Водородное перенапряжение на сплавах

Скоростью, с которой атомы Наде рекомбинируют друг с другом или с Н , образуя На, обусловлена каталитическими свойствами поверхности электрода. Если электрод является хорошим катализатором (например, платина или железо), водородное перенапряжение невелико, тогда как для слабых катализаторов (ртуть, свинец) характерны высокие значения перенапряжения. При добавлении в электролит какого-либо каталитического яда, например сероводорода или соединений мышьяка или фосфора, уменьшается скорость образования молекулярного Н и возрастает адсорбция атомов водорода на поверхности электрода . Повышенная концентрация водорода на поверхности металла облегчает проникновение атомов водорода в металлическую решетку, что вызывает водородное охрупчивание (потерю пластичности) и может привести к внезапному растрескиванию (водородное растрескивание) некоторых напряженных высокопрочных сплавов на основе железа (см. разд. 7..4). Каталитические яды увеличивают абсорбцию водорода, выделяющегося на поверхности металла в результате поляризации внешним током или коррозионной реакции. Это осложняет эксплуатацию трубопроводов из низколегированных сталей в некоторых рассолах в буровых скважинах, содержащих сероводород. Небольшая общая коррозия приводит к выделению водорода, который внедряется в напряженную сталь и вызывает водородное растрескивание. В отсутствие сероводорода общая коррозия не сопровождается водородным растрескиванием. Высокопрочные стали из-за своей ограниченной пластичности более подвержены водородному ра- [c.58]

Легирование серой и фосфором заметно интенсифицирует растворение в кислотах. Эги элементы образуют соединения с низким водородным перенапряжением к тому же они уменьшают анодную поляризацию, так что коррозия железа увеличивается вследствие ускорения и катодного, и анодного процессов. Скорости коррозии сплавов в растворах кислот представлены в табл. 6.4. [c.125]

В практике защиты металлов от коррозии часто используется эффект уменьшения скорости коррозии при росте водородного перенапряжения. Примерами могут служить добавка специальных веществ, повышающих перенапряжение выделения водорода, в растворы кислот, применяющихся для травления, а также легирование сплавов металлами, увеличивающими водородное перенапряжение. [c.34]

Изменения вызываются аккумулированием на поверхности сплава примесей, которые им от различные характеристики водородного перенапряжения. [c.96]

Область использования торможения катодных процессов, т. е. увеличения катодного, в частности, водородного перенапряжения, сравнительно ограничена и реализуется главным образом, при коррозии в активном состоянии или когда устойчивость пассивного состояния повышается при устранении из сплава катодных примесей. Повышение коррозионной стойкости цинка в кислых средах, а алюминия и магния также и в нейтральных, с уменьшением в сплаве примесей с низким водородным перенапряжением, амальгамирование цинкового электрода с целью уменьшения процесса его саморастворения и некоторые другие случаи, могут быть относительно немногочисленными примерами этого пути повышения коррозионной стойкости сплава. [c.124]

Водородное перенапряжение на сплавах [c.137]

Серная кислота умеренной концентрации, в которой окислителем служит катион Н, не пассивирует сплавы железа с хромом, хотя они склонны к пассивации. Высокое водородное перенапряжение не позволяет таким сплавам достичь фп> и они быстро корродируют. Н. Д. Томашов с сотрудниками [15, 16] предложил снижать [c.205]

Из водных растворов можно выделить электролизом лишь те металлы, потенциал выделения которых положительнее, чем потенциал выделения водорода при той же плотности тока. Нужно учитывать при этом и зависимость потенциала от состава электролита, и перенапряжение, и возможную деполяризацию металла при образовании сплава. Так, именно большое перенапряжение водорода на цинке позволяет выделять цинк даже из кислых растворов, хотя нормальный потенциал цинка значительно отрицательнее водородного. Перенапряжение водорода на ртути в сочетании с деполяризацией при растворении натрия в ртути позволяет получить амальгаму натрия из водных растворов. [c.588]

Фиг. 44. Зависимость водородного перенапряжения на металлургических сплавах N1—Сг в 1-молярном растворе КОН.

Поскольку герметизация свинцового аккумулятора требует минимального газовыделения, свинцово-сурьмяные сплавы для изготовления токоведущих деталей оказываются в данном случае непригодными, так как наличие сурьмы заметно снижает как водородное перенапряжение на отрицательном электроде, так и кислородное перенапряжение на положительном электроде. Высокое перенапряжение выделения кислорода и водорода свойственно сплаву РЬ—Са (0,1—0,2% Са), что обеспечивает низкий саморазряд аккумулятора. Кроме того, этот сплав обладает высокой коррозионной стойкостью, механической прочностью и невысокой стоимостью. Имеются и недостатки пониженные литейные свойства, нестабильность состава из-за повышенной окисляемости кальция, высокое переходное электрическое сопротивление на границе решетка — диоксид свинца. Окисляемость кальция уменьшают, легируя сплав алюминием (0,05%) переходное сопротивление снижают, вводя в электролит добавку фосфорной кислоты. [c.190]

При анодном процессе (кривая аз ) коррозия идете водородной деполяризацией, так как протекает при потенциалах более отрицательных нормального водородного потенциала Янг А , з> Д аз, т. е. наблюдается катодный контроль. Скорость коррозии может быть понижена при наличии (В сплаве включений, повышающих перенапряжение водорода. [c.7]

Большое ускорение коррозии в кислотах отмечено у цинка, содержащего в виде примесей железо и олово или медь. Магний, корродирующий даже в нейтральном электролите с водородной деполяризацией, также подвергается сильной коррозии при загрязнении его железом. Введение в состав сплава примесей с повышенным перенапряжением или вторичное их осаждение на поверхности основного металла, наоборот, должно привести к уменьшению скорости растворения сплава. Например, скорость коррозии железа резко уменьшается в кислоте при введении в нее мышьяковистых соединений. Вторичное осаждение на поверхности железа мышьяка, обладающего высоким [c.10]

Другим фактором, который следует учитывать при катодной защите, является возможность наводороживания металла, что может приводить к водородной хрупкости и растрескиванию высокопрочных материалов. Если начальный потенциал анодного процесса отрицательнее равновесного потенциала водорода и перенапряжение выделения водорода на защищаемой поверхности невелико, то полная защита делается практически невыгодной. Например, катодная защита магниевых сплавов по этой причине малоэффективна. [c.142]

Если у металла или сплава потенциал пассивации более отрицательный, чем потенциал катодного процесса водородной деполяризации на сплаве с катодной добавкой, то вполне возможна пассивация сплава за счет водородной деполяризации. На рис. 62 приведены катодные и анодные потенциостатические кривые для титана и сплава + 1% Р1 в 40%-ной Н23 04 нри 25 и 50° С [134]. Из этих кривых видно, что перенапряжение водорода при введении в титан 1 % Р1 снижается на 350—400 мв. Вследствие этого стационарный потенциал сплава титана с платиной смещается в положительную сторону, в область пассивных значений, где процесс анодного растворения титана сильно заторможен. Это обеспечивает высокую коррозионную стойкость сплава титана с платиной. [c.90]

Ряд методов снижения коррозии связан с торможением катодного процесса. Например, сюда относится применение катодных ингибиторов, увеличивающих перенапряжение катодной деполяризующей реакции, уменьшение концентрации катодных деполяризаторов в растворе (например, водородных ионов или растворенного кислорода), снижение активных катодных включений в сплаве и некоторые другие. [c.6]

Перенапряжение водорода имеет большое значение в процессах коррозии металлов с водородной деполяризацией. Чем больше величина перенапряжения водорода на катодной составляющей сплава, тем медленнее протекает процесс водородной деполяризации, а следовательно, и коррозионный процесс. [c.83]

Кинетические параметры реакции электролитического выделения водорода известны для подавляющего большинства чистых металлов и для некоторых сплавов как в кислых, так и в щелочных растворах [53]. Одним из нас показано, что перенапряжение водорода, а также ток обмена водородного электрода представляют периодическую функцию атомных номеров катодных металлов в системе элементов Д. И. Менделеева [54, 55]. Характер этой зависимости иллюстрируется рис. 3, из которого видно, что в каждом периоде наиболее высокие перенапряжения водорода (соответственно наиболее малые токи обмена) наблюдаются на зр-металлах и на -металлах с малым заполнением -оболочки, а наиболее низкие перенапряжения наблюдаются у -металлов с наиболее высоким значением -оболочки. У металлов электронных аналогов перенапряжения водорода близки. В качестве катодных материалов целесообразно выбирать металлы, отличающиеся малыми токами обмена реакции Н+ + е ->" /2 и одновременно характеризующиеся высокими значениями константы Ь уравнения Тафеля. [c.102]

Теории электрохимической коррозии н пасснвиостн металлов лежат в основе методов их защиты от коррозии. К числу их относятся методы, направленные на снижение тока коррозии за счет повышения поляризации коррозионных процессов. Например, повышение водородного перенапряжения введением в коррозионную среду специальных веществ — ингибиторов — резко снижает растворение металла при коррозии с водородной деполяризацией. Предварительное удаление кислорода из агрессивной среды способствует снижению коррозионного тока. Широкое распространение получило нанесение защитных покрытий па поверхность металла металлических, лакокрасочных, полимерных, пленок из труднорастворимых соединений металлов (оксиды, фосфаты) и т. п. Высокой коррозионной устойчивостью обладают металлические сплавы (например, нержавеющие стали), поверхность которых находится в пассивном состоянии. Существуют электрические методы защиты металлов от коррозии, связанные с применением поляризующего тока. Металлу задается потенциал, при котором процесс его растворения исключается или ослабляется. Например, защищаемый металл поляризуется катодно, а анодом служит дополнительный кусок металла. Электрические методы применяются при защите крупных стационарных сооружений. [c.520]

Медные ДСК-электроды с опорным скелетом из карбонильного никеля ведут себя аналогично никелевым ДСК-элек-тродам, ибо прн спекании всегда образуется также небольшое количество сплава N1—А1, который при активации дает никель Ренея. Этот никель Ренея и ведет к уменьшению водородного перенапряжения электрода. [c.294]

По возрастанию своей катодной эффективности их можно расположить примерно в такой ряд Си, Ш, Мо, N1, Не, Ки, Рс1, Pt, приближенно отражащий возрастание величины водородного перенапряжения на этих металлах и увеличение угла наклона катодной кривой на диаграмме (рис. 39). Видно, что даже при постоянной анодной характеристике титана или титанового сплава увеличение присадки катодного металла или его эффективности может приводить к самопассивации сплава. [c.129]

Помимо уменьшения площади катодных включений в сплаве, уменьшения его общей катодной активности можно-достичь увеличением перенапряжения катодного процесса,. В качестве иллюстрации здесь следует указать на снижение водородного перенапряжения и связанное с этим уменьшение скорости растворения цинка, содержащего примеси Ре, Си или благородных металлов, путем его легирования кадмием, ртутью или простЫхМ амальгамированием его поверхности. По имеющимся в литературе данным можно также заключить, что дополнительное легирование марганцем (до 0,5—1%) технического магния и некоторых гетерогенных магниевых сплавов на основе технического магния, содержащих заметные примеси железа, значительно снижает скорость их коррозии в растворах хлоридов. Это, по-видимому, также определяется увеличением катодного перенапряжения на железной микроструктур-ной составляющей при введении в сплав марганца. [c.15]

Более сложный характер зависимости водородного перенапряжения от состава металлургических сплавов Ад—А1, kg— п. Ад— 5п, Ад—5Ь и Си—5Ь, отожженных в течение 24 час., установлен Озани [75]. Во всех случаях было отчетливо установлено снижение перенапряжения в области е-фаз . [c.73]

