Методы расчета термодинамических потенциалов при оценке состава оксидного слоя на поверхности металлов
Аннотация
Для выбора водно-химического режима на тепловых и атомных электростанциях необходимы данные о составе оксидного слоя, образующегося на поверхности металла при его контакте с теплоносителем. Это позволит оценить процессы, протекающие на поверхности металла. Одним из способов, который может быть использован, является расчёт диаграмм Пурбэ, позволяющих установить процессы, проходящие на поверхности металла, в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала и рН. Для расчёта подобных диаграмм требуется определённый набор термодинамических данных, позволяющих оценить возможность протекания различных химических реакций в системе водный теплоноситель – металл. Однако не все термодинамические данные представлены в литературе, особенно при высоких параметрах.
Рассмотрены два новых метода расчета термодинамических потенциалов оксидов и гидроксидов металлов. Первый — метод относительного отклонения, используемый для расчётов в температурном интервале теплоносителя 25…327 оС; второй — метод относительного изменения, служащий для температур 327…827 С и необходимый для уточнения значений по первому методу. Оба метода можно применять для оценки наиболее вероятной области образования защитных оксидных пленок на поверхности конструкционных материалов при контакте с водным теплоносителем.
Литература
2. Петрова Т.И. Основы методики построения диаграмм состояния железа и меди. М. Изд-во МЭИ, 1976.
3. Macdonald D.D., Shierman G., Butler P. The Thermodynamics of Metal-water Systems at Elevated Temperatures. Ontario: AECL, 1972.
4. Петрова Т.И., Рогалев А.Н., Селиванов Е.А. Выбор конструкционных материалов и водно-химического режима для тепловых электростанций ультрасверхкритических параметров // Новое в российской электроэнергетике. 2016. № 7. С. 22—31.
5. Тумановский А.Г. и др. Пылеугольные энергоблоки на супер- и ультрасверхкритические параметры пара // Теплоэнергетика. 2017. № 2. С. 3—19.
6. Petrova T.I., Selivanov E.A. Using of Pourbaix Diagram for Evaluation of Water Chemistry Recommended for Ultra-supercritical Parameter of Water Coolant // J. Physics: Conf. Series. 2017. V. 891(1). P. 012262.
7. Карапетьянц М.Х. Методы сравнительного расчета физико-химических свойств. М.: Наука, 1965.
8. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций, М.: Химия, 1975.
9. Тюрин А.Г. Термодинамика химической и электрохимической устойчивости твердых сплавов железа, хрома и никеля. Челябинск: Изд-во Челябинского гос. ун-та, 2011.
10. Гамбург Ю.Д. Химическая термодинамика. М.: Лаборатория знаний, 2016.
11. Уикс К.Е., Блок Ф.Е. Термодинамические свойства 65 элементов, их окислов, галогенидов, карбидов и нитридов. М.: Металлургия, 1965.
12. Kelly K.K. High-temperature Heat-content, Heat-capacity, and Entropy Data for the Elements and Inorganic Compounds. Washington: U.S. Government Print. Office, 1960.
13. Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968.
14. Могутнов Б.М., Томилин И.А., Шварцман Л.А. Термодинамика сплавов железа. М.: Металлургия, 1984.
15. Банных О.А. и др. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. М.: Металлургия, 1986.
16. Гаррелс Р.М. Минеральные равновесия. М.: Мир, 1962
---
Для цитирования: Селиванов Е.А., Петрова Т.И. Методы расчета термодинамических потенциалов при оценке состава оксидного слоя на поверхности металлов // Вестник МЭИ. 2021. № 6. С. 77—81. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-6-77-81
---
Работа выполнена при поддержке: РФФИ (проект № 19-38-90213\19)
