в первоначальной стадии коррозии величина А при постоянной температуре металла зависит от времени и изменяется от максимального значения, соответствующего моменту т=0, до величины, имеющей место при коррозии под влиянием стабильных

В более сложном случае, когда показатель степени окисления является функцией температуры, прямые для различных температур в кинетической диаграмме коррозии образуют семейство непараллельных линий. В -зависимости от условий коррозии и свойств корродирующего материала, степень показателя окисления может с повышением температуры увеличиваться либо уменьшаться. Такая закономерность изменения п от температуры может ограничиваться определенными областями температуры.

В координатах In до — In т зависимость средней скорости коррозии от времени при заданных -температурах представляется прямыми линиями. При коррозии в кинетической области прямые при различных температурах являются параллельными горизонтальными линиями. Поскольку обычно п<1, то линии в рассматриваемой диаграмме представляют собой падающие прямые с наклоном п — 1. Если степень показателя окисления металла при различных температурах имеет различные значения, то прямые в диаграмме Inw — In т, в зависимости от характера изменения п от температуры, представлены семейством сходящихся или расходящихся линий. Отрицательный наклон прямых указывает на то, что интенсивность коррозии из-за непрерывного роста оксидной пленки на поверхности металла со временем снижается, т. е. коррозия при п<1 со временем идет на убыль. Если ускорение (з,амедле-ние) коррозии со временем рассматривать как производную ш от т, то из формулы (3.32) вытекает, что она пропорциональна п — 1.

Для определения характеристик коррозии при заданном значении времени можно использовать также координаты Аррениуса \nq—T~l или In ш—Т~1. Эти зависимости в таких координатах изображаются прямыми линиями, если степень показателя окисления металла не зависит от температуры. В противном случае получаются более сложные кривые.

времен изображаются прямыми. Наоборот, если степень показателя окисления металла является функцией температуры, то названные линии являются криволинейными.

Если эквивалентное время больше времени релаксации коррозии, то для его расчета и упрощения решения задачи левые части уравнений (3.53) и (3.54) заменяются членом ехр(—?//?ГР)тл(гр>. В этом случае, например, если степень показателя окисления не зависит от температуры, эквивалентное время выражается следующими упрощенными формулами:

В [101] приведены исследования коррозии ферритно-мартен-ситной 12Х11В2МФ (ЭИ-756) и аустенитной сталей 12Х18Н12Т в воздухе. Испытания проводились по методике, принятой при изучении коррозионной стойкости перлитных сталей. Степень показателя окисления у обеих сталей слабо зависит от температуры и мало отличается от 0,5. В ходе коррозии сталей 12Х11В2МФ и 12Х18Н12Т на их поверхностях образуется с хорошими защитными свойствами тонкая оксидная пленка. Так, например, толщина оксидной пленки на поверхности этих сталей при температуре 700 °С в течение 1200 ч составляет примерно 0,01 мм. Металл на границе оксидной пленки имеет рбезуглероженный слой толщиной 0,03—0,04 мм. Высокая коррозионная стойкость сталей 12Х11В2МФ и 12Х18Н12Т и низкие значения показателей степени окисления объясняются высоким содержанием в них хрома, при окислении которого на поверхности металла возникает с хорошими защитными свойствами тонкий, содержащий оксиды хрома слой оксидной пленки.

Графики построены по приведенным в табл. 4.2 формулам. Показатель степени окисления сталей 20, 12Х1МФ, 12Х2МФСР, 12Х2МФБ и 12Х12В2МФ при их коррозии в водяном паре докри-тического давления выше, чем при коррозии в среде СКД, и находится в пределах 0,36—0,40. Что касается аустенитной стали 12Х18Н12Т, то для нее показатель степени окисления один и тот же для обеих сред. Поскольку п<0,5, то это указывает на чисто диффузионный характер развития коррозии в водяном паре др-критического давления. Относительно высокие значения степени показателя окисления имеют высоколегированные стали Х16Н9М2 и 09Х14Н18В2БР.

Таким образом, изменение интенсивности коррозии сталей во времени выражается в значениях показателя степени окисления металла — чем выше п, тем медленнее затухает интенсивность коррозии во времени. Из изложенных данных следует, что разные марки стали при коррозии под влиянием золы сланцев имеют разные значения степени показателя окисления. Связано это с неодинаковым действием сланцевой золы на отдельные компоненты стали. Наиболее агрессивными компонентами в сланцевой золе 140

являются хлориды щелочных металлов, которые, как правило, существенным образом воздействуют на хром. Это выражается и в четкой тенденции увеличения степени показателя окисления металлов с повышением в них количества хрома [5].

Глубина износа труб из стали 12Х2МФСР превышает глубину износа труб из стали 12Х1МФ в среднем в 1,3 раза, несмотря на то, что коррозионная стойкость первой стали в среде продуктов сгорания эстонских сланцев несколько больше, чем у стали 12Х1МФ (рис. 4.11). Такой результат объясняется более низким значением степени показателя окисления стали 12Х2МФСР в сравнении со сталью 12Х1МФ. Известно, что ускоряющее действие периодического разрушения оксидной пленки на износ металла тем больше, чем ниже степень показателя окисления.

Эта формула показывает, что Лх зависит от показателя поглощения рх и толщины s слоя; при s = <х>Лх = 1, т. е. слой большой толщины поглощает монохроматический луч целиком, что приближает такой слой по способности к поглощению, а следовательно, и по способности к излучению, к абсолютно черному телу.

Для наиболее часто встречающихся в практике случаев прозрачной диэлектрической пленки на поверхности полупроводника р является функцией толщины пленки rflf показателей преломления пленки и подложки п^ и па, показателя поглощения подложки Й2>

Непрерывное поступление вещества со стенки канала ведет к охлаждению плазмы периферийных слоев и несмотря на малые радиальные размеры канала пробоя дает основание для предположения о неравномерном распределении температуры по радиусу. Для оценки распределения температуры по сечению искрового канала выполнено измерение распределения спектральной плотности излучения и показателя поглощения по сечению. В предположении, что температура убывает к периферии, тогда как плотность, наоборот, от центра симметрии к стенке канала растет в первом приближении, принято, что «я = const .

При х=1 в слое вещества толщиной х = К излучение ослабляется в е4я раз. При бо'льших значениях показателя поглощения % ослабление получается еще более высоким, а глубина проникновения соответственно уменьшается, что ведет к возрастанию отражательной способности вещества. Такие вещества с х>1, согласно терминологии Планка, обладают характерным металлическим отражением. Под действием падающего на металл излучения в нем индуцируются вынужденные колебания свободных электронов, которые создают сильную отраженную волну, исходящую от поверхности металла в окружающее пространство.

На рис. 1-7 показано, как изменяется спектральный коэффициент ослабления лучей k малыми частицами (при р = 0,1) в зависимости от показателя поглощения х при различных постоянных значениях показателя преломления п.

Весьма сильное влияние на k оказывает также изменение показателя поглощения %.

Рис. 1-8. ВЛИЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ X И ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ п НА СПЕКТРАЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ РАССЕЯНИЯ Арасс ПРИ р = 0,1 и п == 1.

Рис. 1-9. ВЛИЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ X И ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ п НА СПЕКТРАЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ РАССЕЯНИЯ йраос ПРИ р = 0,1 И 100 S п Э= 3.

При значениях показателя преломления п<10 абсолютная величина коэффициентов ослабления рассеянием /Срасс возрастает с увеличением показателя погло-шения х- При более высоких значениях п влияние х на рассеяние заметно ослабевает, и уже при и =100 можно считать коэффициент ослабления рассеянием независимым от показателя поглощения х-

Как видно из рис. 1-12, в области ге^5 и x=s;2 рассеивающая и поглощательная способности частиц (р = 10) весьма слабо зависят от показателя поглощения X и могут быть приняты постоянными для каждого заданного значения показателя преломления п.

Если для р = 1 увеличение показателя поглощения % при п = 2 приводит к росту k, то такое же изменение X при п = 3 приводит к падению коэффициента ослабления лучей k. Наоборот, для р = 2 характер этого влияния изменяется на противоположный. Особенно заметно это изменение характера зависимости k от % проявляется в области х<1.