Материаловедение и защита материалов от коррозии (стр. 11 )

2. Коррозия металлов в грунтах и природных пресных водах.

Факторы, влияющие на почвенную коррозию. Структура и влажность грунта. Состав грунтового электролита. Почвенно-грунтовый воздух. Удельное сопротивление грунта и природных пресных вод.

Подземная коррозия углеродистых и малолегированных сталей. Сплошная коррозия. Язвенная коррозия. Коррозионное растрескивание под напряжением. Водородное охрупчивание. Коррозионная усталость. Биокоррозия.

Условия возникновения коррозионного элемента. Протяженные макропары. Блуждающие токи. Источники блуждающих токов. Коррозионная опасность индуцированных переменных токов.

Подземная коррозия высоколегированных сталей и цветных металлов.

3. Основа и практика электрических измерений при электрохимической защите.

Измерение потенциала. Электроды сравнения. Поляризационный потенциал и омическое падение потенциала. Защитный потенциал. Измерение потенциала протяженных металлоконструкций в практических условиях.

Измерение силы тока. Измерение плотности защитного тока в трубопроводе.

Измерение сопротивлений. Сопротивление растекание току в грунте. Удельное сопротивление грунта. Сопротивление изоляционных покрытий.

Приборы для электрических измерений.

4. Катодная защита подземных сооружений

Катодная защита трубопроводов

Понятие зоны катодной защиты. Длина зоны защиты. Распределение потенциала в зоне действия катодных станций, «недозащита» и «перезащита» трубопровода. Выбор местоположения установок катодной защиты. Требования к изолирующим покрытиям. Влияние катодной защиты на покрытия.

Конструкция установок катодной защиты. Преобразователи установок катодной защиты с регулированием потенциала или тока. Контроль работы и обслуживание.

Анодные заземлители установок катодной защиты. Требования к материалу анодных заземлителей. Их конструкция и размещение на трассе трубопровода.

Защита от блуждающих токов. Дренаж блуждающих токов. Принцип действия дренажей и их размещение на трассе трубопровода.

Защита резервуаров-хранилищ и цистерн.

Специфические проблемы защиты резервуаров. Определение величины защитного тока, подсоединение катодов и анодных заземлителей. Защита от внутренней коррозии.

Электрометрическое обследование и коррозионный мониторинг подземных сооружений.

Определение коррозионной агрессивности грунта. Определение местонахождения дефектов изоляционного покрытия. Методы обнаружения коррозионных макропар. Комплексное коррозионное обследование.

Общие принципы мониторинга внешней коррозии подземных сооружений. Оценка эффективности катодной защиты. Датчики коррозии и наводороживания: принцип действия, их конструкция, примеры практического применения.

Перспективные методы «наземной» диагностики локальных видов коррозии трубопроводов.

5. Протекторная защита

Потенциал и токоотдача протекторов. Расчет зоны действия единичного протектора и группы протекторов.

Материал для протекторов (магний, алюминий, цинк, железо, сплавы). Активаторы. Форма протекторов. Крепление протекторов и их размещение на защищаемом объекте.

Преимущества и недостатки протекторной защиты.

6. Катодная и протекторная защита металлоконструкций в морской воде

Коррозия металлов в морской воде.

Факторы, влияющие на морскую коррозию. Состав морской воды. Виды коррозионных разрушений. Коррозионный элемент и его работа в морской воде. Коррозия в условиях переменного смачивания. Биокоррозия и обрастание. Коррозионная стойкость различных металлов и сплавов в морской воде.

Защита морских судов, морских платформ и береговых  сооружений.

Системы электрохимической защиты судов и платформ. Защита подводной части береговых сооружений.

7. Электрохимическая зашита промышленного оборудования

Особенности катодной и протекторной защиты промышленного оборудования.

Анодная защита. Принцип действия. Конструкция систем анодной защиты промышленного оборудования. Преимущества и недостатки анодной защиты.

Авторы программы:

профессор (РХТУ им , кафедра КМ и ТЗК);

д. х.н. (зав лабораторией ИФХЭ РАН).

М.2 Профессиональный цикл

Аннотация учебной программы дисциплины М2.ДВ2.2

«Методы исследования структуры и свойств поверхности»

Рекомендуется для направления подготовки

150100 «Материаловедение и технологии материалов»

для профиля «Материаловедение и защита материалов от коррозии»

как дисциплина по выбору профессионального цикла

Квалификация (степень) выпускника – магистр

Цель курса "Методы исследования структуры и свойств поверхности" - создание у студентов необходимой теоретической базы и практических навыков для использования методов исследования структуры и свойств поверхности.

Изучение курса «Методы исследования структуры и свойств поверхности» при подготовке магистров по направлению "Материаловедение и технологии материалов" направлено на приобретение следующих компетенций: ОК-2; ПК-1; ПК-4; ПК-7; ПК-9; ПК-10; ПК-11.

В результате изучения дисциплины студент должен:

       знать:

       - возможности и область применения сканирующей туннельной микроскопии;

       - механизм образования оже-электронов и основные аналитические закономерности;

       - основные физические принципы растровой электронной микроскопии.

       уметь:

       - примененять методы просвечивающей электронной микроскопии для изучения структуры материалов;

       - применять метод растровой электронной микроскопии в материаловедении;

- применять метод оже-спектроскопии в материаловедении.

       владеть:

       - методами выращивания монокристаллов;

       - методами регистрации заряженных частиц;

- схемами и принципами действия приборов, применяемых для исследования структуры и свойств поверхности.

Содержание разделов дисциплины

1. Введение

Объект изучения. Цели и задачи курса «Методы исследования структуры и свойств поверхности»

2. Методы электронного и ионного анализа поверхности материалов.

Основы электронной и ионной оптики, регистрация параметров заряженных частиц. Движения заряженной частицы в электромагнитном поле. Источники электронов и ионов. Ускорение и параметры пучка заряженных частиц. Методы регистрации заряженных частиц. Фокусирующие системы.

Туннельная сканирующая микроскопия. Механизм автоэлектронной эмиссии. Автоэлектронный проектор. Основные закономерности формирования сигнала в туннельных микроскопах. Конструкция сканирующего туннельного микроскопа. Возможности и область применения сканирующей туннельной микроскопии.

Атомно-силовая микроскопия.

Растровая электронная микроскопия. Основные физические принципы. Конструкция растрового электронного микроскопа. Применение метода растровой электронной микроскопии в материаловедении.

Просвечивающая электронная микроскопия. Основы теории рассеяния электронов в твердом теле. Конструкция просвечивающего электронного микроскопа. Применение методов просвечивающей электронной микроскопии для изучения структуры материалов

Оже-спектроскопия и сканирующая Оже-микроскопия. Механизм образования оже-электронов и основные аналитические закономерности. Аппаратура для оже-анализа и методы обработки оже-спектров. Применения метода ЭОС в материаловедении.

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

Метод рентгеноспектрального анализа. Физические основы метода. Конструкция рентгеновских спектрометров. Методы калибровки спектрометров.

Вторичная ионная масс-спектрометрия. Физические основы метода. Аппаратурное обеспечение метода и основы обработки результатов измерений. Возможности и область применения метода при изучении свойств материалов.

2. Дифракционные методы исследований структуры поверхности материалов.

Методы основанные на законах дифракции. Физика рентгеновских лучей. Волновые и корпускулярные свойства. Получение рентгеновских лучей. Формула Вульфа-Брэгга. Синхротронное рентгеновское излучение. Непрерывный рентгеновский спектр (тормозное рентгеновское излучение). Характеристический рентгеновский спектр. Взаимодействие рентгеновских лучей с веществом. Коэффициенты ослабления рентгеновских лучей. Фотоэлектрическое (или истинное атомное) поглощение. Рассеяние рентгеновских лучей. Особенности рассеяния электронов. Особенности рассеяния нейтронов.

Оборудование и способы регистрации рентгеновской дифракции. Рентгеновские трубки. Монохроматоры, рентгеновская оптика. Методы регистрации рентгеновских лучей. Интерференция рентгеновских лучей. Структурный анализ как преобразование Фурье. Интерференционная функция. Анализ интерференционной функции. Интерференционное уравнение. Фактор формы кристалла. Геометрическая интерпретация интерференционного уравнения. Уширение дифракционных линий. Структурный множитель. Множитель Лоренца для моно - и поликристаллов. Температурный множитель. Множитель поглощения. Множитель повторяемости. Сводные формулы для интегральной интенсивности дифракционных максимумов. Первичная и вторичная экстинкция в кристаллах. Методы рентгеноструктурного анализа. Метод Лауэ. Метод вращения монокристалла. Этапы расшифровки атомной структуры. Метод широко расходящегося пучка (метод Косселя). Метод порошков (поликристаллов). Рентгеновская дифрактометрия поликристаллов. Прецизионные методы определения периодов решетки. Рентгенографическое определение макронапряжений. Классификация внутренних напряжений. Принципы рентгеновского метода измерения остаточных напряжений. Методы расчета макронапряжений. Учет структуры и анизотропии упругих свойств поликристалла. Рентгенографический анализ уширения дифракционных линий. Метод аппроксимации. Метод Стокса. Метод гармонического анализа формы дифракционной линии. Основы текстурного анализа. Определение оси неограниченной текстуры. Дифрактометрия текстур прокатки с помощью прямых полюсных фигур. Метод обратных полюсных фигур. Функция распределения ориентации.

Рентгеновский фазовый анализ. Качественный фазовый анализ. Количественный фазовый анализ. Рентгенографический анализ твердых растворов. Определение типа твердого раствора. Изучение упорядочения твердых растворов.

Оборудование и методы электронной дифракции. Физика электронной дифракции. Геометрия дифракционной картины. Основные области применения электронографии.