Коррозия конвекции

Время пассивации в условиях движения электролита. В случае вертикально расположенного анода, когда тяжелые продукты коррозии могут спадать под влиянием силы тяжести, условия, необходимые для образования-, пленки, при низких плотностях тока вообще не могут быть достигнуты. Даже при сравнительно высоких плотностях тока можно избежать возникновения пассивности на любом аноде (вне зависимости от его геометрических, параметров), если раствор около анода находится в состоянии бурного движения. Как правило, существует минимальная плотность тока Шц, ниже-которой пассивность вообще не наступает. Эту плотность тока можно считать, эквивалентной скорости удаления продуктов коррозии конвекцией или перемешиванием. При плотностях тока выше (о,, пассивация рано или поздно наступает. Время, необходимое для установления пассивности, часто обратно., пропорционально наложенной плотности тока (о, за вычетом только что упоминавшейся плотности тока Шо. Этого и следовало ожидать, если для образования пассивности требуется пленка определенной толщины. Другими словами, время пассивации равняется (ю — ) /С, где С имеет постоянное-значение. [c.758]

Электрохимические процессы имеют большое практическое значение. Электролиз используется в металлургии легких и цветных металлов, в химической промышленности, в технологии гальванотехники. Химические источники тока широко применяются в быту и промышленности. Электрохимические процессы лежат в основе многих современных методов научного исследования и анализа. Новая отрасль техники — хемотроника — занимается созданием электрохимических преобразователей информации. Одной из важнейших задач электрохимии является изучение коррозии и разработка эффективных методов защиты металлов. В неравновесных условиях в растворе электролита возникают явления переноса вещества. Основные виды переноса диффузия — перенос вещества, обусловленный неравенством значений химических потенциалов внутри системы или между системой и окружающей средой конвекция — перенос вещества под действием внешних механических сил миграция — перенос заряженных частиц в электрическом поле, обеспечивающий электрическую проводимость электролитов. [c.455]

Скорость реакции в гетерогенных системах. Гетерогенные реакции имеют большое значение в технике. Достаточно вспомнить, что к ним принадлежат, например, горение твердого топлива, коррозия металлов и сплавов. Рассматривая гетерогенные реакции, нетрудно заметить, что они тесно связаны с процессами переноса вещества. В самом деле, для того, чтобы реакция, например, горения угля могла протекать, необходимо, чтобы диоксид углерода, образующийся при этой реакции, все время удалялся бы от поверхности угля, а новые количества кислорода подходили бы к ней. Оба процесса (отвод СО2 от поверхности угля и подвод О2 к ней) осуществляются путем конвекции (перемещения массы газа или жидкости) и диффузии. [c.196]

Скорости электродных процессов рассматриваются обычно с применением тех же приемов, что и скорость химических реакций. Но при этом, однако, нужно иметь в виду сложность протекания большинства электрохимических превращений по сравнению с химическими, а также то, что решающая роль здесь принадлежит плотности тока . Процесс разряда ионов, как известно, происходит на фазовой границе электрод — электролит. Таким образом, электродные реакции являются гетерогенными процессами, кинетика которых определяется многими специфическими затруднениями. Помимо собственно разряда, т. е. перехода ионов из одной фазы (раствора) в другую (газ, металл), процесс обычно включает в себя миграцию, диффузию и конвекцию частиц, совместный разряд ионов примесей, некоторое растворение (коррозию) уже осажденного ранее металла и другие, сопутствующие процессу разряда явления, которые осложняют суммарный эффект. Реальная электрохимическая система не может быть правильно истолкована без учета всех явлений, предшествующих элементарному акту разряда и сопровождающих его. Электродная реакция может быть представлена рядом последовательных стадий, через которые она проходит. Такими стадиями являются [c.240]

Вращающийся дисковый электрод широко используют при изучении кинетики электрохимических реакций, для исследования процессов электроосаждения и коррозии металлов, в аналитических целях. Так как все участки поверхности вращающегося диска одинаково доступны для диффузионных процессов, такое устройство выгодно отличается от других гидродинамических систем с принудительной конвекцией. Кроме того, существенно упрощается рассмотрение процессов массопереноса к поверхности испытуемого электрода. При быстром вращении дискового электрода вокруг оси жидкость, соприкасающаяся с центральными частями диска, отбрасывается центробежной силой к его краям. Вследствие этого около центра диска создается разрежение, и струя жидкости направляется из объема раствора к центру диска. Таким образом, точкой набегания струи жидкости становится центр диска. По мере удаления от центра диска возрастает линейная скорость движения жидкости. В соответствии с гидродинамикой при ламинарном режиме перемешивания у поверхности вращающегося диска образуется граничный слой постоянной толщины бгр с монотонным изменением скорости движения жидкости. Чем ближе к поверхности диска, тем меньше скорость потока и тем большее значение приобретает диффузия в подводе либо отводе продуктов реакции. В конечном итоге распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося диска обусловлено диффузией в потоке жидкости. Эта особенность становится понятной, если иметь в виду, что в случае непо- [c.74]

Углеродистые стали составляют примерно 90% от общего объема производства черных металлов. По равномерной коррозии углеродистые стали не классифицируются. Скорость равномерной коррозии в нейтральных средах примерно одинакова. В атмосфере, почве, морской и речной воде при полном погружении с естественной конвекцией, т. е. в природных условиях, углеродистые стали корродируют со скоростью нескольких десятых миллиметра в год. Однако при наличии электрических контактов в условиях принудительной циркуляции воды коррозия может протекать очень быстро, и поэтому углеродистая сталь для таких систем должна иметь защиту, рассчитанную на длительное действие. [c.29]

Повышение относительной влажности воздуха способствует накоплению влаги в порах продуктов коррозии, в результате чего происходит ее аккумуляция, и процесс разрушения металла ускоряется. Влажность воздуха оказывает определенное влияние на конвекцию и толщину диффузионного слоя и на ускорение катодного процесса [56]. [c.17]

Поэтому скорость подвода кислорода из воздуха через пленку влаги к поверхности металла имеет огромное значение. Наиболее быстр подвод кислорода, когда пленка влаги тонкая и велико испарение с ее поверхности, т.е. существуют условия для интенсивной конвекции (перемешивания) внутри пленки. Это означает, что самая опасная коррозия наблюдается, когда поверхность попеременно намокает и высыхает. [c.57]

Коррозионный процесс развивается на границе раздела металл—коррозионная среда и определяется поступлением к поверхности металла реакционноспособных частиц путем диффузии или конвекции, взаимодействием этих частиц с металлом и отводом продуктов коррозии. Во многих случаях образующиеся продукты коррозии способны тормозить процесс. [c.7]

Исходя из термодинамических и электрохимических соображений вовсе не обязательно возможность коррозии того или иного сплава связывать с наличием на поверхности микроэлементов. Если потенциал металла достаточен для того, чтобы протекала анодная реакция ионизации, растворение металла будет наблюдаться вне зависимости от того, имеются на поверхности микроэлементы или нет. Поэтому теоретически следует признать возможность растворения и самых чистейших металлов. Наблюдения, однако, показывают, что когда мы имеем дело с реальными сплавами, положение резко меняется в силу ряда причин, связанных со структурой металла и неоднородностью электролита, условиями диффузии и конвекции электролитов к поверхности металла, последняя относительно быстро дифференцируется на участки, где электрохимические реакции протекают с различной скоростью. В предельном случае, как это, например, наблюдается при локальной коррозии, анодная реакция перестает протекать на значительной части поверхности и сосредоточивается на отдельных участках, а катодные реакции сосредоточиваются на остальной части поверхности. [c.11]

Влияние температуры на скорость коррозии неоднозначно. В случаях, когда скорость коррозии определя ется диффузией кислорода, при повышении температуры одновременно начинают действовать несколько факторов, по-разному влияющих на скорость процесса уменьшается растворимость кислорода, увеличивается скорость его диффузии, возрастает конвекция. На рис. 9.3 показана зависимость скорости коррозии стали в воде от температуры. Движение коррозионной среды влияет на скорость коррозии. Эта зависимость носит сложный характер. Вначале скорость коррозии возрастает. Затем, по мере увеличения поступления кислорода, наступает некоторая пассивация. При дальнейшем ускорении потока скорость коррозии снова возрастает. Для морской воды, богатой хлоридами, скорость коррозии возрастает постоянно с увеличением скорости обтекания (рис. 9.4). [c.267]

НОЙ электрохимической коррозии. Грунт может быть рассмотрен как твердый микропористый электролит с очень большой микро-и макронеоднородностью строения и свойств и почти полным отсутствием механического перемешивания и конвекции его твердой основы. [c.110]

Рассмотрим схему развития коррозии, протекающей одновременно с конвекцией жидкой среды. Процесс идет в сторону растущих х (слева направо), см. рис. 7. [c.51]

Для электрохимической коррозии железа в аэрированных нейтральных средах с естественной конвекцией более характерны истинная кинетика анодного процесса и катодный процесс в режиме ПДТ (рис. 1.5,6). Потенциал свободной коррозии и ее скорость определяются уравнениями [c.27]

Учитывая важность для промышленности проблемы борьбы с коррозией, не удивительно, что общие принципы анодных процессов, ведущих к осаждению твердых конечных продуктов, разработаны в полуколичественной форме уже давно. К сожалению, о детальном атомном механизме процесса мы знаем еще очень мало. Это объясняется больщой сложностью процессов диффузии, конвекции и осаждения, которые необходимо здесь учитывать. [c.302]

Можно ожидать, что с повышением температуры скорость коррозии как всякого химического процесса будет возрастать-, однако иногда наблюдается обратное явление. При коррозии, скорость которой определяется доступом кислорода, повышение температуры приводит, с одной стороны, к уменьшению растворимости кислорода, с другой —к увеличению скорости его диффузии, возрастанию конвекции и т. п. При коррозии железа в воде в случае, когда сосуд открыт, при повышении температуры кислород, растворенный в воде, может удаляться скорость коррозии будет максимальная приблизительно при 70°. В дальнейшем с повышением температуры скорость коррозии уменьшается. Если сосуд с водой, в котором корродирует железо, герметически закрыть, т. е. вследствие повышения давления при нагревании затруднить удаление кислорода из раствора,. [c.57]

Термомагнитный газоанализатор — прибор, состоящий из латунного блока с измерительной камерой, которая находится между двумя полюсными башмаками создающего сильное поле магнита, и эталонной камеры обе камеры покрыты свинцом для предотвращения коррозии. Ветви мостика Уитстона составлены из сопротивления блока, изготовленного из платиновых спиралей в стекле, и постоянного сопротивления. Газовая смесь проходит через обе камеры. Если кислород отсутствует в смеси, мостик Уитстона находится в равновесии. Если же в измерительную камеру поступает кислород, то он нагревается на сопротивлении и становится менее парамагнитным. В этих условиях образуется поток термомагнитной конвекции, охлаждающий сопротивление в измерительной камере и нарушающий равновесие мостика Уитстона. Наблюдаемое напряжение разбаланса будет пропорционально содержанию кг лорода в газовой смеси. [c.234]

При замене водяного охлаждения воздушным сокращается потребность в охлаждающей воде степень нагрева воздуха не ограничивается возможна работа в режиме естественной конвекции при остановленных вентиляторах аппарат максимально приспособлен к автоматизации, прост и удобен в эксплуатации охлаждающий воздух не вызывает коррозии и отложений на поверхности теплообмена, при этом отпадает необходимость в их очистке и резервных поверхностях уменьшается металло- [c.31]

