Особенности коррозии металлов с водородной деполяризацией

В. ОСОБЕННОСТИ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ С ВОДОРОДНОЙ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЕЙ [c.260]

Особенности коррозии металлов с водородной деполяризацией следующие [c.260]

Подогреватели ПНД и ПВД находятся под действием питательной воды котлов и отборного пара паровых турбин, который, конденсируясь, образует дренажи с различным содержанием Игольной кислоты - диоксида углерода. Содержание его в различных частях трубчатой системы ПНД и ПВД может достигать в зависимости от степени конденсации греющего пара нескольких миллиграмм на 1 кг сконденсированного пара. Особенно велика концентрация его в дренажах ПНД и ПВД при недостаточных отсосах неконденсирующихся газов (СО2 и О2) из паровых полостей этих видов оборудования. В этих случаях наблюдается интенсивная коррозия, особенно ПВД, трубчатая система которых изготовлена из стали перлитного класса. Температура среды в зависимости от параметра пара объекта может достигать 300 °С. При этих условиях протекает коррозия с водородной деполяризацией, которая сопровождается наводораживанием металла. Коррозия носит в основном равномерный характер с образованием трещин и появлением хрупких разрушений [12]. [c.79]

При одновременном присутствии в воде Ог и СОг диоксид углерода практически не интенсифицирует кислородную коррозию, но стимулирует протекание коррозии с водородной деполяризацией. Избыточная угольная кислота крайне нежелательна, так как она препятствует созданию на стали защитной пленки. Кроме того, в присутствии угольной кислоты продукты кислородной коррозии легко переходят в раствор (они слабо связаны с поверхностью корродируемого металла). Загрязнение продуктами коррозии водной среды крайне нежелательно при производстве ряда химических продуктов, особенно при использовании катализаторов. [c.80]

Коррозионные процессы, протекающие с кислородной деполяризацией, обычно наблюдаются в нейтральных средах или при небольшом смещении pH в кислую или щелочную область. Вследствие малой растворимости кислорода в электролитах и незначительной скорости его диффузии характерной особенностью этого вида коррозии является то, что скорость коррозионного процесса зависит в основном от концентрационной поляризации. В отличие от коррозионных процессов, протекающих с водородной деполяризацией, на скорость коррозии с кислородной деполяризацией значительное влияние оказывают перемешивание, повышение температуры и другие факторы, способствующие ускоренной диффузии. Наличие в металлах примесей, понижающих перенапряжение ионизации кислорода, не оказывает существенного влияния на скорость коррозионного процесса. При интенсивном перемешивании или слишком тонких слоях электролита, контактирующего с воздухом, диффузионная кинетика не имеет решающего влияния. В этом случае на скорость коррозии оказывает влияние перенапряжение ионизации кислорода и все связанные с ним вторичные явления. [c.23]

Механизм щелевой коррозии для пассивных металлов и сплавов можно представить следующим образом. Во времени, вследствие затруднения доступа окислителя и расходования его в коррозионном процессе, снижается его концентрация в щели, и эффективность катодного процесса уменьшается. Если при уменьшении концентрации окислителя катодный ток обеспечивает поддержание пассивного состояния и потенциал коррозии сплава остается в пассивной области, то коррозионный ток практически не меняется. При дальнейшем уменьшении концентрации величина катодного тока становится настолько малой, что потенциал металла смещается в отрицательную сторону, металл в щели переходит в активное состояние и скорость его растворения увеличивается. Появление в растворе продуктов коррозии и их гидролиз приводят к подкислению раствора. Протекание коррозионного процесса при ограниченной скорости подвода свежего электролита вызывает дальнейшее понижение pH, что облегчает анодный процесс растворения металла и создает возможность протекания катодного процеса с водородной деполяризацией. Это увеличивает коррозионный ток. Процесс под-кисления коррозии в щели особенно ускоряется, если металл в щели при смещении потенциала в отрицательную сторону становится анодом по отношению к металлу открытой поверхности, что обычно наблюдается в практических случаях щелевой коррозии. [c.84]