Подобное же снижение водородного перенапряжения в области е-фаз для сплавов Си—5п в 2н. растворе НаЗО при температуре 25° наблюдали Редер и Эфджестед [68 ] и Томсон [74 ] — для сплавов Ад—2п в 1 н. растворе Нг804 при той же температуре. [c.73]

В результате комплексного исследования влияния легирования на стойкость сталей к растрескиванию в сероводородсодержащих электролитах предложен ряд низколегированных сталей, обладающих в д нных средах повышенной стойкостью [28]. Кроме того, предложены стали, легированные редкоземельными элементами, а также высоколегированные сплавы Ni—А1 — сплав после горячей прокатки и старения, Ni- u— Fe - сплавы типа инконель после отж-ига или холодной обработки и ряд других. Есть основание считать, что редкоземельные элементы рафинируют сталь от металлоидов (кислород, водород), вязывают мышьяк, серу и фосфор в тугоплавкие соединения и вместе с тем снижают перенапряжение вьщеления водорода на металле, препятствуя водородной хрупкости [8]. [c.120]

Известно, что изменением состава малоуглеродистых сталей, если только не доводить их до высоколегированных сплавов, не удается повысить коррозионную стойкость этих сталей в морской или речной воде. Последнее объясняется тем, что скорость коррозии сталей в нейтральных электролитах определяется скоростью протекания катодной реакции восстановления кислорода, которая в свою очередь лимитируется доставкой кислорода к катоду (концентрационной поляризацией по кислороду). Если это так, то изменить скорость процесса можно, изменив лишь условия диффузии. В то же время известно, что при коррозии металлов с водородной деполяризацией, когда скорость процесса определяется, благодаря отсутствию концентрационной поляризации (подвижность и концентрация ионов водорода высокие), скоростью протекания самой электрохимической реакции (перенапряжением), можно изменением состава металла путем введения элементов с высоким пгренапряжением водорода резко изменить коррозионную стойкость сплава. [c.232]

Гидрид олова SnH4. Существование этого водородного соединения олова было обнаружено в 1919 г. Панетом (Paneth), который вначале получил его разложением сплава олова с магнием (содержащего соединение Mg2Sn) 4 п. соляной кислотой. Позднее он приготовил это соединение с лучшим выходом катодным восстановлением растворов солей олова на электродах с перенапряжением (лучше всего на свинцовых электродах). [c.574]

Температура спекания, которая обычно у всех электродов составляла 650° С, в этой серии опытов изменялась от 550 до 850° С через каждые 50° С. До 800° С (в пределах точности измерений) не выявилось никакого влияния температуры кривые располагались в области низких перенапряжений, обычных для водородных ДСК-электродов. Напротив, характеристика электрода, полученного спеканием при 850° С, была значительно хуже она примерно совпадала с характеристиками электродов, изготовленных только из одного карбонильного никеля. Причина такого ухудшения заключается в том, что при 850° С сплав Ренея заметно реагирует с карбонильным никелем опорного скелета и теряет свою активность. Сплав Ренея при этом переходит (вследствие ухода из него алюминия) в интерметаллическую фазу AlNi, устойчивую по отношению к применяемому для активации КОН. [c.178]

В сплаве с + -структурой сс-фаза содержит менее 1%) Мо, а -фаза около 30% Мо [523]. В связи с этим фазы резко отличаются по своим электрохимическим характеристикам. Поверхность образцов в процессе коррозии покрывается тонкодисперс-ным черным слоем, который рентгенографически идентифицируется как чистая -фаза [524]. В раствор переходит преимущественно а-фаза, и содержание молибдена в растворившемся металле не превышает 3,3% (масс.). С увеличением количества -фазы на поверхности, которая дисперсна и обладает более низким перенапряжением водорода [527], облегчается процесс водородной деполяризации, что вызывает увеличение тока сопряженного анодного процесса, так как происходит смещение кор в положительном направлении, но потенциал пассивации не достигается. [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология