Александр Балезин - Степан Афанасьевич Балезин 1904-1982

Интересные результаты были получены С. А. Балезиным и его сотрудниками при изучении влияния четвертичных фосфониевых солей на механические характеристики и наводороживание высокопрочных сталей ХГСА в процессе ее травления. Эти ингибиторы эффективно (на 95—98%) замедляют растворение стали в серной кислоте. Кислота снижает предел кратковременной прочности этой стали и в 2,5 раза уменьшает ее относительное сужение. Введенные в кислоту четвертичные фосфониевые соли, особенно трифениламинофенилфосфонийиодид, улучшают эти механические характеристики стали не только по сравнению с состоянием после травления стали в чистой кислоте, но и в сравнении с исходными характеристиками металла.

Этот несколько неожиданно полученный результат заслуживал особого внимания. Описанный выше эффект не может быть объяснен снижением наводороживания — ведь после травления металла в ингибированной кислоте содержание растворенного в нем водорода в 4—5 раз выше, чем в исходном состоянии. По мнению С. А. Балезина, причиной повышения прочностных характеристик металла является выглаживание поверхности стали за счет растворения участков с большей поверхностной энергией, т. е. за счет первоначального удаления концентраторов напряжений. Улучшение качества поверхности, ее выглаживание после травления с ингибиторами иногда наблюдается даже визуально. Согласно классификации, предложенной С. А. Балезиным, фосфониевые соли следует отнести к группе ингибиторов, в присутствии которых не изменяются механические характеристики стали.

Среди веществ, содержащихся в травильных ваннах и контактирующих с металлами в условиях эксплуатации изделий, часто присутствуют стимуляторы наводороживания. В связи с этим С. А. Балезиным совместно с В. В. Романовым и И. В. Никольским изучалось влияние стимуляторов наводороживаиия, уменьшающих длительную прочность железа-армко в серной кислоте.

В качестве стимуляторов наводороживаиия были исследованы сульфид и тиосульфат натрия (1 г/т). На основании экпериментальных данных сделано предположение об отсутствии прямой связи между изменением пластичности металла вследствие наводороживания и потерей прочности по механизму водородного охрупчивания.

В растворе сероводорода с увеличением времени травления хрупкость образцов значительно возрастает, особенно в течение первого часа. При более длительном травлении хрупкость уменьшается, пластичность металла постепенно восстанавливается, что объясняется снижением концентрации сероводорода в растворе за счет его окисления до серы и образования труднорастворимого сульфида железа. При увеличении концентрации сероводорода растет и хрупкость металла.

Стимулирование наводороживаниа сульфид-ионами может быть объяснено снижением перенапряжения водорода.

Сероводород содержится во многих технологических средах. Поэтому представлялось важным найти эффективные ингибиторы, тормозящие паводороживание сталей в кислотных растворах сероводорода. Эффективными оказались ингибиторы катапип «Л» и АНП-2 — смесь солянокислых солей алифатических аминов со средним числом атомов углерода в цепи, равным 15.

В ходе работы было исследовано и известное явление усиления наводороживания стали в сероводородных средах за счет присутствия органических кислот.

В заключение следует сказать, что работы по кислотному травлению металлов, по химическим очисткам теплоэнергетического оборудования, выполненные под руководством С. А. Балезина в МГПИ им. В. И. Ленина, широко используются не только в нашей стране, но и за рубежом. И сегодня они являются действующим руководством как для специалистов, изучающих теорию кислотной коррозии, так и для практиков, реализующих эти процессы в промышленности.

За большую практическую ценность эти работы неоднократно отмечены медалями ВДНХ.

Все, кто знал С. А. Балезина, единодушно отмечают присущее ему чувство времени. Его научные интересы всегда находились на передовых рубежах науки и техники. Неиссякаемую энергию, весь талант ученого и организатора науки он направлял на решение наиболее актуальных проблем своего времени.

В 1960 г. под руководством С. А. Балезнна и академика В. И. Спицына, директора Института физической химии АН СССР, были начаты совместные исследования влияния наведенной радиоактивности на коррозию и электрохимические свойства черных металлов как основных конструкционных материалов развивающейся атомной энергетики. Уже в 1962 г. в «Докладах АН СССР», а затем и в ряде зарубежных журналов были опубликованы первые результаты исследований [186].

С применением самых современных методов исследования было установлено, что внутреннее β- и γ-излучение железа (Fe 59) заметно повышает коррозионную активность железа-армко и стали-2 в нейт ральных средах и во влажном воздухе. Результаты экспериментов позволили вывести уравнение, описывающее зависимость скорости коррозии радиоактивной стали от времени и от активности металла.

Наиболее интересными оказались исследования электрохимических свойств радиоактивных металлов, позволившие получить данные о существенном сдвиге значений электродных потенциалов радиоактивного железа-армко и стали-2 в область отрицательных значений. Этим впервые была показана принципиальная возможность увеличения ЭДС гальванических элементов при подборе соответствующих радиоактивных электродов.

Исследованиями механизма изменения коррозионных и электрохимических свойств радиоактивных образцов было определено влияние дефектов кристаллических решеток и оксидных пленок, радиационной проводимости оксидных пленок и продуктов радиолиза воды на активацию электродных процессов.

В работах этого направления, выполнявшихся К. Н. Яидушкиным — учеником С. А. Балезина, и была показана также возможность успешного применения ингибиторов для защиты от коррозии изделий из черных металлов в условиях высокой внутренней радиации. При этом была исследована возможность собственной активации и радиационной стойкости ряда ингибиторов, определены минимальные защитные концентрации ингибиторов, эффективные в условиях внутренней радиации образцов.

Продолжением этих работ явились исследования, выполненные Н. Я. Лаптевым. Им было изучено влияние наведенной радиоактивности на кинетику и механизм взаимодействия железа-армко с соляной, серной и хлорной кислотами, на диффузию водорода в активных образцах и на защитное действие некоторых ингибиторов [257, 258, 278, 287, 303].

Исследования показали, что в ряде случаев скорость растворения в кислотах образцов стали, подвергнутых длительному облучению нейтронами, зависит от удельной радиоактивности образцов и с ее повышением в определенных пределах заметно понижается. Было высказано мнение о том, что положительный заряд поверхности, возникающий при непрерывном испускании металлов β-частиц и γ-лучей, затрудняет подход ионов гидроксония из растворов кислот к адсорбированным атомам водорода, что, в свою очередь, может стать причиной перенапряжения водорода. Электрохимические измерения, проведенные в растворах серной кислоты, подтвердили, что перенапряжение водорода на радиоактивном железе (4,5 мCu/г) при температуре 20° на 18—20 мВ выше, чем на нерадиоактивпом.