Структура продуктов коррозии железа

Сульфид-ионы участвуют в образовании продуктов коррозии железа, состоящих из гидроксида, оксида и сульфида железа (II), которые имеют рыхлую структуру и облегчают развитие бактерий прямо на поверхности металла. [c.19]

Пленки ржавчины, образующиеся в атмосферных условиях, могут иметь защитные свойства поэтому скорость коррозии со временем снижается (рис. 8.1). Это справедливо, хотя и в меньшей степени, для чистого железа, скорость коррозии которого относительно высока по сравнению с более устойчивыми медьсодержащими или низколегированными сталями. На этих сплавах образуются пленки с плотной структурой и хорошей адгезией, тогда как на чистом железе продукты коррозии рыхлые порошкообразные. Через некоторое время скорость коррозии достигает устойчивого значения и обычно слабо меняется в дальнейшем. Это свойственно и другим металлам, о чем свидетельствуют данные, полученные Американским обществом по испытанию материалов (табл. 8.2). Различия в скорости коррозии за 10 и 20 лет находятся в пределах ошибки эксперимента. [c.171]

Структура продуктов коррозии также оказывает определенное влияние на степень коррозионного разрушения металла. Новые продукты коррозии могут ускорять коррозию благодаря их деполяризующему действию. По истечении времени они становятся более плотными и замедляют процесс дальнейшего разрущения металла. Исследования показали, что количество железа в них меняется по толщине слоя 68,5 52 и 28,3%, соответственно в непосредственно прилегающих к поверхности стали в среднем и наружном подслоях. Немалую роль играет адгезия продуктов коррозии. Продукты коррозии, образованные под влиянием атмосферных осадков на стали, легче смываются с поверхности, чем образованные под влиянием более минерализованной морской пыли и морского аэрозоля. [c.43]

Все это привело авторов к выводу, что порог коррозии определяется структурой продуктов коррозии, образованных предварительно на железе. Последний совпадает с относительной влажностью, отвечающей максимуму конденсации. [c.348]

Однако внешние слои продуктов коррозии ие могут рассматриваться как инертная фаза, не оказывающая влияния на коррозионный процеос. Имеются все основания предполагать, что повышенная абсорбционная способность по отношению к влаге и агрессивным примесям в воздухе [2,71] может приводить к интенсивному течению коррозионных процессов даже в тех условиях, где чистая поверхность металла сохраняет пассивное состояние. Действительно, если проследить за соотношением скоростей коррозии металлов в открытой атмосфере и в жалюзийных помещениях, т. е. в тех условиях в которых образуются разные по структуре продукты коррозии, то оказывается, что скорость коррозии в закрытом помещении через определенное время становится больше, чем в открытой атмосфере (например, в случае железа, алюминия и его сплавов [125] и др. Последнее связано с тем, что в помещении растворимые компоненты продуктов коррозии сохраняются на поверхности металла, в то время как в открытой атмосфере они периодически смываются. Таким образом, проявляется двойственная роль продуктов атмосферной коррозии. [c.181]

Синтетические алюмосиликатные катализаторы более устойчивы при переработке сернистого сырья. Как правило, процессы формирования структуры этих катализаторов проводят при температуре прокаливания 700—800° С. Вследствие этого при регенерации катализатора при температурах, не превышающих 650° С, заметной дегидратации поверхности не происходит. Однако при переработке сернистого сырья происходит так называемое вторичное отравление катализатора продуктами коррозии аппаратуры. В процессе каталитического крекинга при переработке сернистого сырья или сырья, содержащего минеральные соли, в связи с большой подачей пара происходит интенсивная коррозия стенок аппаратов (реакторов и регенераторов). Продукты коррозии в виде сернистого железа, окислов железа и других соединений в мелкодисперсном состоянии захватываются потоком паров или газов и переносятся на катализатор. Они прочно удерживаются на внешней поверхности гранул катализатора, проникают в его поры и препятствуют доступу паров и газов к внутренней новерхности катализатора, т. е. снижают его дегидрирующую активность. Происходит необратимая потеря активности катализатора, так как простыми физическими методами эти отложения не удается удалить. [c.19]

Удаление оксидов железа и меди с поверхности в процессе консервации зависит прежде всего от концентрации гидразина в воде, температуры среды, а также от структуры и состава продуктов коррозии на поверхностях нагрева. В основном при этом удаляются рыхлые и непрочно связанные с металлом отложения. Прй подаче гидразина в контур протекают следующие реакции [21] [c.78]

Удаление оксидов железа и меди с поверхности агрегатов в начальный период проведения консервации зависит прежде всего от концентрации гидразина в воде, температуры среды, а также от структуры и состава продуктов коррозии на поверхности нагрева. [c.79]

При относительной влажности воздуха ниже 60% в чистом воздухе и загрязненном примесью сернистого газа, заметной коррозии железа также не наблюдается. Данное явление объясняется тем, что продукты коррозии имеют структуру геля и при низкой влажности находящаяся в капиллярах влага удерживается в них в сжатом состоянии. При ее повышении сжатие в капиллярах ослабевает н вода из пор ржавчины поступает на поверхность железа, вызывая его коррозию. [c.17]

В дальнейшем происходит окисление иона Ре до Ре атмосферным кислородом. Окончательным продуктом ржавления железа является гидратированный оксид трехвалентного железа, который обладает автокаталитическими свойствами, ускоряя процесс коррозии. Исследование указанных выше электродных реакций показывает, что скорость их протекания определяется главным образом концентрацией кислорода, pH среды, а также ее влажностью. Процесс ржавления железа усиливается также в присутствии различных электролитов, под воздействием блуждающих электрических токов, неоднородных механических напряжений и нагрузок в металле и неоднородностей в его структуре. Расстояния между аноДными и катодными участками поверхности корродирующего металла могут быть микроскопически малыми или достигать метровой величины. [c.298]

Существует также другая трактовка необходимости начального электролиза при малых значениях плотности тока, когда водороду отводится роль восстановителя продуктов коррозии, образование которых возможно на промежуточных подготовительных операциях, в частности при температурной активации п- тем прогрева в воде [445]. Пониженная плотность тока в начальный период электроосаждения железа уменьшает внутренние напряжения в начальных слоях металла и способствует воспроизводству структуры основы [458, 461, 462], что вместе с уменьшением ее наводороживания влияет на увеличение прочности сцепления. [c.157]

Выше отмечалось, что состав, структура и пористость продуктов СО2 -коррозии на поверхности определяют склонность сталей к разрушению. На поверхности нормализованных сталей различных типов (состав в % 0,33 С 0,41 81 1,59 Мп 0,016 Р 0,017 8 0,09 № 0,58 Сг 0,24 Мо 0,01 Си 0,04 А1 0,01 Т и 0,15...0,20 С 0,60... 0,90 Мп 0,04 Р 0,05 8) защитный первичный слой карбидов железа большей толщины, более пластичный и менее пористый, чем слой первичных отложений на поверхности указанных сталей, прошедших термическую обработку по режиму закалки и последующего отпуска. Этот факт обменяется зависимостью силы адгезии продуктов коррозии с поверхностью стали от состояния микроструктуры сплава в результате взаимодействия поверхности стали с раствором СОг-КаС происходит избирательная коррозия феррита, а оставшийся в нормализованной стали равномерно распределенный перлит способствует сцеплению кристаллов карбоната железа с поверхностью. [c.479]

Химический состав почвы влияет на скорость коррозии через структуру образующихся продуктов коррозии. Так, например, наличие хлоридов вызывает образование неустойчивых комплексных соединений железа с хлор-ионом, приводящих к ускорению перехода железа в раствор. Хлор-ион обладает хорошей проникающей способностью через окисные пленки и поэтому затрудняет их образование. [c.43]

