ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы КОРРОЗИЯ АЛЮМИНИЯ В КИСЛЫХ II ЩЕЛОЧНЫХ СРЕДАХ из "коррозия алюминия и его сплавов" А люминий стоек в дистиллированной воде и конденсате при комнатной температуре. В связи с этим в промышленности широко ярименяются емкости из алюминия и его сплавов для хранения дистиллированной воды и конденсата. В широком диапазоне температур коррозия алюминия и ряда его сплавов в дистиллированной воде в начальный период идет по параболическому закону [50]. По истечении определенного промежутка времени характер зависимости скорости коррозии от времени изменяется. Это изменение связано с составом сплава и температурой. Коррозия начинает протекать по линейному закону. [c.30] При протекании коррозионного процесса по параболическому закону основные потери алюминия, например, в воде при 50° С приходятся на первые 10—15 мин. Далее весовые потери образца растут крайне медленно. Период, в который коррозия идет по параболическому закону, часто называют индукционным. В течение этого периода в координатах потери металла — корень квадратный из продолжительности испытаний зависимость между изменением веса алюминия и его сплавов и временем описывается прямыми линиями, наклон которых зависит от температуры. Константа параболы, описывающей изменения коррозии во времени, связана с температурой зависимостью Аррениуса [50]. Энергия активации коррозионного процесса,. протекающего по параболическому закону, равна 12,2 ккал/моль. [c.30] Если коррозия алюминия протекает по линейному закону, то при 350—363 °С энергия активации равна 47,7 ккал [50]. При низкой температуре (ниже 100 °С) коррозия алюминия и его сплавов может протекать в ряде случаев по логарифмическому закону [50]. Предполагается, что при коррозии по параболическому закону фактором, определяющим скорость процесса, является диффузия реагентов сквозь защитную окисную пленку. Переход к коррозии по линейному закону объясняется нарушением сплошности защитной пленки. К интенсификации коррозии алюминия и его сплавов приводит также разрушение окисной пленки из-за эрозии и кавитации. [c.30] После 500 суток испытаний изменение веса образцов и количество металла, перешедшего в раствор, составляют 78 и 50 мг дм соответственно, т. е. при длительной коррозии значительное количество алюминия переходит в воду [39]. Скорость коррозии алюминия зависит от интенсивности обмена воды. С увеличением скорости обмена воды с удельным сопротивлением 1,4- 10 ом-см при 70 °С с 5 до 20 мл/мин коррозия алюминиевого сплава 1100 снижается с 1,8 до 1,2 ч. При повышении скорости обмена воды до более 30 мг/мин коррозия остается постоянной [51]. [c.31] Алюминиевые трубы долго и успешно эксплуатировались в конденсаторах турбин девяти американских электростанций. При скорости воды до 3,3 м/сек коррозионные и эрозионные повреждения алюминиевых труб незначительны. Алюминиевые трубы обрастают в большей степени, чем латуни. Для борьбы с обрастанием воду хлорируют до содержания хлора в воде 0,5—1 мг/л. В указанных концентрациях хлор не интенсифицирует коррозию алюминия. Водородный показатель (pH) воды может изменяться в пределах 4—9. Гидразин в количествах, применяемых для обескислороживания воды, не снижает стойкости алюминия [52]. Все же при работе в конденсаторах турбин алюминиевые сплавы уступают по стойкости латуни [53]. [c.31] Алюминий и его сплавы применяются для изготовления теплообменной аппаратуры радиаторов в двигателях внутреннего сгорания, в установках очистки нефти, трансформаторного масла. Конденсатор на установке коксования с трубами из плакированного сплава 3003 с трубными решетками нз сплава 6061-Тб долго и успешно эксплуатировали на загрязненной воде. Температура углеводородных паров, содержащих сероводород, аммиак, цианистые соединения на входе в конденсатор составляла 82 °С [54]. В настоящее время алюминиевые сплавы, легированные до 1% никелем, железом, медью, рекомендуются для работы в дистиллированной воде при температурах до 300— 360 °С. Детально вопросы коррозии сплавов алюминия в воде при этих параметрах рассмотрены в работах (55 и 56]. [c.31] Скорость коррозии алюминия в результате ЗООО-часовой эксплуатации в установке по опреснению морской воды составила 0,25 мм/год. Присутствие меди в морской воде интенсифицировало коррозию алюминиевых теплообменников. Источником меди в дистилляционных установках могут быть бронзовые подшипники насоса. Так, содержание меди в морской воде на нагнетании насоса с бронзовыми подшипниками доходит до 0,6 мг/л. Отложения меди на алюминиевых деталях наблюдались уже через несколько часов работы установки. [c.32] Для обеспечения надежной работы алюминиевых деталей необходимо исключить все медные сплавы, соприкасающиеся с водой, из конструкции установки по опреснению морской воды. Накипь удаляли с алюминиевых теплопередающих поверхностей через каждые 100 ч работы установки, промывая систему раствором лимонной кислоты. При содержании меди в Морской воде 0,006—0,008 мг/л после 2182 ч эксплуатации поверхность алюминиевых теплообменников не имела следов коррозии. Отдельные язвы зафиксированы на алюминиевых испарителях [58]. Если не удается избежать применения деталей из медных сплавов, то в систему следует устанавливать алюминиевую сетку, на которой осаждается медь. [c.32] Алюминиевый сплав, содержащий 0,3% Ре, 0,07—0,08 7о 51. 0,06—0,07% Си, 0,36—0,43% Мп, 5,36—5,49% Mg, после пятилетних испытаний в морских условиях показал удовлетворительную коррозионную стойкость. Механические характеристики сплава после испытаний практически не изменились. Отжиг сплава при 175 °С в течение 120 ч, а также обжатие на 50 и 300% не изменило коррозионной стойкости. После десяти лет испытаний глубина язв не превышала 0,1 мм. [c.32] Дополнительное легирование сплава хромом до 0,18% не изменило стойкости материала в морской воде. Испытания в искусственной морской воде привели за три месяца к уменьшению предела прочности сварных образцов на 34—38%. После шестилетних испытаний в море прочность аналогичных образцов уменьшилась лишь на 2,2—6,2% [59]. [c.32] Д16 и сплава В95 в морской воде резко снижается предел прочности и относительное удлинение. Наряду с общей эти сплавы подвержены в морской воде и межкристаллитной коррозии [62]. [c.33] В морской и пресной воде алюминий и его сплавы подвергаются также точечной коррозии. Точечные поражения возникают очень быстро, но рост их )В глубину значительно замедляется во времени. Глубина коррозионных поражений пропорциональна корню кубическому от времени. В связи с этим уже небольшое увеличение толщины стенок сосудов резко увеличивает срок их службы. Так, при увеличении толщины стенки в 2 раза срок службы возрастает в 8 раз [63]. [c.33] Язвенная коррозия наблюдается на алюминии марки 1145 при комнатной температуре в смеси хлоридов, бикарбонатов и двухвалентных ионов меди с общей концентрацией солей 300 мг л [64]. Язвы, как правило, располагаются под пузырьками, образовавшимися на поверхности алюминия после погружения его в раствор, зародыш язв покрывается продуктами коррозии. Из центра скопления продуктов коррозии продолжается выделение пузырьков газа. По краям язвы после удаления продуктов коррозии алюминий сохраняет металлический блеск. Последнее обстоятельство указывает на то, что металл у краев язв работает в качестве катода. [c.33] С ростом концентрации хлоридов, бикарбонатов и ионов меди диаметр язв уменьшается, а число нх возрастает. Очевидно, рост концентрации солей приводит к увеличению числа активных участков на поверхности алюминия. Поскольку же общая катодная поверхность остается практически постоянной, анодная поляризация уменьшается и, следовательно, интенсивность разрушения каждого активного участка снижается. При 71 °С язвенная коррозия наблюдается только при наличии в растворе бикарбонатов. Однако в среде, содержащей 300 мг л хлоридов и 2 лгг/л ионов меди, добавка 5 мг1л бикарбоната ингибировала общую и язвенную коррозию. Водородный показатель (pH) среды влияет на развитие язвенной коррозии сплавов алюминия АДГ Так, в воде с 50 мг/л хлоридов в первые 5 мин зародыши язв не развиваются при рН = = 5,95—6,02. При более высоком pH на поверхности сплава появляются точки [65]. Однако с ростом pH от 6,02 до 10 количество язвенных поражений убывает, а глубина их возрастает. Введение в речную воду дополнительно 0,88 г/л сульфата натрия подавляет язвенную коррозию [65]. Силикат же натрия не подавляет язвенную коррозию, обусловленную присутствием в воде. хлоридов [66] — одних из наггболее часто встречающихся В воде примесей. [c.33] Рассмотрим влияние хлоридов на коррозию алюминия и его сплавоз. Присутствие в воде хлоридов до определенной концентрации последних не влияет существенным образом на кинетику катодного -процесса алюминия [56]. Скорость же анодного процесса, как было показано ранее (см. стр. 17), зависит от -присутствия хлоридов в среде. При концентрации хлоридов 0,5. иг/. пассивная область, хотя и сохраняется, но уменьшается по сравнению с дистиллированной водой. В 0,1 и 1-н. растворах хлоридов алюминий при стационарном потенциале растворяется в активном состоянии. С ростом концентрации хлоридов скорость анодного процесса возрастает. Можно полагать, что хлориды в количестве нескольких десятков миллиграммов на литр увеличат скорость общей коррозии алюминия прн комнатной температуре. Б дистиллированной воде за 4100 ч скорость коррозии алюминня менее 0,0005 г/м сутки. Введение в воду 5 Mzjji хлоридов не изменяет скорости коррозии алюми-иия, однако в воде с 50 мг/л хлорида скорость коррозии при той же продолжительности испытаний составляет 0,0018 г/л1 сутки. С увеличением концентрации хлористого калия от 0,0001 до 4-н. скорость коррозии алюминия непрерывно возрастает 68]. [c.34] Введение в воду хлоридов в количестве 10 мг/л увеличило коррозионные потери сплава АД1 после 10 суток испытания с 0,0002 г/см - до 0,035 г/м -сутки. Дальнейшее увеличение содержания хлоридов до 30 г/л практически не сказалось на скорости коррозии. [c.34] Язвенной коррозии за 10 суток испыта шй пе наблюдалось. Введение в московскую водопроводную воду дополнительно 50 мг/л хлоридов увеличило скорость коррозии сплава АД1 с 0,005 г/л Я сутки до 0,02 г/м сутки. Дальнейшее увеличение содержания хлоридов в водопроводной воде приводило к монотонному возрастанию скорости коррозии, которая составляла при 50 г/л хлоридов 0,01 г/лг -сутки. [c.34] При коррозии алюминия в растворах хлоридов образуется главным образом гидроокись алюминия, которая со временем стареет, пере.ходя от а.морфного геля к кристаллическим модификациям, свойства которых зависят от концентрации раствора, После семи недель испытаний осадок продуктов коррозии в 2-н. растворе хлористого калия содержал бемит, в 1-н. растворе — байерит и в 0,5 и 0,1-н. растворах — гидраргиллит. Продукты коррозии, находящиеся иа повер.хиости алюминия, испытывают более медленное превращение. Повышение температуры ускоряет старение [72]. В 0.5-и. растворе хлористого натрия, насыщенного воздухо.м с 2% сероводорода, скорость коррози алюминия, дюралюминия и сплава АМц уменьшилась в 4,5 раза, по сравнению со скоростью коррозии в тол1 же растворе, насыщенном только воздухом. Это объясняется торможением катодной реакции ионизации кислорода в присутствии сероводорода 73]. [c.35] Вернуться к основной статье