В общем на катодной поверхности имеются определенные концентрации Н и О, определяемые условиями опыта, так как скорость реакции между ними двумя является конечной. Во многих случаях только часть кислорода, доставляемого конвекцией и диффузией, расходуется на катодную реакцию, вследствие ограниченной ско,рости выделения водорода, определяемой анодной реакцией. Если скорость подвода кислорода увеличится или уменьшится, то скорость коррозии может соответственно измениться. Количество подведенного кислорода, которое, действительно, расходуется, зависит от природы анода и от электролита. Таким образом катод можно рассматривать как водородный электрод, металличе-ская поверхность которого может быть покрыта или не покрыта осажденной пленкой . [c.289]

Электродные процессы электрохимической коррозии металлов обязательно включают в себя, как всякий гетерогенный процесс, помимо электрохимической реакции, стадии массопереноса, осуществляемые диффузией или конвекцией отвод продукта анодного процесса (ионов металла) от места реакции — поверхности металла, перенос частиц деполяризатора катодного процесса к поверхности металла и отвод продуктов катодной деполяризацион-ной реакции от места реакции — поверхности металла в глубь раствора и т. п. Суммарная скорость гетерогенного процесса определяется торможениями его отдельных стадий. Если, однако, торможение одной из последовательных его стадий значительно больше других, то сумм.арная скорость процесса определяется в основном скоростью этой наиболее заторможенной стадии. В коррозионных процессах довольно часты случаи диффузионного или диффузионно-кинетического контроля, т. е. значительной заторможенности стадий массопереноса. В связи с этим диффузионная кинетика представляет теоретический и практический интерес. [c.204]

Для атмосферной коррозии металлов характерна легкость доступа кислорода к поверхности корродирующего металла, которая обусловлена малой затрудненностью диффузии кислорода тонкими слоями электролита и наличием энергичного самоперемешивания электролита в тонких слоях конвекций. Это приводит к тому, что атмосферная коррозия металлов даже под кислой тонкой пленкой влаги протекает преимущественно с кислородной деполяризацией. Вместе с тем легкость доступа кислорода к поверхности металла облегчает наступление пассивного состояния металла. Таким образом, с уменьшением толщины слоя электролита катодный процесс атмосферной коррозии металла облегчается, а анодный процесс затрудняется. [c.376]

Множество модификаций поверхности предложено для интенсификации испарения при вынужденной конвекции воды и других жидкостей трубы переменного сечения, шнеки, винтовые ребра, выступы, полученные механическим путем, свернутые и спираль проволочные вставки [1]. Большинство конфигураций заметно повышает а, при пузырьковом кипении и а в закризисной области. Промышленностью освоено только несколько технологий модификации поверхности вследствие трудности изготовления и возможных отложений и коррозий. Исключениями являются трубы со спиральными канавками, которые приводят к росту а. при кипении хладона-12 до 200% [25], и трубы с внутренним оребрением, которые подавляют псевдопленочное кипение сверхкритической воды, поэтому работают при более высоких q, чем гладкие трубы [26], [c.425]

Исследование питтинговой коррозии при теплопередаче проводится на неподвижном электроде в условиях естественной конвекции, в потоке жидкости с неконтролируемой гидродинамикой у поверхности металла, а также на вращающемся теплопередающем диске. [c.170]

Вместо интенсификации тенлонер<эдачи конвекцией можно применять подогрев воздуха, подаваемого па сгорание, за счет тепла горячих отходящих дымовых газов. Этот метод использования отходящего тепла чрезвычайно эффективен, так как при нем температура поступающего сырья уже не является важнейшим ограничивающим фактором. Вместо этого проектировщик располагает весьма большой теплопоглощающей емкостью а виде воздуха, подаваемого на процесс сгорания. Применение подогрева воздуха позволяет всегда достигнуть заданного к. п. д. процесса сгорания независимо от предельной температуры технологического сырья. Правда, при этом возникает ряд новых проблем, практически ограничивающих термический к. н. д. печной установки, в частности низкотемпературная коррозия дымовых труб. Тем не менее, используя воздух в качестве тенлопоглощающей среды, легко удается повысить к. п. д. печи, который в этом случае определяется в основном допускаемыми капиталовложениями. [c.65]

Последнее уравнение представляет собой уравнение гиперболы (рис. 12, а). Из него следует, что уменьшение эффективной толщины диффузионного слоя на определенную величину, которое может, например, иметь место при коррозии металлов в условиях пониженной влажности, вызовет тем большее увеличение скорости кислородной деполяризаци, чем тоньше пленка электролита, находящаяся на поверхности металла. Если исходить из тех значений толщины диффузионного слоя, которые принимаются различными исследователями для неразмешиваемых электролитов с естественной конвекцией (0,05—0,07 см), то мы должны исключить возможность конвекционного переноса кислорода через слои меньшей толщины, т. е. допустить, что в этих случаях эффективная толщина диффузионного слоя совпадает с толщиной слоя электролита на катоде. [c.114]

Исследованием ингибиторов в системах автономного горячего водоснабжения занимались Венцел и Вранглен [163]. В нагревательную систему в здании обычно входят бойлер, в котором вода нагревается и циркулирует через радиаторы, благодаря термической конвекции или с помощью специальных водяных помп. Холодная вода поступает в медный змеевик, вмонтированный в специальную обогреваемую емкость, и после нагрева идет на дальнейшее водоснабжение. Ввиду того что циркуляционная система сообщается с атмосферой, вода обогащается кислородом, который окисляет Fe2+ до Fe +, участвующий в процессе катодной деполяризации. Наличие контакта между двумя разнородными в электрохимическом отношении металлами (Fe— u) приводит к сильной коррозии. Положение еще осложняется тем, что продукты коррозии осаждаются на медном змеевике и сильно ухудшают теплопередачу, что приводит к чрезмерному расходу энергии. Некоторые конструктивные изменения в системе — уменьшение подсоса воздуха, электрическое разъединение стальной емкости от медного змеевика, в котором нагревается вода, — могут быть полезны, однако они не решают полностью проблему, поскольку осаждение продуктов коррозии на змеевике не прекращается. В связи с этим придается большое значение применению ингибиторов коррозии. [c.265]

В тех случаях, когда при коррозии на поверхности металла образуется окисный (или солевой) слой в виде сплошного, изолирующего ее от раствора чехла, дальнейшее анодное окисление металла непременно будет включать стадию доставки участников реакции через этот слой. Поскольку перенос вещества через твердую фазу в обычных условиях процесс довольно медленный [1], можно предполагать, что стадия переноса через слой окисла, по крайней мере в некоторых случаях, окажется наиболее медленной стадией, определяющей скорость процесса окисления металла в целом. Экспериментальное выявление концентрационной поляризации в твердой фазе представляет, однако, известную трудность. Прямые методы обнаружения концентрационной поляризации, применяющиеся при исследовании реакций с переносом реагентов в растворе (по влиянию конвекции или по изменению концентрации реагентов), в данном случае непригодны. Из косвенных, релаксационн ых методов исследования высокочастотные методы имеют ограниченную применимость. Они не могут обнаружить концентрационную поляризацию тогда, когда для ее проявления требуется время, более длительное, чем длительность единичного импульса, которая у этих методов очень мала. При импедансном методе, например, она не превышает нескольких миллисекунд, так как нижний предел рабочих частот у этого метода не ниже 200 гц. Следовательно, в случаЖс, когда для проявления концентрационной поляризации необходимо, например, несколько секунд или минут, этот метод обнаружить ее не сможет. Такие случаи, оказалось, не так уже редки на практике, и применение к ним высокочастотных методов может привести к ошибочным выводам относительно природы скорость определяющей стадии процесса [2]. Вероятность возникновения такого случая увеличивается, как увидим ниже, при замедлении электрохимической стадии процесса, т. е. при его истинной пассивации . Поскольку именно пассивные металлы представляют для нас наибольший интерес, требовалось изыскать метод, который был бы в принципе свободен от указанного ограничения. В поисках его мы обратили внимание на метод потенциостатической хроноамперометрии, предложенный и апробированный на реакциях, протекающих с пе- [c.80]

При исследовании защитной способности антикоррозионных органических покрытий наряду с другими методами широко используют и электрохимические методы. В обзорах [I, 2] дается обобщащая и критическая оценка этих методов. Подчеркивается, что большая часть измерений проводилась исследователями на постоянном токе. При протекании постоянного тока через систему металл-покрытие-электролит в ней протекают все процессы от самых медленных до самых быстрых (электрохимические, химические реакции, сольватация, адсорбция промежуточных частиц реакции, транспорт веществ путем шграции, диффузия, естественная и вынужденная конвекция, осмос и электроосмос,форе3 и электрофорез и др.).Полученные при этом значения измеряемых электрических величин можно поэтому рассматривать как характеристики суммарного процесса коррозии [з]. Эти значения можно использовать для оценки защитной антикоррозионной способности покрытий. [c.73]

Аппараты воздушного охлаждения удобны в эксплуатации, очистка и ре.мон т их не треб ют больших трудовых затрат ввиду малых загрязнений наружной поверхности теплообмена даже при обдувке запыленным воздухом. Коррозия наружной поверхности п[ актнческн отсутствует. В случае отключения электроэнергии этн аппараты обеспечивают съем 25—30% тепла в результате естественной конвекции воздхха, что создает некоторый резерв времени, потребного на аварийный останов обслуживаемой ус7 ановкн. [c.344]

Электропроводность э.яектролитов имеет большое значение в процессах коррозии. Прохождение тока в электролитах или ионных кристаллах (ионных проводниках) сопровождается переносом вещ,ества. Различна в прохождении электрического тока через ионные п электронные проводники вызывает на границе их соприкосновения нейтрализацию или образование ионов. На электродах при отсутствии заметной конвекции в растворе они могут иногда частично выделяться. Ионы, не участвующие в электродном процессе, будут накапливаться в приэлектродном электролите. [c.10]

В пооледние годы появилось много работ, посвященных исследованию неравновесных процессов на границе раздела фаз. Они играют важную роль в реальных процессах испарения-копденсации [I] поверхнос гной диффузии в биологических мембранах [2, 3] в переносе зарядов через поверхность при коррозии металлов [4] и в ряде биологических процессов [5-7] при химических реакциях на поверхаости [8-10] сложных явлениях переноса [И, 12, 13] конвекции на поверхности и эффекте Марангони [14, 15] и 1. д-. Неравновесное состояние поверхности при этом кожет характеризоваться I) отсутствием механического равновесия 2). отсутствием теплового равновесия 3) отсутствием адсорбционно-диф-фузионного равновесия 4) отсутствием поляризационного равновесия (ориентация полярных молекул, образование ионного двойного слоя) 5) протеканием химических реакций. [c.191]

Влияние излучения на коррозию и пассивность. Ускорение коррозии при действии света было отмечено Криббом и Арно а также Френдом з. Различные воды и растворы солей действуют на железо гораздо быстрее при дневном свете, чем в темноте. Факт, зарегистрированный Гаазе заключающийся в том, что свет влияет на катодную деполяризацию кислородом пары железо — платина, может помочь объяснить это явление. Вернон заметил, что свет влияет на поведение латуни в травильных ваннах, содержащих разбавленную серную кислоту, а также ускоряет при некоторых условиях туск-иение никеля . Были зарегистрированы и другие примеры ускорения коррозии при действии света, однако в некоторых случаях, возможно, что непосредственными причинами здесь являются разрывы пленки или возникающая в какой-то степени при действии лучей термическая конвекция. [c.403]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология