ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА С ЖЕЛЕЗОМ И СТАЛЬЮ

Существует несколько предположений относительно механизма анаэробной коррозии стали, железа и алюминия под действием сульфатредуцирующих бактерий. Наибольший интерес представляют следующие. 1) Коррозия протекает в результате катодной деполяризации, проявляющейся в деполяризации катодного участка корродирующего металла путем перемещения и потребления бактериями поляризованного водорода. 2) Коррозия протекает в результате катодной деполяризации твердыми сульфидами железа, образующимися в результате взаимодействия ионов железа с сульфид-ионами, которые являются конечным продуктом бактериального восстановления сульфатов. [c.69]

До сих пор речь шла о развитии теории Бренстеда в направлении ее уточнения и расширения без изменения самого главного ее отправного положения, а именно положения об определяющей роли водорода в кислотно-основном взаимодействии. Между тем еще в 20-х годах Льюисом [147] были проложены новые пути развития теории кислот и оснований, пути, как говорят, ограничивающие культ протона . Льюис кислотами назвал акцепторы пары электронов, а основаниями — доноры этой пары (см. [ПО, гл. 16]). Со временем идеи Льюиса были распространены и на катализ [111, стр. 231]. Давно известные катализаторы — трехфтористый бор, галогениды алюминия, хлорное олово, хлорное железо — стали интерпретироваться как апротонные, или льюисовские, кислоты. Следуя за Шатенштейном [111], обосновавшим необходимость выделения водородных кислот в особую группу реагентов, целесообразно называть льюисовские акцепторы электронной пары кислотоподобными веществами. [c.347]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА С ЖЕЛЕЗОМ И СТАЛЬЮ [c.7]

Полученные результаты показывают, что наименьшее количество абсорбированного водорода содержится в образцах, находившихся в растворах НЫОз, несмотря на то, что сталь в растворах НЫОз корродирует с максимальной скоростью по сравнению с другими кислотами. Среднее содержание водорода в стали в этом случае не превышало 1,7 см /100 г, а обычно было менее 1 см /ЮО г. Такое поведение стали в азотной кислоте следует отнести за счет ее высокой окислительной способности. По-видимому, выделяющийся при взаимодействии металла с кислотой водород, почти полностью расходуется на восстановление иона ЫОз до соединений, содержащих азот с более низкой валентностью. Известно, что при растворении железа в азотной кислоте газообразные продукты реакции состоят главным образом из N02, N0, N2 и NHз, соотношение между которыми зависит от концентрации кислоты и степени нагартовки металла. [c.111]

В условиях водородной коррозии в первую очередь происходит взаимодействие водорода с карбидом железа как менее устойчивым по сравнению с другими карбидными составляющими стали. Эта реакция протекает быстро, и механические свойства стали при этом изменяются в зависимости от количества и размещения карбидов железа. Связать углерод в смешанные или самостоятельные карбиды других элементов, более устойчивые, чем карбид железа, можно путем легирования хромом, молибденом, вольфрамом, ванадием, титаном и некоторыми другими элементами. Степень повышения стойкости стали по отношению к водороду зависит от того, образуют ли легирующие элементы самостоятельные карбиды или растворяются в карбиде железа, стабилизируя его. [c.59]

Водород, используемый для гидрирования, также вызывает коррозию сталей. При диффузии водорода в сталь происходят изменения ее структуры, связанные с взаимодействием водорода с карбидом железа, в результате чего образуется метан и происходит обезуглероживание и разупрочнение стали . [c.153]

При взаимодействии материала стенок (стали) с хлористым водородом на них образуется пленка хлористого железа % которая оказывает защитное действие против коррозии. Однако эта пленка сохраняется только до температуры 500-550 С, при более высокой температуре хлористое железо возгоняется и защитные свойства пленки исчезают. Следует иметь в виду, что образование хлористого железа возможно только при работе печи с избытком водорода, т,е, в восстановительной среде. [c.70]