Изучение фазового состава продуктов коррозии и структуры железной окалины, образовавшихся в паровом котле, дает материал, который может быть использован для выяснения механизма процесса окисления железа в зависимости от качества питательной и котловой воды, параметров нара и конструктивных особенностей паросилового оборудования. Рентгеноструктурный анализ позволяет изучать фазовый состав и структурную картину продуктов коррозии и железной окалины послойно, т. е. в процессе их образования. [c.423]

Карбонатная пленка образуется на поверхности стали вследствие нейтрализующего действия продуктов катодного восстановления кислорода и гидроксильных ионов бикарбонатом кальция, содержащимся в воде. Пленка карбоната кальция всегда содержит в своей структуре окислы железа — продукты коррозии. Таким образом, она является окисно-меловым комплексом. [c.132]

В зависимости от количества отложений в котле и их химического состава процесс вымывания отложений протекает различно Так, соля натрия переходят в раствор сравнительно быстро сернокислый кальций и гидрат окиси кальция, обладая при температуре промывочной воды порядка 100° С существенно большей растворимостью, чем гидроокись магния и силикаты кальция и магния, растворяются постепенно остальные вещества, входящие Б состав накипи, преимущественно вымываются вследствие разрушения структуры отложений смешанного состава. Окислы железа, имея ничтожную растворимость, могут удаляться только путем размывания отложений. Таким образом, вымывание отложений проходит тем быстрее, чем меньше продуктов коррозии содержится в отложениях. [c.274]

Возникающие в атмосферных условиях продукты коррозии могут образовывать защитные пленки поэтому скорость коррозии со временем уменьшается (рис. 62). Чистое железо корродирует заметно быстрее, чем сталь, содержащая медь или низколегированные стали. Слой ржавчины на низколегированных сталях отличается плотной структурой и хорошей адгезией, в то время как на чистом железе образуются порошкообразные рыхлые продукты коррозии. Скорость коррозии через определенное время достигает устойчивого значения и обычно при дальнейшей выдержке почти не меняется. Это наблюдается также на других металлах. В американском обществе по испытанию материалов получены данные о стойкости разных металлов, которые выдерживали в течение от 10 до 20 лет в различных атмосферах (табл. 7) [2]. При этом скорости коррозии, подсчитанные по результатам испытаний за 10 и 20 лет, в пределах ошибки опыта почти не отличаются одна от другой. [c.134]

Продукты коррозии, сформированные в дистиллированной воде, имеют бидисперсную структуру, отвечающую двум максимумам конденсации при Я = 17—20% и Н — 70% (см. рис. 231). При малой относительной влажности заполняются в первую очередь капилляры диаметром около 10" см, что соответствует адсорбционному слою в 3—4 молекулы. Влага, адсорбирующаяся в этих условиях, прочно связана со стенками капилляров гидроокиси железа и поэтому не может играть роль электролита. [c.348]

Имеющиеся сведения о фазовом составе и о структуре продуктов коррозии железа недостаточно полны кроме того, они противоречат друг другу. По утверждению одних авторов, ржавчина состоит из полуторной безводной окиси железа при старении ржавчины в ней возникает магнитная окись железа Рез04 и гидрат РеООН. Другие считают, что аморфная гидроокись железа при старении дегидр атизируетсн и переходит в железный блеск РегОд. Поэтому вопрос о природе безводной окиси нельзя считать выясненным. [c.130]

Продукты коррозии железа, образующиеся в сероводородсодержащих средах, имеют общую формулу Ре Зв и оказывают существенное влияние на кинетику коррозионного процесса. Структура и защитные свойства сульфидов железа зависят от условий образования, главным образом от парциального содержания сероводорода в среде. Рентгеноструктурны ми и электронографическими исследованиями было установлено, что при низких концентрациях сероводорода (до 2,0 мг/л) сульфидная пленка состоит главным образом из троилита Ре5 и пирита РеЗа с размерами кристаллов до 20 нм. При концентрациях сероводорода от 2,0 до 20 мг/л дополнительно появляется небольшое количество кансита РедЗз. При концентрации сероводорода выше 20 мг/л в продуктах коррозии преобладает кансит и размеры кристаллов увеличиваются до 75 нм. Кансит имеет несовершенную кристаллическую решетку, поэтому он не препятствует диффузии железа и не обладает защитными свойствами. В результате устанавливается постоянная и довольно высокая скорость коррозии. Кристаллические решетки пирита и троилита имеют относительно небольшое число дефектов, тормозят диффузию катионов железа и оказывают некоторое защитное действие. [c.18]

На защитные свойства осадка СаСОз и продуктов коррозии железа, осаждающихся на металлической поверхности в результате вторичных процессов, а также на структуру этих осадков и их физико-химические свойства (сплошность, плотность,, однородность, прочность адгезии) влияют pH и химический состав приэлектродного слоя, содержание растворенного кислорода и ионов-активаторов (С1 , 804 ). В результате электрохимической коррозии металла с кислородной деполяризацией вблизи участков поверхности, где протекает катодная реакция восстановления кислорода, накапливаются гидроксид-ионы. При малой буферной емкости речной воды это может привести к значительному увеличению pH приэлектродного слоя (по сравнению с pH в объеме воды). Индекс насыщения возле поверхности металла может оказаться значительно выше его значения, вычисленного на основании данных химического анализа воды,, т. е. стабильная или даже агрессивная вода окажется способной к образованию карбонатных осадков [26]. [c.46]

Лерман и Шулденер [100] показали, что действующий в рассматриваемом случае механизм защиты связан с образованием на новерхности металла тонкой пленки. Они нашли, что в обработанном растворе устанавливается некоторое равновесие между ионной и коллоидной формами силиката. Защитные свойства пленки зависят, по-видимому, от характера слоя продуктов коррозии, образовавшегося первоначально на новерхности металла. Продукты коррозии, представляющие собой гидратированные окислы, извлекают из раствора ионизованные (заряженные отрицательно) компоненты силиката. Этот желатинообразный осадок силиката захватывает частицы, механически увлеченные водой. Поскольку вода и пленка имеют в этом случае слегка щелочную реакцию, в пленке осаждаются также железо и компоненты, обусловливающие жесткость воды. Химический анализ такой защитной пленки показывает, что она содержит большое количество окиси кремния [101], Пленка сходна по своей структуре с силикагелем и во влажном состоянии является полупроницаемой в сухом же она представляет собой тонкое покрытие, окрашенное в коричневый цвет за счет продуктов коррозии железа. Образование пленки немедленно приводит к прекращению коррозии и одновременно также к дальнейшему росту самой пленки. Таким образом, пленка как бы сама регулирует свою толщину [101], Она является и самозалечивающей , поскольку в случае частичного удаления ее с поверхности, металл начинает корродировать, и на поврежденном месте возникает свежая пленка за счет силикатов, находящихся в обработанной воде. щ [c.114]

При изучении экспериментальных образцов железа или стали в атмосфере различных районов установлено, что в наибольшей степени коррозия наблюдается в индустриальных районах, в наименьшей— в сельских районах [68], что можно объяснить более высокой концентрацией ЗОг в первом случае [69]. В районах с низкой концентрацией ЗОг основными продуктами коррозии железа являются а-РеООН, у-РеООН, Рез04 и другие оксиды аморфной структуры [70]. [c.188]

Весьма существенное влияние на скорость коррозии и механизм образования продуктов окисления оказывает загрязненность атмосферы. Наибольшую опасность представляет сернистый ангидрид (ЗОг) и на порядок меньшесоли хлоридов. Продукты коррозии, вследствие своей гигроскопичности и рыхлой структуры, поглощают ИЗ воздуха 502, который взаимодействует с железом с образованием сульфита и сульфата закиси железа. Обе соли окисляются на воздухе и гидролизуются в воде с образованием окислов железа и серной кислоты по схеме [c.189]

При влажности ниже 75 % иовышсние температуры люжст привести к высыханию поверхности и унлотне-иию продуктов коррозии. Повышение температуры пр влажности воздуха выше 75 % способствует ускорению коррозионного процесса, так как в этих условиях продукты коррозии плохо уплотняются, а катодный процесс активируется из-за облегчения подвода -кислорода и повышения скорости его ионизации. Вместе с тем благодаря диффузии кислорода к поверхности металла в морской атмосфере облегчается наступление его пассивного состояния. Поэтому в морской атмосфере скорость коррозии меньше, чем в морской воде, а поражение поверхности сравнительно равномерно даже в зоне сварного шва, так как лоляряость шва в адсорбционной пленке мало влияет а общие коррозионные потери. Весьма существенное влияние на скорость коррозии и механизм образования продуктов окисления оказывает загрязненность атмосферы. Наибольшую опасность представляет сернистый ангидрид (ЗОз) и на порядок меньше — соли хлоридов. Продукты коррозии, вследствие своей гигроскопичности и рыхлой структуры, поглощают из воздуха ЗОг, который взаимодействует с железом с образованием сульфита и сульфата закиси железа. Обе солп окисляются на воздухе и гидролизуются в воде с образованием окислов железа и серной кислоты по схеме [c.189]

Кроме этих фаз, в данном образце содержался в небольшом количестве гематит. Послойное изучение этих частиц свидетельствует об окислении. железа до гематита через промежуточные фазы закись железа и магнетит. Это иллюстрируется фотографиями рентгенограмм порошков, полученных с наружного и внутреннего слоев таких частиц (фиг. 1,3 и 4). На фиг. 1, 3 приведена репродукция рентгенограммы с наружного слоя частицы ее фазовый состав в основном отвечает механической смеси магнетита и гематита. Закись железа здесь присутствует только в виде примеси, тогда как на рентгенограмме внутреннего слоя этой же частицы (фиг. 1, 4) гематит не выявляется, а рентгенограмма отвечает смеси двух фаз магнетита и закиси железа. На этой же рентгенограмме видны две слабые линии, которые соответствуют двум самым характерным линиям рентгенограммы а-железа, которое было счищено вместе с окалиной. Расчет показал, что в железной окалине магнетит имеет параметр решетки 8,35—8,3 2 кХ, а закись железа 4,28 кХ. Параметр решетки магнетитовой фазы (фаза переменного состава с решеткой Feg04), присутствующей в продуктах коррозии, колеблется в пределах 8,35—8,40g кХ. Такое изменение значений ребра куба этой фазы указывает на способность магнетита образовывать в условиях парового котла твердый раствор, сохраняя при этом кристаллическую структуру Гсз04, элементарная ячейка которой может или увеличиваться с 8,38 до 8,40д кХ, или уменьшаться с 8,38 до 8,35 кХ. Параметр ребра куба чистого магнетита равен 8,38 кХ. [c.425]

Металлографический анализ образцов из стали 12Х1МФ после выдержки их в среде дымовых газов показал, что пленка продуктов коррозии имеет слоистую структуру. Нижний прилегающий к металлу слой состоит из сульфида железа, а наружные —из окислов железа. [c.125]

Заключения относительно невидимых окисных пленок на железе. Статистическое исследование Миерса дало некоторое представление о структуре пленки. Вместо определенного числа дыр в пленке, совершенной во всех других отношениях, мы представляем себе вещество пленки, которое пористо по самой своей сущности, причем количество пор уменьшается с увеличением их размера. Пленка становится защитной только при тех условиях, которые допускают заполнение коррозионными продуктами даже самых больших пор, так что коррозия тормозится, прежде чем она станет видимой. У пленок, имеющих только очень маленькие поры (например у пленок на нержавеющей стали и на алюминии), это происходит при обычных условиях. повседневной жизни, в то время как у пленок, имеющих большие поры, например пленок обыкновенного железа, только при исключительных условиях. Было много споров о том, первичная ли (образовавшаяся на воздухе) пленка (обыкновенно окисная) или вторичная пленка коррозионных продуктов (часто гидроокись) защищает металл. Кажется вероятным, что вообще обе пленки могут участвовать в защите, но характер первой пленки определяет, могут ли вторичные продукты коррозии образоваться в физическом контакте с металлол или нет другими словами, будет ли вторичная пленка защитной или нет. Чем меньше поры в первичной пленке, тем более вероятно, что они могут обладать самоторможением , и чем больший ущерб нанесен первичной пленке, например при царапании или сгибании, тем меньше вероятности, что поврежденное место залечится . [c.442]

Результаты очень поучительны, объясняя одновременно хорошую устойчивость нормального чугуна в обычных случаях и необычное его поведение в других. Вероятно сетка графита выполняет две роли. Хлопья графита, действуя в качестве местных катодов, обеспечивают образование продуктов коррозии вблизи металла они также образуют нерастворимый скелет, который при благоприятных обстоятельствах помогает продуктам коррозии держаться на металле в виде непрерывного слоя и делает таким образом коррозию более равномерной. Ясно, что здесь важна форма графита, так же как и внешние факторы, наприхМер движение в воде и распределение кислорода. Плотное литье сопротивляется коррозии лучше, чем иористое. Неблагоприятные результаты, по-.тученные для чугуна в присутствии буферных веществ и серообразующих бактерий, обсуждались на стр. 255. Влияние структуры чугуна на сопротивление коррозии иллюстрируется примером, который отмечает Деш 1. Тонкозернистый чугун в концентрированной серной кислоте покрывался тонким слоем сульфата железа, который нормально защищает металл от дальнейшего воздействия но если большие хлопья графита идут от поверхности внутрь, сульфат железа образуется вдоль поверхности хлопьев, и в связи с этим может произойти уве-личение объема, сопровождаемое таким повышением внутреннего давления, что материал разрушается. [c.539]

При рассмотрении причин появления критической влажности следует иметь в виду по крайней мере два возможных механизма уменьшения продуктами коррозии значения влажности, при которой начинается конденсация воды. Конденсация и адсорбция может усилиться как благодаря образованию химических соединений, способных связывать молекулы воды и тем самым понижать упругость водяных паров над этими соединениями (химическая конденсация), так и вследствие особых физических свойств и структуры образующихся продуктов коррозии, которые способствуют физической конденсации. Появление критической влажности для меди, как было установлено Верноном, обусловлено образованием определенных химических соединений состава uS04+ Си(ОН)г и uS04+ H2SO4. В случае же железа появление критической влажности, как показал Паттерсон [152], а также Скорчеллетти и Тукачинский [153], объясняется пористым строением продуктов коррозии и их коллоидными свойствами. [c.182]

Присадка кремния в аустенитные стали типа 25—20 повышает их сопротивление окислению при высоких температурах до 1150°С и коррозии в атмосфере продуктов сгорания топлива с повышенным содержанием серы и сернистых соединений. В восстановительных средах пиролиза углеводородного сырья эта сталь более устойчива к науглероживанию по сравнению с обычными хромоникелевыми аустенитными сталями. Однако присадка кремния увеличивает склонность стали к образованию в структуре о-фазы. Чем выше содержание кремния в стали типа 25—20, тем быстрее и в большем количестве выделяется а-фаза, особенно при длительном нагреве в интервале умеренно высоких температур. Эта фаза — очень твердая, хрупкая и немагнитная. Она представляет собой интерметаллнческое соединение железа с хромом типа Ре—Сг и образуется из твердого раствора по схеме у——> а-фаза либо непосредственно у —йт-фаза. [c.30]