Iron Corrosion in the Radiative Plasma of Moist Air

V. N. Babichev; Бабичев В. Н.; K. E. Galeeva; Галеева К. Э.; A. N. Kirichenko; Кириченко А. Н.; A. A. Nekrasov; Некрасов А. А.; A. V. Ugodchikova; Угодчикова А. В.; N. I. Trushkin; Трушкин Н. И.; A. V. Filippov; Филиппов А. В.; Yu. V. Cherepanova; Черепанова Ю. В.; V. E. Cherkovets; Черковец В. Е.

doi:10.31857/S036729212260159X

Коррозия железа в радиационной плазме влажного воздуха

Авторы: Бабичев В.Н.¹, Галеева К.Э.¹, Кириченко А.Н.¹, Некрасов А.А.¹, Угодчикова А.В.¹, Трушкин Н.И.¹, Филиппов А.В.¹^,2, Черепанова Ю.В.¹, Черковец В.Е.¹
Учреждения:
1. ГНЦ РФ “Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований”
2. Объединенный институт высоких температур
Выпуск: Том 49, № 5 (2023)
Страницы: 412-424
Раздел: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
URL: https://bakhtiniada.ru/0367-2921/article/view/139584
DOI: https://doi.org/10.31857/S036729212260159X
EDN: https://elibrary.ru/VEIBZO
ID: 139584

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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

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.