В стали вместо -фазы образуется более хрупкий твердый раствор водорода в железе. Образовавшийся при обезуглероживании стали метан и растворенный водород вызывают большие дополнительные внутренние напряжения, которые приводят к возникновению микро - и макротрещин, преимущественно на фа-ницах зерен металла. Скорость водородной коррозии в значительной степени зависит от глубины обезуглероживания стали, которая определяется многими факторами давлением водорода, температурой, толщиной металла, временем взаимодействия и др. [c.20]

Под давлением метана (порядка 10 —10 кГ/сл ) возникают высокие напряжения, вызывающие появление трещин и разрушение связи между зернами. Это приводит к снижению механических свойств (пластичности и прочности) стали. Сталь становится хрупкой, и при длительной эксплуатации может произойти разрушение аппаратуры, работающей под давлением. Взаимодействие водорода с карбидами железа возможно при температуре водородной среды свыше 300° С. Увеличение давления среды интенсифицирует процесс проникновения водорода и ускоряет реакцию обезуглероживания цементита. [c.552]

Значительную проблему представляет выбор конструкционных материалов в случае очистки газов от фтора, фтористого водорода и других фторсодержащих соединений. Абсорбционные башни изготавливают либо из дерева с деревянной обрешеткой, либо из листовых пластмасс. Удовлетворительным облицовочным материалом являются графитовые кирпичи при очистке газов, содержащих элементарный фтор. Можно использовать никель и его сплавы, так как образующаяся пленка фторида никеля защищает металл от дальнейшей коррозии. При взаимодействии со сталью образующийся фторид железа представляет собой порошок с плохой адгезией,, поэтому стали не применяют тогда, когда возможен контакт с этими газами, особенно при повышенных температурах. [c.140]

Особенно интенсивно коррозионное растрескивание протекает в сероводородсодержащих сред , в которых при коррозии сталей вследствие взаимодействия сероводорода с железом выделяется водород [c.43]

В 1916 г. на заводе химического концерна И. Г. Фарбениндустри этот карбонил был обнаружен в длительно лежащем стальном баллоне, в котором находилась смесь окиси углерода и водорода под давлением. Оказалось, что водород, восстановив окислы железа, которые всегда покрывают поверхность стали, активизировал внутреннюю поверхность и железо вступило во взаимодействие с окисью углерода. Этому способствовало достаточно высокое дав- [c.14]

Электрокоррозия. Окислительно-восстановительный процесс, сопровождающийся окислением данного металла и восстановлением окислителя на его поверхности, называется коррозией этого металла. Коррозия может быть химической и электрохимической. Если металл взаимодействует с сухим, т. е. лишенным влаги, газом (кислородом, сернистым газом, сероводородом, хлористым водородом и т. п.) или с жидким неэлектролитом (бензином, смолой и т. п.), то коррозия называется химической. Коррозия называется электрохимической, когда при соприкосновении металла с влажным воздухом или с растворами электролитов образуются непрерывно действующие гальванические микроэлементы, в которых более активные составные части металла служат отрицательными электродами- (анодами) и поэтому окисляются, а менее активные — положительными электродами (катодами), на которых окислители восстанавливаются. В случае совершенно чистых металлов активными участками (анодами) являются более мелкие кристаллики, ребра, вершины или более значительные дефекты решетки, а менее активными (катодами) — более крупные кристаллики, грани и менее значительные дефекты кристаллической решетки. Например, в сталях катодными участками являются различные карбидные включения, а анодными — сам металл (железо). [c.310]

Средах может быть связано с насыщением стали водородом, получающимся при взаимодействии железа и сероводорода [c.98]

Водород Нг — бесцветный газ, в свободном от примесей состоянии не имеющий ни запаха, ни вкуса. Он не поддерживает горения соединений углерода. Сам водород горит как в чистом кислороде, так и на воздухе. При поджигании смеси двух объемов водорода с одним объемом кислорода ( гремучий газ ) взаимодействие газов происходит почти мгновенно и сопровождается взрывом. Хотя во дород не поддерживает дыхания, но он не ядовит. Водород является самым легким из всех известных газов он в 14,5 раз легче воздуха. Молекулы водорода движутся быстрее всех остальных газовых молекул. Водород среди других двух- и многоатомных газов характеризуется наибольшим коэффициентом диффузии (см. табл. 2). Он легче всех других газов диффундирует через пористые перегородки при температурах выше 1000° сравнительно легко проникает через железо и сталь легко диффундирует через резину и фарфор. Не проникает при комнатной температуре через стекло. Тугоплавкое стекло не пропускает водород даже при 600°. Диффузия водорода через сплавленный кварц становится заметной при 200°. [c.20]

Травление железа применяют при производстве оцинкованного железа для получения гладкой поверхности, хорошо смачиваемой расплавленным цинком, а также после термической обработки стали для очистки ее от окалины и ржавчины. Прн погружении железа в серную кислоту растворяются находящиеся на поверхности окислы железа и небольшая часть металлического железа. Хотя в процессе травления в серной кислоте растворяются окислы трехвалентного железа, на практике отработанный травильный раствор содержит почти исключительно сернокислую закись железа РеЗОд. Это можно объяснить восстановлением трехвалентного железа водородом, выделяющимся при взаимодействии серной кислоты с металлическим железом. [c.380]

Нагревание в атмосфере водорода использовали для определения нитридного азота (переводом его в аммиак) и серы (переводом ее в сероводород). Нитриды железа и марганца количественно взаимодействуют с водородом при 800 и 500 С соответственно, нитриды алюминия, бора, хрома, кремния, натрия, тантала, титана и ванадия или не взаимодействуют совсем или взаимодействуют в незначительной степени. Различия в реакционной способности можно использовать для идентификации так называемого летучего и нелетучего азота в сталях летучий азот включает свободный азот и азот, связанный с железом и марганцем. По одному методу пробы нитрида железа и марганца нагревают в токе водорода при 500—750 °С [6,16—6,18]. Другой метод дает возможность определить нитрид кремния в стали стружку смешивают с гидроксидом и карбонатом натрия и нагревают до "950 С [c.278]

Разбавленная кислота pa TBOjpfleT металлы с выделением горючего газа водорода я образованием сульфатов. Щелочные и щелочноземельные металлы с кислотой взаимодействуют бурно, с самовозгоранием. Серная кислота концентрацией -более 75% не взаимодействует с железом (сталью). Некоторые горючие вещества цри контакте с концентрирован-н-ой серной кислотой самовозгораются. [c.34]

Технически водород получают главным образом взаимодействием при высоких температурах окиси углерода с водяиы.м паром (H2O-f- 0 = 02 + H2) или выделением его из коксового газа путем сильного о.хлаждения последнего. Иногда пользуются также действие.м паров воды на раскаленное железо или разложе-кие.м воды электрически.м токо.м. Транспортируют водород в сталь-Бых цилиндрах, где он заключен под больши.м давление.м. [c.86]

При этом способе изделия в качестве катодов завешиваются в ванну, наполненную раствором щелочи или солей щелочных металлов. Анодами служат пластины из железа, стали или никеля, практически стойкие в щелочном растворе. Температура раствора—60—80°. Катодная плотность тока поддерживается в пределе 3—10 а/дм . В процессе электролиза на катоде выделяется водород, а на аноде совершается разряд ОН -ионов. Благодаря энергичному разряду ионов водорода на катоде слой электролита, прилежащий к поверхно-. сти обрабатываемых изделий — катодов, обогащается ионами гидпоксила ОН, которые вступают во взаимодействие с животными и растительными жирами, переводя их в мыла. В свою очередь выделяющиеся на катодах пузырьки газообразного водорода механически облегчают отделение масла от поверхности металла. [c.147]

Внутреннее трение. Два максимума, наблюдаемые в значении коэффициента внутреннего трения, могут быть обусловлены разрядом водорода (наводороживанием) [13, 24]. Первый максимум или максимум Снука, наблюдаемый некоторыми исследователями при 50 К, как полагают, связан с активизированной напряжениями диффузией водорода. Такая точка зрения подтверждается хорошим соответствием значений энергии активации и коэффициента диффузии, полученных при измерении внутреннего трения и экстраполяции результатов при высокотемпературной диффузии. Кроме того, этот низкотемпературный максимум появляется сразу же после наводороживания и уменьшается по величине с увеличением длительности вылеживания стали. Второй максимум (максимум при наклепе), наблюдаемый при более высоких температурах (100—150 К), как считают, обусловлен взаимодействием образующихся дислокаций и водорода. Этот максимум не обнаруживается на стали, только что подверженной наводорожива-нию, но обнаруживается после значительного времени вылеживания. Исследование внутреннего трения дает важную информацию о взаимодействии водород — дислокации и диффузии водорода в железе и стали. [c.268]

Первый ингибитор сероводородной коррозии ИФХАНГАЗ-1В был получен с помощью реакции цианэтилирования вторичных аминов. В результате взаимодействия железа с сероводородом и органическим катионом ингибитора на поверхности металла возникают устойчивые соединения, затрудняющие протекание электрохимических реакций. Вследствие наличия нитрильной группы СЫ ингибитор ИФХАНГАЗ-1В обладает свойством антивспенивания. Он также подавляет образование пены, появляющейся по различным технологическим причинам. Ингибитор имеет высокие защитные свойства при малых концентрациях в среде, которые усиливаются при увеличении в ней содержания сероводорода. Реагент способен увеличивать перенапряжение водорода более чем на 150 мВ и при этом сильно затруднять анодную реакцию, уменьшая ток саморастворения на два порядка. Незначительное содержание ингибитора ИФХАНГАЗ-1В в среде резко снижает наводороживание стали. [c.222]

При наличии в водном растворе абразивных частиц происходит эрозия стали, и при достаточно большой скорости потока поверхность стали обновляется. В сероводородсодержащем потоке абразивные частицы снимают продукты взаимодействия сероводорода с железом, способствующие проникновению образовавшегося в процессе коррозии водорода в объем металла. Продукты взаимодействия железа с сероводородом служат катализатором, при их удалении вследствие эрозии снижаются скорость катодного процесса и проникновение водорода в объем металла и, следовательно, уменьщается его охрупчивание. Это бьшо экспериментально показано в работе [24] степень охрупчивании стального цилиндра при увеличении скорости tro вращения в сероводородсодержащей буровой промывочной жидкости (БПЖ) непрерьшно увеличивалась в случае отсутствия абразивных частиц, а при наличии в БПЖ гематита становилась ничтожно маЛой при Достаточно большой скорости вращения стального цилиндра (рис. 9). [c.29]

Этим объясняется широкое развитие И. среди переходных металлов по группам, горизонтальным и диагональным рядам пераодаческой системы элементов. В связи с этим при легировании сталей и чугунов главнейшими металлами являются титан, ванадий, хром, марганец, никель, молибден и вольфрам. В первом приближении период решетки твердых растворов аддитивно связан с периодами решеток компонентов. При несовершенном И. с понижением т-ры может происходить распад твердых растворов с образованием двух- или многофазных систем. Подобное яв-.тоние используют для старения металлов, т. е. получения после закалка дисперсноупрочненных сплавов (см. Дасперсноупрочненные материалы), характеризующихся повышенной твердостью, изменением магн. и электр. св-в. В твердых растворах второго рода атомы компонентов отличаются электронным строением и геометрическими характеристиками. В междоузлия металла внедряются атомы неметалла, не изменяя структуры исходного металла (сплава), что предполагает низкую концентрацию внедренных атомов. Твердые растворы внедрения образуют водород, углерод и азот. Содержание углерода в твердом растворе альфа-железа (см. Железо) — 0,025 ат.%, в гамма-железе — 2,03, в твердом растворе ниобия — 0,02 ат.%. Увеличение концентрации усиливает хим. взаимодействие атомов металла и неметалла, изменяет электронную и кристаллическую структуру, вызывает образование внедрения фазы,. Расчет радиусов междоузлий для гексагональных плотноупакованных, гранецентрированных кубических и объемноцентрированных кубических структур позволил сделать вывод о возможности внедрения атомов при гх/гщ < 0,59, где — радиус атома неметалла — радиус ато- [c.487]

Широкое применение для защиты металлов от коррозии в кислых средах и при обработке скважин соляной кислотой нашли ингибиторы БА 6 и ГМУ, представляющие собой смесь циклических азотсодержащих соединений. Исследование механизма защитного действия этих ингибиторов методами измерения емкости двойного слоя и снятия электрокапиллярных кривых на электродах показывает, что они, в основном, адсорбируясь на поверхности металла, блокируют его. В результате чего замедляется как катодная реакция ионов водорода, так и анодная реакция ионизации металла. Причем галогенид-ионы в зависимости от заряда поверхности металла обладают синергетическим действием. Установлено, что в начальной стадии растворения стали Ст. 10 в растворах фтористоводородной кислоты образуется фторид железа FeF2, с которым взаимодействует ингибитор с образованием комплексных ионов. При этом создается фазовый барьер, препятствующий подводу агрессивных ионов к поверхности металла и растворению железа [31]. [c.245]

На скорость взаимодействия литня с водородом влияют чистота металлического лнтия, водорода, давление водорода, дисперсность применяемого металла, его агрегатное состояние, материалы, используемые для коиструнровання аппаратуры, и другие факторы. Чаще всего для реакции водорода с литием исходным сырьем является расплавленный литий (температура плавления 186° С). Поскольку. металлический литий легко реагирует с большинством конструкционных материалов, необходимо тщательно подходить к подбору материала аппаратуры. На практике в качестве материала реактора используют нержавеющую сталь и армко-железо. [c.35]

Теперь необходимо объяснить стабилизирующее действие поглотителей хлористого водорода. Поскольку соединения железа значительно ускоряют разложение поливинилхлорида иа воздухе, Арлман (70 1 предположил, что роль стабилизаторов сводится к предотвращению взаимодействия хлористого водорода с материалом (сталь) валков в ходе переработки и, следовательно, к предотвращению введения в полимер небольших количеств соединений железа. Однако это объяснение не вполне удовлетворительно, так как стабилизация наблюдалась и в случае полимеров, находившихся в контакте только со стеклом [71]. Хотя стабильность технических пластмасс, полученных на основе хлорсодержащих смол, зависит до некоторой степени от выбора наполнителя и пластификатора [72], однако наиболее важным фактором является эффективность стабилизатора. Из рассмотренных выше фак тов следует сделать вывод, что идеальная стабилизирующая система должна включать компоненты, каждый из которых в значительной степени обладает следующими четырьмя свойствами. [c.234]

Первоначально термин активация имел отношение к усилению абсорбционных и адсорбционных свойств, но со временем его стали относить и к каталитическим свойствам. Обработка сильными минеральными кислотами приводит к изменению ряда химических и физических свойств глин, причем некоторые свойства мало изучены и зависят от концентрации кислоты, температуры и времени контакта. Было исследовано, каким образом различные изменения в глинах влияют на каталитические свойства, а именно 1) на замену обменпоспособных катионов водородом или другими кислотными ионами 2) па растворение глины, т. е. но существу алюминия,, магния и железа, а также на растворение и пептизацию кремневой, кислоты (сопровождающуюся раскрытием структуры, увеличением объема пор и доступной поверхности) 3) па образование новых фаз путем взаимодействия диспергированных частиц и растворенных веществ или этих частиц и веществ с оставшимся скелетом вещества1 глины. [c.25]

Очистку водорода от примеси кислорода проводят в контактных аппаратах, где газы проходят слой подогретого катализатора. При этом водород взаимодействует с содержащимся в нем кислородом, образуя воду. В качестве катализатора ранее использовали платинированный асбест, мелко раздробленную медь, серебро и железо. Затем стали применять палладиевые катализаторы — палладий, нанесенный на пемзу, силикагель и другие носители. Такие катализаторы обеспечивают высокую степень очистки, но довольно дороги. Наиболее дешевы и эффективны для очистки водорода ни-кельалюминиевый и еще более активный никельхромовый катализаторы, которые в основном и применяются в настоящее время. [c.200]

В отличие от нержавеющих сталей состава 18% Сг, 8—14% N1, 25% Сг и 20% N1, остальное железо, сплав № 2 практически не науглероживается, очень мало окисляется, практически не взаимодействует с серой, водородом, сероводородом и другими соединениями при высоких температурах зерно сплава резко возрастает, что приводит к снижению пластических свойств сплава при комнатной температуре. [c.333]

Хлор весьма легко вступает в химическое взаимодействие почти со всеми элементами (за исключением углерода, азота и кислорода), причем особенно энергично соединяется с металлами. Расплавленный натрий сгорает в атмосфере хлора с ослепительно ярким светом при этом образуется хлорид натрия Na l. Медь, железо, олово и другие металлы, будут и предварительно нагреты, также сгорают в атмосфере хлора с образованием соответствующих хлоридов. Жидкий хлор при обыкновенных условиях практически не действует на сталь, что и дает возможность сохранять его в стальных баллонах. С водородом нри обыкновенной температуре хлор соединяется медленно, с образованием НС1 если же смесь водорода с хлором нагреть, то химическое взаимодействие между ними происходит моментально, сопровождаясь взрывом. Такое же дей- [c.104]

По гидридному методу окалину удаляют при высокой температуре в ванне с равплавленной каустической содой, содержащей гидрид натрия, который образуется при добавлении металлического натрия в пропускания водорода. Процесс протекает довольно быстро,не вызывая пере-травляваняя основного металла. Этим методом можно травить сталя, плохо поддаящяеся травлению другими методами. Чтобы гидридный метод травления был эффективен, необходим непрерывный режим работы, так - как в результате охлаждения расплав поглощает влагу, при взаимодействии с которой гидрид натрия превращается в едкий натр. Осуществление гид-ридного метода травления требует проработки вопроса аппаратурного оформления процесса, так как, по имеющимся данным, гидридная ванна, выполненная яз котельного железа толщиной 16 мм,уже после года эксплуатации выходит ИЗ строя. [c.133]

Углерод. Влияние углерода на реакции взаимодействия железа с кислородсодержащими газами определяется в большой мере обезуглероживанием при температурах выше приблизительно 700° С. Как известно и как это неоднократно подтверждалось (см., например, работу Остина [745]), обезуглероживание стали водородом сильно ускоряется в присутствии водяного пара или при использовании листовой стали с цветами побежалости. Если углеродсодержащее железо соприкасается с газом, содержащим кислород даже в малой примеси, то образующаяся окись углерода создает значительное давление. зависяп1ее от температуры, концентрации углерода в стали и концентрации кислорода с. газовой среде. Ясно, что выделение окиси углерода (наряду с углекислым газом) должно отразиться на окислении сталей. Этот выделяющийся газ препятствует н какой-то мере созданию [c.320]

При травлении стали кислотой происходит не только растворение окислов, но и железа. Водород, выделяющийся при взаимодействии кислоты с железом, частично поглощается последним и служит причиной охрупчивания металла и появления пороков в покрытиях ( рыбья чешуя в эмалях, пузыри и т. д.). Поэтому в растворы кислот рекомендуется вводить добавки ингибиторов (0,3—0,5 г/л), которые препятствуют растворению металла, существенно не снижая скорость растворения окалины. Сильным ингибирующим действием в отношении черных металлов обладает ряд синтетических веществ (например, бутилнитрит, бензотритион, ди-бензилсульфоксид) и некоторые вещества естественного происхождения (сапропель, отруби и другие). Ингибиторам, выпускаемым отечественной промышленностью, присвоены марки ЧМ, И-1-А, И-1В, И-1Е, КПИ-1, КО, БА-6, катапин А и т. д. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология