Какие данные нужно знать
Пример исходного набора: Равновесный анодный потенциал (В) — -0.4 В; Равновесный катодный потенциал (В) — 0.15 В; Обменная анодная плотность (А/см²) — 0.0001 А/см²; Обменная катодная плотность (А/см²) — 1e-05 А/см². Каждый из этих параметров участвует в отдельном звене формулы или в преобразовании к измеряемым показателям. Значения приведены как пример расчётного режима, а не как справочные константы для любых материалов.
Другие необходимые значения: Анодный наклон Тафеля (В/декаду) (В/декаду); Катодный наклон Тафеля (В/декаду) (В/декаду); Молярная масса металла (г/моль) (г/моль); Электроны растворения (—) (—); Плотность металла (г/см³) (г/см³); Площадь металла (см²) (см²). Если величина измерена в иных единицах, её следует привести к указанным в форме до вычисления. Особенно внимательно нужно обращаться с абсолютными температурами, логарифмами активности, электрохимическими эквивалентами и площадью электрода.
Физическая модель и порядок вычисления
Базовая связь имеет вид: Ecorr=Ea+ba·log10(icorr/i0a)=Ec−bc·log10(icorr/i0c). При коррозии анодное растворение и катодный восстановительный процесс протекают одновременно. Их частные поляризационные зависимости пересекаются в коррозионном потенциале, а соответствующий ток задаёт скорость расходования металла. Задавать количество переносимых электронов, параметры электролита и характеристики материала нужно в рамках одной согласованной химической постановки.
Сначала вычисляется величина, которая определяет поведение выбранной системы, затем — связанные результаты: напряжение, поток вещества, энергия, масса либо производные показатели в зависимости от вида калькулятора. Вся арифметика выполняется сервером: при некорректных числах, недопустимом диапазоне или физически невозможном сочетании условий формируется сообщение об ошибке, а не произвольный численный ответ. Именно в модели «Коррозионный ток по пересечению двух тафелевских ветвей» необходимо соотнести расчётные данные с ограничением: Оба тафелевских участка должны быть физически достижимыми при смешанном потенциале; расчет предполагает равномерную коррозию и отсутствие пассивации.
Пример и чувствительность к исходным данным
При исходном наборе полей получено: «Коррозионный потенциал, В» = -0.154545; «Коррозионная плотность тока, А/см²» = 0.0111034. Эти результаты служат контрольными значениями для проверки реализации формулы. У разных электрохимических систем даже одинаковое по величине напряжение или ток может иметь совершенно разный физический смысл.
Для сравнения изменим только «Равновесный анодный потенциал (В)» с -0.4 до -0.36. Тогда «Коррозионный потенциал, В» = -0.136364. Другие параметры сохраняются. Такой опыт позволяет увидеть влияние выбранной характеристики отдельно от остальных и не спутать реакцию модели на ввод с погрешностью экспериментальных данных.
Проверка применимости и ошибки измерения
Для данной постановки существенны ограничения: Оба тафелевских участка должны быть физически достижимыми при смешанном потенциале; расчет предполагает равномерную коррозию и отсутствие пассивации. Если одно из них не выполняется, требуется более подробная модель или дополнительное измерение; большое количество знаков после запятой само по себе не гарантирует физическую точность.
Используйте результаты для предварительного анализа, сравнения режимов и проверки масштабов величин. При расчёте оборудования дополнительно оценивайте неоднородность температуры, состояние поверхности электрода, нестабильность электролита и качество экспериментальных коэффициентов, когда эти эффекты существенны. Для безопасности и инженерного проектирования одних вычислений онлайн недостаточно. Практическая проверка этого расчёта начинается с Ecorr=Ea+ba·log10(icorr/i0a)=Ec−bc·log10(icorr/i0c), затем результат сравнивают с лабораторным или паспортным значением.
Формула расчёта
Ecorr=Ea+ba·log10(icorr/i0a)=Ec−bc·log10(icorr/i0c)
Проверенные примеры
Равновесный анодный потенциал (В) = -0.4 В; Равновесный катодный потенциал (В) = 0.15 В; Обменная анодная плотность (А/см²) = 0.0001 А/см²; Обменная катодная плотность (А/см²) = 1.0E-5 А/см²; Анодный наклон Тафеля (В/декаду) = 0.12 В/декаду; Катодный наклон Тафеля (В/декаду) = 0.1 В/декаду; Молярная масса металла (г/моль) = 55.85 г/моль; Электроны растворения (—) = 2 —; Плотность металла (г/см³) = 7.86 г/см³; Площадь металла (см²) = 30 см²
Коррозионный потенциал, В = -0.154545; Коррозионная плотность тока, А/см² = 0.0111034; Коррозионный ток, А = 0.333101; Масса растворённого металла, г/с = 9.64068e-5; Скорость коррозии, мм/год = 129.023
Равновесный анодный потенциал (В) = -0.36 В; Равновесный катодный потенциал (В) = 0.15 В; Обменная анодная плотность (А/см²) = 0.0001 А/см²; Обменная катодная плотность (А/см²) = 1.0E-5 А/см²; Анодный наклон Тафеля (В/декаду) = 0.12 В/декаду; Катодный наклон Тафеля (В/декаду) = 0.1 В/декаду; Молярная масса металла (г/моль) = 55.85 г/моль; Электроны растворения (—) = 2 —; Плотность металла (г/см³) = 7.86 г/см³; Площадь металла (см²) = 30 см²
Коррозионный потенциал, В = -0.136364; Коррозионная плотность тока, А/см² = 0.00730527; Коррозионный ток, А = 0.219158; Масса растворённого металла, г/с = 6.34292e-5; Скорость коррозии, мм/год = 84.8887
Равновесный анодный потенциал (В) = -0.4 В; Равновесный катодный потенциал (В) = 0.3105 В; Обменная анодная плотность (А/см²) = 0.0001 А/см²; Обменная катодная плотность (А/см²) = 1.0E-5 А/см²; Анодный наклон Тафеля (В/декаду) = 0.12 В/декаду; Катодный наклон Тафеля (В/декаду) = 0.1 В/декаду; Молярная масса металла (г/моль) = 55.85 г/моль; Электроны растворения (—) = 2 —; Плотность металла (г/см³) = 7.86 г/см³; Площадь металла (см²) = 30 см²
Коррозионный потенциал, В = -0.067; Коррозионная плотность тока, А/см² = 0.0595662; Коррозионный ток, А = 1.78699; Масса растворённого металла, г/с = 0.000517194; Скорость коррозии, мм/год = 692.171
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Введите «Равновесный анодный потенциал» (В) в допустимом диапазоне.
- Введите «Равновесный катодный потенциал» (В) в допустимом диапазоне.
- Введите «Обменная анодная плотность» (А/см²) в допустимом диапазоне.
- Введите «Обменная катодная плотность» (А/см²) в допустимом диапазоне.
- Введите «Анодный наклон Тафеля» (В/декаду) в допустимом диапазоне.
- Введите «Катодный наклон Тафеля» (В/декаду) в допустимом диапазоне.
- Введите «Молярная масса металла» (г/моль) в допустимом диапазоне.
- Введите «Электроны растворения» (—) в допустимом диапазоне.
- Введите «Плотность металла» (г/см³) в допустимом диапазоне.
- Введите «Площадь металла» (см²) в допустимом диапазоне.
- Проверьте физические допущения и выходные показатели.