Всеволод Алексеевич Трасковский,
614990, г. Пермь, Комсомольский просп., д. 29.
Vsevolod A. Traskovskiy,
29, Komsomolsky prosp., Perm, 614990.
При исследовании характера и скорости взаимодействия водорода с конструкционными материалами основной недостаток применяемых способов — сложность определения скорости взаимодействия компонентов при характерных концентрациях водорода в металлах 1 – 5 ppm. В работе представлены результаты исследования взаимодействия водорода с металлами в непрерывном режиме с использованием установки, позволяющей определять кинетические параметры до температуры 1000 °C как в случае выделения, так и поглощения газа. Принцип действия установки основан на сравнении изменений объемов газа в двух изолированных практически идентичных ячейках (в одну помещается инертный образец, в другую — исследуемый). Предварительно обе ячейки заполняются исследуемым газом. Относительное изменение объема в емкости с активным образцом измеряется дифференциальным нуль-манометром и регулярно компенсируется до исходного нулевого значения перепада давления путем введения или выведения части газа из реакционного объема. Показано, что при взаимодействии никеля с водородом характер поглощения газа имеет гладкую зависимость от температуры, количественно связанную с формой металлического образца — для порошкообразного никеля поглощение выше, чем для листового. Скорость поглощения водорода губчатым титаном имеет пороговый характер — скачкообразно возрастает при температуре около 600 °C. Определены кинетические характеристики взаимодействия водорода с многокомпонентным сплавом при 820 °C. Полученные результаты и предложенная методика могут быть использованы при исследованиях взаимодействия газов с твердыми телами, включая исследования кинетических параметров взаимодействия водорода с металлами и сплавами.
The main disadvantage of the methods used when studying the nature and rate of interaction of hydrogen with structural materials is the difficulty of determining the rate of interaction of components at characteristic concentrations of hydrogen in metals 1 – 5 ppm. The paper presents the results of a study of the interaction of hydrogen with metals in a continuous mode using an installation that allows determining kinetic parameters up to a temperature of 1000°C in the case of both gas release and absorption. The principle of operation of the installation is based on a comparison of changes in gas volumes in two isolated, almost identical cells (an inert sample is placed in one and a test sample in the other). Both cells are pre-filled with the test gas. The relative volume change in the tank with the active sample is measured with a differential zero pressure gauge and regularly compensated to the initial zero pressure drop value by introducing or removing part of the gas from the reaction volume. It is shown that when nickel interacts with hydrogen, the gas absorption pattern has a smooth temperature dependence, which is quantitatively related to the shape of the metal sample. For powdered nickel, the absorption is higher than for sheet nickel. The rate of hydrogen absorption by spongy titanium has a threshold character — it increases abruptly at a temperature of about 600°C. The kinetic characteristics of the interaction of hydrogen with a multicomponent alloy at 820°C were determined. The results obtained and the proposed technique can be used in studies of the interaction of gases with solids, including studies of the kinetic parameters of the interaction of hydrogen with metals and alloys.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.