Пассивация и коррозия нержавеющих сталей

Пассивация и коррозия нержавеющих сталей [c.36]

Результаты опытов приведены на фиг. И. На фиг. 12 представлена фотография внешнего вида образцов после коррозионных испытаний. Результаты опытов показывают, что скорость коррозии нержавеющих сталей можно понизить с помощью анодной электрохимической защиты, что согласуется с исследованиями [10 — И]. Следовательно, пассивация металлов в условиях эксперимента все же имеет место. Однако если площадь катодного контакта превосходит некоторую ее величину, то наступает перезащита (восходящие ветви кривых 1, 2, 3, 4 фиг. 11). [c.211]

При изучении коррозии нержавеющих сталей в серной и изобутилсерной кислотах обнаружено, что скорость растворения металла максимальна в первые часы испытаний и со временем резко уменьшается. Это обстоятельство объясняется явлением пассивации нержавеющих сталей и наблюдалось как в чистой, так и в насыщенной серной кислоте. На рис. 4 приведен результат одного из многочисленных опытов, подтверждающих явление пассивации нержавеющих сталей и отсутствие этого явления у углеродистой стали. [c.161]

Тот факт, что кислород, который стимулирует коррозию большинства металлов в кислотах, может быть необходим для пассивации нержавеющей стали, вызвал в некоторых случаях замешательство. Продукт, получавшийся на одном химическом заводе, должен был пройти сначала через оборудование, изготовленное из серебра, а затем через аппараты из нержавеющей стали. Если в этом продукте находился кислород, то серебро растворялось в количествах, достаточных, чтобы загрязнить его если во избежание этого кислород тщательно удалялся из жидкости до того, как она входила в серебряное оборудование, то наблюдалась серьезная коррозия нержавеющей стали. В конце концов, было сочтено необходимым поддерживать такие условия, чтобы кислород в серебряном оборудовании отсутствовал, а на входе в аппараты из нержавеющей стали его вводили [81 ]. [c.313]

Создание сплавов с антикоррозионными свойствами. Введением в состав стали до 12 % хрома получают нержавеющую сталь, устойчивую к коррозии. Усиливают антикоррозионные свойства стали добавки никеля, кобальта и меди. В этом случае повышается склонность сплавов к пассивации. Создание сплавов с антикоррозионными свойствами — одно из важных направлений борьбы с коррозионными потерями. [c.164]

Некоторые металлы, например хром, на воздухе пассивны и остаются блестящими годами, в отличие от железа или меди, которые быстро корродируют и тускнеют в короткое время. Показано, что пассивные свойства хрома присущи и железохромистым сплавам при содержании Сг — 12 % и более (такие сплавы известны как нержавеющие стали). Типичные зависимости скорости коррозии, коррозионного потенциала и критической плотности тока от содержания хрома показаны на рис. 5.9—5.11. Заметим, что на рис. 5.11 /крит пассивации Сг — Ее-сплавов при pH = 7 достигает минимального значения (около 2 мкА/см ) при содержании Сг 12 % . Это значение так мало, что коррозионные токи [c.88]

Как указывалось в разд. 18.4, нержавеющие стали лучше всего применять в хорошо аэрированных средах, которые способствуют пассивации. Независимо от того, используют ли сплав в контакте с химическими веществами или в атмосферных условиях, его поверхность всегда следует поддерживать чистой — в противном случае начинающаяся коррозия в щелях может привести к питтингу и неравномерной коррозии. Аустенитные нержавеющие стали, которые при охлаждении слишком медленно проходят область температур сенсибилизации, ржавеют в атмосферных условиях. [c.325]

Второй способ защиты - введение в металл компонентов, повышающих его коррозионную стойкость в-данных условиях, или удаление вредных примесей, ускоряющих коррозию. Он применяется на стадии изготовления металла, а также при термической и механической обработке металлических деталей. Во многих случаях легирование металла, мало склонного к пассивации, металлом, легко пассивируемым в данной среде, приводит к образованию сплава, обладающего той же (или почти той же) пассивируемостью, что и легирующий металл. Таким путем получены многочисленные коррозионно-стойкие сплавы, например нержавеющие стали, легированные хромом и никелем. Однако широкое внедрение этого способа сдерживается высокой стоимостью нержавеющих металлов. [c.15]

Если кривые катодной поляризации (рис. 5.5) пересекают анодные кривые при более высоких потенциалах в области пере-пассивации, скорость коррозии, например нержавеющей стали, становится выше, чем в пассивной области и продуктами коррозии становятся СггОу и Ее "". Перепассивация наблюдается не только у нержавеющей стали, но также у хрома, для которого потенциал реакции [c.79]

Катодная защита резервуаров с горячей водой, изготовленных из коррозионностойкой (нержавеющей) стали, в принципе тоже возможна. Она целесообразна в первую очередь в тех случаях, когда требования DIN 50930 [3] в отношении свойств материала и содержания ионов хлора в воде не выдерживаются. При использовании магниевых протекторов с изолированной проводкой можно отрегулировать ток промежуточным включением сопротивлений до требуемой малой величины защитного тока, обеспечивающей предотвращение язвенной коррозии. Поскольку защитный потенциал высоколегированных хромоникелевых сталей согласно разделу 2.4 составляет примерно 0н=0,0 В, в качестве протекторов могут быть применены также алюминий, цинк и железо, так как даже и при пассивации этих материалов движущее напряжение остается достаточно большим. [c.402]

В основе метода анодной защиты лежит пассивация поверхности металла при наложении анодного тока. Анодный ток вызывает анодную поляризацию, т.е. возрастание электродного потенциала, и должен быть таким, чтобы превысить потенциал пассивации. Однако, если электродный потенциал слишком увеличивается, то область пассивности может оказаться пройденной и тогда начинается питтиигообразование или так называемая транспассивная коррозия (перепассивация). На практике анодную защиту больше всего применяют для нержавеющей стали, т.е. сплава железа с хромом, который обладает ярко выраженными пассивационными свойствами. Ее применяют также для титана и в некоторых случаях для углеродистой стали. [c.71]

В море, а также частично и в открытой атмосфере сказывается влияние продуктов жизнедеятельности микроорганизмов они снижают pH и тем самым усиливают процесс разрушения металла в щелях. Скорость коррозии в щелях зависит от состояния поверхности металлов. Наличие органики в щелях уменьшает концентрацию кислорода, необходимого для пассивации металла. Наиболее сильному разрушению при щелевой коррозии подвергаются металлы, пассивное состояние которых наиболее сильно зависит от влияния окислителей (к таким металлам относятся в основном нержавеющие стали и алюминиевые сплавы [89]). [c.87]

Железохромовые сплавы обнаруживают возрастающую тенденцию к пассивации с увеличением содержания хрома. Критическая плотность тока, требуемая для достижения пассивного состояния в деаэрированных нейтральных растворах, падает с повышением содержания хрома до 12%, а затем, при дальнейшем повышении содержания этого металла, остается постоянной и составляет 2 мкА/ /см [73]. Это очень низкая величина. Если катодная реакция происходит на сплаве Ре — 12% Сг с более значительной скоростью и если потенциал сплава относительно благороден, то этот сплав пассивируется, поскольку критическая плотность тока будет превзойдена и стационарный потенциал коррозии установится в области пассивного состояния. Это также справедливо для нержавеющих сталей в аэрированных растворах, и по той самой причине г ат > > крит- Таким образом, обычные нержавеющие стали являются [c.117]

Эффект торможения анодного процесса окислителями, означающий, что их роль при растворении металлов может, в частном случае, не ограничиваться деполяризующим действием, а сводиться и к непосредственному взаимодействию окислителя с поверхностными атомами металла, обнаружен и для хромистых сталей при их растворении в серной кислоте [ 64] При введении в хромистые стали никеля их поведение, по-видимому, приближается к поведению никеля, для которого, как указывалось выше [58], специфического влияния окислителей на процесс растворения не проявляется. Так, по данным [65] в случае саморастворения нержавеющей стали, содержащей никель, в азотной кислоте окислительные добавки, в том числе и кислородсодержащие (бихромат, перманганат), оказывают на процесс только деполяризующее действие, вызывая смещение потенциала коррозии в область пере-пассивации. [c.14]

Репассивация питтинга возможна также вследствие снижения скорости анодного растворения. При росте питтинга на нержавеющих сталях, легированных Мо, 81, Не, V и др., в раствор, наряду с ионами основных компонентов, перейдут и ионы этих легирующих добавок в виде оксианионов МеО . По достижении определенной концентрации их в объеме питтинга оксианионы осаждаются на его поверхности, вытесняя хлор-ионы. Это приводит к прекращению растворения, т. е. к пассивации питтинга. У сталей, легированных азотом, возможно под-щелачивание раствора в питтинге в результате образования при растворении стали ионов аммония [72], а также возможно образование устойчивых комплексных соединений аммония с ионами металлов Р е2+, N1 +, Сг + и хлор-ионами [73]. Анодная кривая для питтинга в этих случаях будет соответствовать кривой 1 5 с потенциалом пт, лежащим значительно положительнее потенциала коррозии стали Ек. [c.92]

Условия пассивации видны на анодных поляризационных кривых сталей (рис. 100). Если повышать электродный потенциал нержавеющей стали в растворе серной кислоты, то плотность тока увеличивается до максимума, причем металл находится в активном состоянии (3) и растворяется, а плотность тока характеризует скорость растворения. При определенном потенциале пассивации (4) плотность коррозионного тока начинает резко понижаться металлическая поверхность пассивируется (2). Пассивацию связывают с образованием тончайшей защитной пленки, которая состоит в основном из оксида и гидроксида хрома. Если потенциал продолжать увеличивать до очень высоких значений, плотность тока снова возрастает вследствие так называемой транспассивной коррозии (1) . [c.109]

При питтинге поляризационная кривая нержавеющей стали изменяется (рис, 103), Если потенциал превышает некоторую критическую величину, именуемую потенциалом пробоя (/), то плотность тока начинает расти, а на кривой возникает серия пиков. Поскольку этот подъем означает начало питтинга, потенциал пробоя в этом случае называют потенциалом питтинга . Если потенциал после пробоя понизить, то снова достигается пассивация, но только при потенциале репассивации (2), который несколько ниже, чем потенциал питтинга. Аналогично развивается коррозия в зазорах или под поверхностными осадками. Достаточно высокий потенциал, при котором такая коррозия начинается, может быть достигнут, как в описанном случае, вследствие наличия вспомогательного электрода и приложенного напряжения или под действием окислителя, например кислорода в растворе. Потенциал пробоя не является какой-то постоянной величиной, а существенно зависит от таких условий, как концентрация хлорида, температура и метод измерения. [c.112]

Необходимым условием проявления питтинговой коррозии, как известно, является наличие в электролите активатора и окислителя, создающего определенный окислительно-восстановительный потенциал системы. Это в свою очередь предопределяет периодическую активацию и пассивацию поверхности, в особенности в начальные стадии процесса. При изучении питтинговой коррозии нержавеющих сталей возникают трудности и другого характера, связанные со щелевой коррозией, а также с повышенной реакционной способностью стали на торцах, углах и т. д. Обычные методы армирования образцов в данном случае не всегда приводят к положительным результатам. [c.281]

Исследования показали, что общий электрохимический потенциал пары Т — А значительно отрицательнее, чем потенциал пассивации титана. Для уменьшения коррозии контактную систему Т1 —Ад вводят в гальванический контакт с платиной или палладием. Подробно изучена анодная защита нержавеющей стали протекторами из платины, палладия и золота в серной кислоте средних концентраций при 25—75°С [19—20]. [c.122]

Исследование пассивности и питтинговой коррозии нержавеющих сталей в присутствии галоидных ионов сопряжено со значительными трудностями в связи с тем, что система в электрохимическом отношении неустойчива. Хотя такая система, как питтинг, находящийся в окружении пассивной поверхности, функционирует, она во времени не стабильна. Поэтому при электрохимических методах исследования процессов пассивации и активации поверхности мы сталкиваемся с трудностями поддержания потенциала или плотности тока на постоянном уровне. [c.280]

Положение переходной области на оси потенциалов зависит от многих факторов и, в частности, от ориентации кристаллических граней на поверхности электрода. Поэтому при заданном потенциале могут достигаться условия пассивации одних граней, тогда как другие продолжают активно растворяться. Это играет важную роль в истолковании природы некоторых видов коррозии. Аналогично этому каждая структурная составляющая сплава также характеризуется своей парциальной потенциостатической кривой. На рис. 195 представлены парциальные потенциостатические кривые компонентов нержавеющей стали, содержащей 18% хрома, 8% никеля и не большую примесь углерода. При застывании этой стали по границам зерен выпадают карбиды хрома СгазСя и Сг,Сз, далее следует узкая зона обедненного углеродом раствора и, наконец, среднюю часть зерна образует твердый раствор, в котором содержание компонентов отвечает среднему составу сплава. Если потенциал электрода поддерживается в переходной области, то, как видно из рис. 195, наиболее быстрому растворению подвергается зона обедненного углеродом металла. При потенциалах в области перепассивации происходит более интенсивное растворение карбидов хрома. При этом сталь подвергается межкристаллитной коррозии. [c.366]

Хорошим подтверждением электрохимической субмикронеоднородности поверхности сплавов может служить экспериментально наблюдаемое изменение соотношения концентраций компонентов в поверхностных слоях подобных сплавов в начальных стадиях коррозии, т. е. при протекании компонентно избирательной коррозии. Например, установлено, что в сплавах на основе титана или в нержавеющих сталях наблюдается обогащение поверхности введенными в сплав более термодинамически стабильными катодными добавками (Р(1, Р1) [20, 42, 43]. В. В. Скорчелет-ти и его сотрудниками в сплавах Си—Ni в активном состоянии было зарегистрировано обогащение поверхности медью [41, с. 165]. При коррозии нержавеющих сталей, в зависимости от условий, авторами совместно с Л. Н. Волковым, установлена возможность накопления не только палладия и платины, но и других, более электроположительных по сравнению с железом, компонентов, например никеля, меди и рения [41, с. 164], кремния и молибдена [20, с. 39], а в условиях возможной пассивации даже и менее электроположительных, но более пассивирующихся компонентов, например хрома. Это вытекает из исследований А. М. Сухотина [44], авторов [20, 43], И. К. Марша-кова с сотрудниками [45]. Особенно убедительно это было доказано прямыми определениями с использованием высокопрецизионного -спектрометрического изотопного метода в работах, проведенных в институте им. Л. Я. Карпова под руководством Я. М. Колотыркина [46]. [c.68]

Накопление более стойкой фазы на поверхности, даже не в виде сплошного слоя, может иногда приводить и к значительному снижению скорости коррозии. Это наблюдается в том случае, если основа сплава может переходить в пассивное состояние вследствие смещения потенциала в положительную сторону под влиянием накопления электроположительной фазы. Так, например, установлено, что в растворах азотной кислоты наличие в железе карбидов и графита способствует более легкой пассивации высоцо-углеродистых сталей и чугуна, по сравнению с чистым железом [7]. Подобным примером могут являться также катодно модифицированные титановые сплавы и нержавеющие стали, которые будут детально рассмотрены ниже. [c.67]

Растворенный кислород, как и ряд других окислителей, как было показано работами [10]—[12], [17], восстанавливаясь на поверхности металла, смещает потенциал металла в сторону положительных значений, что в случае достижения потенциала пассивации приводит к у.меньщению скорости растворения металла. Однако есть сведения и о том, что иногда введение окислителей приводит к увеличению скорости коррозии нержавеющих сталей в растворах уксусной кислоты и даже к появлению точечной коррозии [16], [18]. [c.36]

В растворах Н3РО4 (75—85 % при 100—135 С) скорость коррозии нержавеющих сталей можно уменьшить в 10 раз (от 1—10 до 0,1—0,9 мм/год) при потенциале пассивации 0,45—0,75 В. Следует отметить, что в этой среде анодная защита углеродистых и низколегированных сталей недостаточно эффективна. В растворах HNO3 полную защиту от коррозии нержавеющих сталей можно обеспечить при потенциале 0,75—1,15 В. [c.63]

Хромсодержащие никелевые сплавы, коррозионная стойкость которых связана о пассивацией, а именно N1—Сг—Ре, N1— Сг—Ре—Мо и N1—Сг—Ре—Мо—Си, могут становиться чувствительными к межкристаллитной коррозии в условиях, примерно аналогичных условиям межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей [42, 43], В перечисленных материалах преимущественное воздействие агрессивной среды происходит в областях, непосредственно примыкающих к границам зерен, на кото рых формируются богатые кремнием карбиды МегзСб или, может быть, МвтС . Коррозия концентрируется на обедненных хромом участках, окружающих карбиды, таи как эти участки не могут пассивироваться [c.145]

На рис. 6 показана схематическая кривая для нержавеющей стали, полученная потенциостатическим методом. Из рис. 6 видно, что в активной области и области перепассивации скорость коррозии нержавеющих сталей возрастает со смещением потенциала в соответствии с законом электрохимической кинетики. В активнопассивной области, наоборот, скорость коррозии нержавеющих сталей уменьшается с увеличением потенциала, что связано с постепенной пассивацией поверхности металла. [c.112]

Из рис. 6 следует, что в активной области и области перепассивации скорость коррозии нержавеющих сталей возрастает со смещением потенциала в соответствии с законом электрохимической кинетики. В активнопассивной области, наоборот, скорость коррозии нержавеющих сталей уменьшается с увеличением потенциала, что связано с постепенной пассивацией поверхности металла. [c.129]

Влияние кислорода на анодное поведение стали 12Х18Н10Т проявляется только в присутствии ионов 5 (рис. 3). Критический ток пассивации в обескислороженной суспензии увеличивается до 100—200 мкА/ СМ против 10 мкА/см при аэрации. Это свидетельствует о том, что процесс коррозии нержавеющей стали при отсутствии кислорода протекает более интенсивно,, следовательно, непрерывная продувка воздуха через фильтр будет способствовать повышению коррозионной стойкости фильтровальной сетки из нержавеющей стали. [c.27]

Если для пассивации стали 1Х18Н9 в 50%-ной 1 2804 при 50° С требуется анодная плотность тока г а = 0,25 мА/см , то для поддержания стали в устойчивом пассивном состоянии требуемая плотность тока составляет а = 25 мкА/см, т. е. она очень мала. Таким образом, анодная поляризация, переводящая металл в пассивное состояние, может быть использована для защиты металлов (Ре, углеродистых и нержавеющих сталей, титана и его сплавов и др.) от коррозии (табл. 44). [c.321]

Т+/-0.02 мА/см свидетельствующим об улучшении пассивации при повышении температуры, выше, чем у нержавеющей стали. Средняя скорость коррозии (V) стали 08КП в атмосфере воздуха линейно возрастает от 0.255 до 0.617 г/м2 час в интервале 600-700 ОС (V =-1.289 + 0.0024Т, г/м2 час). [c.26]

Введение в сталь никеля способствует не только улучшению механических свойств вследствие аустенизации структуры, но и облегчает пассивацию и повышает устойчивость пассивного состояния, в том числе в средах, провоцирующих развитие таких локальных коррозионных процессов как питтинговая и щелевая коррозия. Повышение коррозионной стойкости сталей вследствие легирования их никелем не связано с изменением состава и свойств пассивирующей пленки — никель в составе пассивирующих пленок не обнаружен. Недостатком хромоникелевых аустенитных сталей является их низкая стойкость портив коррозионного растрескивания, минимум которой приходится на наиболее широко распространенные стали типа 18 r-8Ni. Более 70% всех производимых нержавеющих сталей являются сталями аустенитного класса, содержащими > 17%) хрома и свыше 10 % никеля. [c.188]

Анодную защиту промышленных установок осуществляли при помощи потенциостата, который дает ток 300 а. Фирма Анатрол (США) выпустила потенциостат, предназначенный для анодной защиты стальных резервуаров в среде сильно агрессивных жидкостей (олеум, фосфорная кислота, щелочи). На резервуаре автоматически поддерживают пассивный потенциал при помощи платинового катода [183]. В качестве источника тока, необходимого для пассивации и поддержания установки в пассивном состоянии, может быть использован выпрямитель тока с низким выходным сопротивлением и малой зависимостью напряжения от отбираемого тока [160]. В случае защиты от коррозии в серной кислоте аппаратов из нержавеющей стали с применением медного катода напряжение не должно падать ниже 0,5 е и в процессе устойчивой работы не должно превышать примерно 1,2 е, т. е. находиться в области устойчивого пассивного состояния нержавеющей стали. В случае применения обычного селенового или германиевого выпрямителя можно получить подходящую характеристику при длительной нагрузке, если на защиту установки будет потребляться приблизительно 20% от максимальной мощности выпрямителя. При этом источник тока ведет себя до некоторой степени аналогично потенциостату и обладает способностью [c.150]

КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ МАТЕРИА л Ы — материалы, отличающиеся повышенной коррозионной стойкостью. Различают К. ы. конструкционные (металлические, неметаллические, композиционные), используемые для изготовления конструкций, и защитные, предохраняющие металлические сооружения от коррозии. Материалы, обладающие повышенной хим. стойкостью к активным газовым средам при повышенных т-рах, обычно выделяют в разряд жаростойких материалов (см. также Коррозия металлов. Коррозия бетона, Защитные покрытия). К м е т а л л и ч е с к и м К. м. относятся стали, чугуны, сплавы на основе никеля, меди (бронзы, латуни), алюминия, титана, циркония, тантала, ниобия и др. Их стойкость против электрохимической коррозии в принципе можно повышать увеличением термодинамической стабильности или торможением катодного и анодного нроцессов. На практике повышения коррозионной стойкости технических сплавов обычно добиваются легированием, тормозящим анодный процесс, т. е. улучшающим пассивационные характеристики (см. Пассивирование), обусловливая возможность самопассивиро-вания сплава в условиях эксплуатации. Наиболее легко пассивируются хром и титан. Повышенная способность хрома к пассивации нри его введении в менее пассивирующиеся металлы, напр, железо, может передаваться сплаву. На этом принципе основано получение нержавеющих сталей. Чем больше введено хрома, тем выше коррозионная стойкость [c.625]

Стационарный потенциал нержавеющих сталей, находящихся в пассивном состоянии фст, лежит ниже потенциала полной пассивации фп.п (между точками Б к В), м склонность нержавеющих сталей к питтинговой коррозии должна определяться разностью между потенциалом активирования и стационарным потенциалом фа — фст- Чем эта разность больше, тем труднее сталь будет подвергаться питтинговой коррозии. Иными словами, при наличии большого участка ИВ на потенциостати- [c.292]

Однако в некоторых случаях, как будет показано ниже, возможны и отступления от этой более общей зависимости. Например, возможно снижение скорости коррозии анода, если металл (нержавеющие стали и др.) склонен к пассивации или увеличение скорости коррозии катода, если металл (алюминий и др.) чувствителен к катодному подщелачи-ванию. Контактная коррозия может наблюдаться также и в том случае, если в конструкции, изготовленной из того же металла, есть разница в потенциалах различных ее частей. Например, в сварных конструкциях потенциал сварного шва может отличаться от потенциала основного металла. При наличии отдельных участков — либо нагартованных или напряженных, либо находящихся при различных температурах, участки с более отрицательным потенциалом могут такя е подвергаться коррозии, аналогичной контактной. Если в растворе присутствуют ионы благородных металлов, то при их местном осаждении на поверхности конструкции может также произойти коррозия подобного типа. [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология