Коррозия медных и алюминиевых трубок в системах водяного охлаждения для термостабилизации многоцелевых детекторов

Дан научно-обоснованный прогноз возможности использования замкнутого медно-алюминиевого контура для термостабилизации многоцелевых детекторов при использовании в качестве хладагента дистиллированной воды. Разработаны и собраны модельные установки непрерывной прокачки воды по медному, алюминиевому и смешанному медно-алюминиевому контурам для сопоставления коррозионной стойкости различных материалов. В работе использована методика натурных коррозионных испытаний замкнутых контуров водяного охлаждения по изменению удельной электропроводности хладагента в разные промежутки времени. Методом рентгенофазового анализа установлено, что продуктом коррозии алюминия является гидроксид алюминия. По изменениям морфологии поверхности меди и алюминия, выявленным методом сканирующей электронной микроскопии, высказано предположение о медленном растворении этих металлов в процессе длительной прокачки по ним дистиллированной воды: с образованием прочной, но не сплошной пленки на поверхности алюминия, и посредством сглаживания микрорельефа поверхности меди. Проведенное сравнение изменения электропроводности воды от времени ее непрерывной прокачки по медному, алюминиевому и медно-алюминиевому контурам в течение 100 сут, а также экстраполирование прямолинейных участков зависимости ρ от t до 365 сут показало, что при условии отсутствия непосредственного контакта между медью и алюминием наблюдается небольшой рост электропроводности воды при использовании Al (ρ=19 мкСм/см), Cu (ρ=24 мкСм/см) и смешанного Cu–Al (ρ =25 мкСм/см) контуров.

1. Иванов А.С. Коррозия полых медных проводников в системах непосредственного водяного охлаждения обмоток турбогенераторов // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. – 2016. – Т. 32, № 11. https://7universum.com/ru/tech/archive/item/3943 (дата обращения: 02.04.2024).

2. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Коррозия под действием теплоносителей, хладагентов и рабочих тел / Под ред. А.М. Сухотина. − Л.: Химия, 1988. − 360 с.

3. Брызгалов В.И. Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской гидроэлектростанций. Красноярск: Сибирский ИД «Суриков», 1999. − 560 с.

4. Филиппов Г.А., Михайлов В.А., Михайлов A.B. Применение пленкообразующих аминов для защиты от коррозии оборудования пароводяного тракта энергоблока // Тяжелое машиностроение. – 2007. − № 4. – С. 14-16.

5. Xu F.Z., Chen S.G., Chen Y.Y. Corrosion resistance of 3,4-dihydroxyphenyl alanine octadecyl amine complex coatings on copper substrate // Material and Corrosion. – 2011. – Vol. 62. – P. 9999-10004. https://doi.org/10.1002/maco.201106103

6. Kozlica D. Kokalj A., Milošev I. Synergistic effect of 2-mercaptobenzimidazole and acetyl phosphoric acid as corrosion inhibitors for copper and aluminium – An electrochemical, XPS, FTIR and DFT study // Corrosion Science. – 2021. – Vol. 182. – P. 109082-109087 https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.109082

7. Галанин А.В. и др. Применение ингибитора коррозии меди ИНКОРАМ-75 // Теплоэнергетика. – 2014. − № 2. – С. 102-104.

8. Гнеденков А.С. и др. Влияние ингибиторов группы азолов на антикоррозионную эффективность покрытий, сформированных на алюминиевом сплаве // Вестн. ДВО РАН. – 2022, № 6. – С. 57-65. https://doi.org/10.37102/0869-7698

9. Yabuki A., Nagayama Y., Fathona W. Porous anodic oxide film with self-healing ability for corrosion protection of aluminum // Electrochim. Acta. – 2019. – Vol. 296. – P. 662-669

10. Гнеденков С.В., Егоркин В.С., Синебрюхов С.Л. Супергидрофобные защитные покрытия на сплаве алюминия // Вестн. ДВО РАН. – 2014. – Т. 174, № 2. – C. 52-61.

11. Zheludkevich M.L. et al.] Triazole and thiazole derivatives as corrosion inhibitors for AA2024 aluminium alloy // Corrosion Science. – 2005. – Vol. 47, iss. 12. – P. 3368-3383. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2005.05.040

12. Coelho L.B. et al. SVET study of the inhibitive effects of benzotriazole and cerium chloride solely and combined on an aluminium/ copper galvanic coupling model // Corrosion Science. – 2016. – Vol. 110, iss. 9. – P. 143-156. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2016.04.036

13. Udoh I.I. et al. Inhibition of galvanic corrosion in Al/Cu coupling model by synergistic combination of 3-Amino-1,2,4-triazole-5-thiol and cerium chloride // Journal of Materials Science & Technology. – 2020, – Vol. 44, iss. 5. – P. 102-115. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.01.015

14. Jorcin J.-B. et al. Galvanic Coupling Between Pure Copper and Pure Aluminum: Experimental Approach and Mathematical Model // J. Electrochem. Soc. – 2008. – Vol. 155, iss. 11. – Р. 46-51. https://doi.org/10.1149/1.2803506

15. Blanc C. Galvanic coupling between copper and aluminums in a thinlayer cell // Corrosion Science. – 2010. – Vol. 52, iss. 3. – P. 991-995. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.11.023