При периодическом смачивании и конденсации электролитов на стенках аппаратов скорость коррозии-в этих зонах может достигнуть гораздо большей величины, чем в случае полного погружения металла в электролит. Особенно это проявляется в системах, где в газовой фазе имеются соединения, способные сильно насыщать тонкие пленки и благодаря этому увеличивать скорость катодной деполяризации или анодное растворение (SO2, H2S, НС1). Объясняется это для процессов, протекающих с кислородной деполяризацией, конвективным переносом кислорода в тонких слоях, усиливающим работу микроэлементов. В кислых электролитах, где в обычных условиях процесс протекает с водородной деполяризацией, в тонких слоях начинает играть значительную роль и кислородная деполяризация. Кроме того, постоянное обновление электролита исключает возможность торможения анодного процесса. [c.437]

При водородной деполяризации ск пропорциональна площади катодных у от перенапряжения водорода на метал структурная гетерогенность поверхност жет быть нарушена, если анодная со незначительном количестве, в виде вкл Изменение размеров зерен металла общей коррозии. Однако значительное вызвать опасную интеркристаллитную Тщательная обработка поверхности ническая или электролитическая пол шает стойкость металла, особенно в ат объясняется меньшей вероятностью водяных паров на гладкой поверхност [c.36]

Коррозия в сильноагрессивных средах — растворах неорганических и органических кислот, солей, щелочей, атмосфере влажных агрессивных газов и паров (оксиды азота и серы, галогены, галогенводороды и др.) — наиболее часто встречается при эксплуатации химического оборудования, вытяжных шкафов, а также емкостей, трубопроводов, насосов и вентиляторов, используемых для хранения и транспортирования указанных веществ. Коррозия в этих средах протекает большей частью с водородной деполяризацией и высокой скоростью. Бороться с этим видом коррозии особенно затруднительно. Применяемые способы сводятся к понижению активности среды и надежной изоляции поверхности материалами, более стойкими в химическом отношении, чем защищаемый металл. [c.163]

Атмосферной коррозией называется разрушение металлов и сплавов при обычной температуре во влажном воздухе. Атмосферная коррозия металлов носит электрохимический характер и протекает в тонких слоях влаги, сконденсировавшейся на поверхности металла, большей частью с кислородной деполяризацией. В связи с тем, что при атмосферной коррозии сконденсировавшаяся на поверхности металла влага поглощает из воздуха, в особенности в промышленных районах, продукты сгорания топлива, сернистый газ, хлор, хлористый водород, окислы азота и тому подобные агрессивные газы, а также твердые частицы угля, песка, солей других веществ, коррозионный процесс может протекать иногда и за счет водородной деполяризации. [c.173]

Имеются сведения о возникновении в тантале при действии на него водорода хрупких разрушений вследствие наводороживания металла, в особенности при нагреве. По этой причине не рекомендуется контактировать тантал с другими металлами, процесс коррозии которых протекает с водородной деполяризацией. На рис. 198 показано влияние температуры на растворимость водорода в тантале. Тантал становится также хрупким в серной кислоте при температуре кипения и концентрации 79% и в концентрированной соляной кислоте при 190° С. [c.293]

При мокрой атмосферной коррозии на поверхности металла образуется видимая пленка влаги. В зависимости от того, имела ли место капельная конденсация с образованием нейтральной или кислой среды, коррозия может протекать соответственно с кислородной или водородной деполяризацией. Этот вид атмосферной коррозии аналогичен, в основном, процессу электрохимической коррозии при погружении металла в раствор электролита. Однако особенностью данного электрохимического процесса является высокое омическое сопротивление тонкого слоя электролита, которым и лимитируется скорость коррозии. [c.159]

В дальнейшем была дана классификация органических ингибиторов коррозии, учитывающая их особенности и особенности коррозионного процесса. Было сформулировано, какими свойствами должны обладать органические соединения для того, чтобы проявлять высокую ингибирующую способность на металлах с различной величиной и природой водородного перенапряжения (например, на железе и цинке), чтобы быть ингибиторами при различных условиях протекания коррозии (например, в условиях водородной или кислородной деполяризации) и т. д. [c.136]

С увеличением концентрации водородных ионов раствора, т. е. с уменьшением pH, потенциал водородного электрода делается более положительным и катодные процессы деполяризации облегчаются, в особенности контролируемые процессом выделения водорода. Следовательно, при повышении концентрации водородных ионов скорость коррозии в растворах кислот возрастает. Однако это справедливо только для кислот, не являющихся одновременно окислителями, например, при коррозии железа в соляной кислоте. При высоких значениях концентрации окислительных кислот, например НЫОз, наступает пассивность ряда металлов (Ре, А1 и др.). Большое практическое значение имеет влияние pH на растворимость продуктов коррозии и образование защитных пленок. Так, в некоторых кислотах, в которых образуются нерастворимые продукты корро- [c.64]

Рассматривая рис. У,1, У,3 и У,4, мы видим, что окислитель, восстанавливаясь, заставляет потенциал металла сдвинуться от равновесного в сторону более положительных значений. ТУГожно сказать, что металл поляризован окислителем, если под поляризацией понимать навязывание электроду потенциала, отличного от равновесного. И не совсем понятно, почему в современной литературе, особенно коррозионной, окислитель часто называют деполяризатором. Так, коррозию в кислотах, когда металл окисляется ионами Н" , навязывающими ему потенциал более положительный, чем равновесный, называют коррозией с водородной деполяризацией , коррозию при окислении металла кислородом — коррозией с кислородной деполяризацией . Мы останавливаемся на этом мелком вопросе потому, что название деполяризатор вместо окислитель искажает химическую природу явления. Окислитель поляризует металл, сообщая ему сверх равновесного потенциала некоторую величину Аф, вызывающую окисление, а не снижает Дф, т. е. не деполяризует металл. [c.169]

Металл устойчив благодаря отсутствию примесей, образующих эффективные катоды. Это — случаи коррозии некоторых металлов высокой чистоты с высоким значением перенапряжения водорода, наблюдаемые обычно при коррозии с водородной деполяризацией. Примером может быть относительно высокая стойкость (особенно в начальные периоды коррозии) чистейшего цинка в растворе H2SO4, чистейшего алюминия в растворе НС1, чистейшего магния в растворе Na l, большая устойчивость чистого железа в растворе H2SO4 или НС1 по сравнению с чугуном, и т. д. Скорость коррозии чистых металлов в указанных условиях будет сильно возрастать при загрязнении их небольшими примесями других металлов с более низким перенапряжением водорода. Такой же эффект увеличения скорости коррозии наблюдается при добавлении к коррозионному раствору ионов более электроположительных металлов, которые в результате обменной реакции осаждаются на поверхности корродирующего металла. Характерно для этого случая также увеличение скорости коррозии во времени вследствие накопления на поверхности ускоряющих коррозию примесей (см. рис. 61 на стр. 122). [c.432]

В большинстве случаев коррозия подземных сооружений протекает с преимушественным катодным контролем. Наиболее характерным катодным процессом в грунтовых условиях является кислородная деполяризация с преобладанием торможения транспорта кислорода к металлу. В сильно кислых грунтах может происходить водородная деполяризация. Не исключена также возможность электрохимического восстановления продуктов жизнедеятельности различных грунтовых микроорганизмов. Особенно вероятно в грунтовых условиях возникновение коррозионных пар неравномерной аэрации. [c.110]

Рассмотрим, как при водородной деполяризации состав металла, условия его термообработки, а также вид добавок будут влиять на скорость коррозии. В полном соответствии с механизмом коррозии состав стали в этих условиях значительно скажется на скорости процесса. Так, из данных С. А. Балезина следует, что с ростом содержания углерода в стали до 0,9% скорость ее растворения (а равно и наводороживания) возрастает, а затем снижается за счет перехода структуры стали из феррито-перлитной в перлитно-цементитную. Точно так м<е в кислоте сильно проявляются и особенности термической или химико-термической обработки, стали [8]. [c.159]

НИЮ и потому стоек в воде, нейтральных и многих слабокислых средах, в атмосфере. Широко применяется в технике, особенно в самолетомоторостроении, в химической и пищевой промышленности, транспорте. Сплавы алюминия обладают меньшей коррозионной стойкостью, но имеют более высокую прочность по сравнению с алюминием. Коррозионное поведение алюминия обусловливается химическими свойствами пассивной пленки АЬОз, которой защищена поверхность алюминия. Пленка Л Оз растворяется в сильных неокисляющих кислотах и щелочах (см. рис. 17) с выделением водорода. Алюминий стоек в сильных окислителях и в окисляющих кислотах, например в азотной кислоте, в растворах бихроматов и т. п. Он — один из лучших материалов, применяемых для изготовления цистерн и хранилищ концентрированной азотной кислоты. Хлориды разрушают пленку АЬОз. В контакте с электроположительными металлами (медью, железом, кремнием и др.), а также при наличии в алюминии примесей этих металлов скорость коррозии возрастает. Сравнительно высокая стойкость против коррозии чистого алюминия обусловливается высоким пepeнaпpяжeниeJй водорода на нем. Вероятно поэтому в нейтральных растворах коррозия алюминия протекает с кислородной деполяризацией, а лри содержании в металле названных примесей с низким перенапряжением водорода доля водородной деполяризации возрастает. Следовательно, коррозионная стойкость алюминия сильно зависит от чистоты металла. Контакт с цинком, кадмием безвреден для алюминия, контакт с магнием и магниевыми плaвa ми опасен. Алюминий стоек против газовой коррозии, однако выше 300° С приобретает свойство ползучести. [c.56]

Анализ исследований, выполненных в нашей стране и за рубежом, позволяет отметить следующие характерные особенности воздействия сероводорода на металлы. Воздействие сероводорода проявляется тем сильнее, чем выше прочностные характеристики металла - твердость, предел текучести и предел прочности. Механические напряжения играют большую роль в процессе коррозионного растрескивания, стимулируя электрохимическое локальное растворение металла, и, как следствие, зарождение и развитие трещин. Степень коррозионного воздействия з 1висит от отношения приложенного напряжения к пределу текучести. Исследования влияния pH раствора на коррозию малоуглеродистых сталей в системе НгЗ - СО - НгО показали значительное снижение коррозии с переходом от кислых к нейтральным и щелочным растворам. Считается, что при pH > > 10 коррозионное растрескивание не происходит. Необходимым условием для протекания активных процессов коррозии в сероводородсодержащих средах является наличие влаги, в которой сероводород находится в диссоциированном состоянии. При этом коррозионные процессы приобретают электрохимический характер, катодный процесс протекает с водородной деполяризацией, в результате которой появляется водород в атомарной и молекулярной формах. При относительно малой влажности (4-26 %) сероводород оказывает незначительное влияние на углеродистые стали, вызывая за 30 сут только потускнение его поверхности. Наличие капельной влаги увеличивает коррозию сталей примерно в 100 раз по сравнению с сухим газом [138]. С повышением внутренних напряжений возникает [c.18]

Мы уже указывали, что действие кислот на металлы значительно различается в зависимости от того, имеем ли мы дело с кислотой окислительного или неок ислительного характера. Применительно к процессам коррозии мы будем относить к неокислительным кислотам такие, в которых при коррозии металлов катодный процесс ограничивается только чисто водородной деполяризацией, а к окислительным кислотам — такие, в которых при коррозии металлов превалирующим катодным шроцессом является окислительная деполяризация, т. е. восстановление аниона самой кислоты. Конечно, нельзя провести резкое разделение кислот на окислительные и неокислительные. Азотная кислота — типичная окислительная кислота, однако при невысоких концентрациях она выступает по отношению к ряду металлов, и в том числе по отношению к железу, как неокислительнал кислота. Серную кислоту чаще можно рассматривать как неокислительную кислоту, но при высоких концентрациях по огношению к железу она может действовать также как окислительная кислота. Тем не менее в данных условиях (концентрация кислоты, потенциал коррозии данного металла, температура) мы имеем полное право рассматривать данный электролит и, следовательно, кислоту как имеющую преимущественно окислительный либо неокислительный характер. Особенно характерным делается различие в воздействии окислительных или неокислительных кислот на металл в том случае, когда металл склонен к сильной пассивации под влиянием окислителя и к разрушению защитной пленки активными ионами, как это наблюдается для железа. [c.448]

Процессы с кислородной деполяризацией отличаются от рассмотренных рядом особенностей. Во-первых, бла1годаря более высокой окислительной способности эти деполяризаторы могут вызнать коррозию таких металлов, которые не вытесняют из раствора водород. В слабокиолых и особенно нейтральных и щелочных растворах это значительно расширяет круг. металлов, которые могут подвергаться коррозионным воздействиям. Во-вторых, увеличение свободной энергии, а значит, и движущей силы процесса приводит к тому, что скорость растворения металла с кислородной деполяризацией бывает во много раз больше, чем с водородной. В-третьих, высокий потенциал катодного процесса делает гораздо более вероятным наступление пассивного состояния, а иногда создает возможность и для перапас-сивации металлов. [c.419]