Коррозия железа в радиационной плазме влажного воздуха

Бабичев В. Н.; Галеева К. Э.; Кириченко А. Н.; Некрасов А. А.; Угодчикова А. В.; Трушкин Н. И.; Филиппов А. В.; Черепанова Ю. В.; Черковец В. Е.

doi:10.31857/S036729212260159X

Коррозия железа в радиационной плазме влажного воздуха

Authors: Бабичев В.¹, Галеева К.¹, Кириченко А.¹, Некрасов А.¹, Угодчикова А.¹, Трушкин Н.¹, Филиппов А.¹^,2, Черепанова Ю.¹, Черковец В.¹
Affiliations:
1. ГНЦ РФ “Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований”
2. Объединенный институт высоких температур
Issue: Vol 49, No 5 (2023)
Pages: 412-424
Section: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
URL: https://journals.rcsi.science/0367-2921/article/view/139584
DOI: https://doi.org/10.31857/S036729212260159X
EDN: https://elibrary.ru/VEIBZO
ID: 139584

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

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.

Keywords

плазма, электронный пучок, радиация, коррозия, железо

References

Бялобжевский А.В. Радиационная коррозия М.: Наука, 1967.
Lapuerta S., Bererd N., Moncoffre N., Millard-Pinard N., Jaffrezic H., Crusset D., Feron D. // J. Nuclear Materials. 2008. V. 375. P. 80.
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.
Cason C., Perkins J., Werkheiser A., Duderstadt J. // AIAA. 1977. Paper № 77. P. 65.
Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1986. С. 359.
Phipps P.B.P., Rice D.W. // ACS Symp. Ser. 1979. V. 89. P. 235.
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.
Стародубцев С.В., Романов А.М. Прохождение заряженных частиц через вещество, Ташкент: Изд-во АН Узбекской ССР, 1962.
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.
Petukhov A.V. // Chemical Phys. Lett. 1997. V. 277. P. 539.
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.
Pourbaix M., Pourbaix A. // Corrosion. 1989. V. 45. P. 71.
Филиппов А.В., Дербенев И.Н., Куркин С.А. // ЖЭТФ. 2017. Т. 152. С. 1131.
Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. С. 502.
Паль А.Ф., Старостин А.Н., Филиппов А.В. // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 155.
Hagelaar G.J., Pitchford L.C. // Plasma Sources Sci. Technol. 2005. V. 14 (4). P. 722.
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.
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.
Улиг Г., Реви Р. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику / Под ред. А.М. Сухотина. Л.: Химия, 1989.