Пары дифференциальной аэрации

Щелевая коррозия металлов встречается почти в любой конструкции илн любом аппарате нри условии наличия в них зазоров, застойных ЗОИ и т. п. и вызывается, согласно теории Ю. Р. Эванса, возникновением пар дифференциальной аэрации вследствие доставки растворенного в электролите кислорода к металлической поверхности в щели с меньшей скоростью, чем к примыкающим к ней участкам поверхность металла в щели становится нри этом аиодом. [c.171]

В реальных конструкциях возможно возникновение коррозии ввиду наличия щелей и зазоров. Вследствие различного поступления кислорода к металлу в зазоре и объеме возникает пара дифференциальной аэрации, где алюминий в зазоре служит анодом коррозионного элемента и подвергается усиленной коррозии. Заметное усиление коррозии алюминия в зазоре связано с тем, что площадь катода превосходит площадь анода. При отношении площади катода к площади анода, равном 10 1, скорость коррозии анода возрастает в 4—5 раз по сравнению с отношением 1 1. Это объясняется тем, что при площади катода, на порядок большей площади анода, катодный контроль работы элемента меняется на смешанный или анодный и дальнейшая работа элемента зависит от состава коррозионной среды в зазоре, что может, например, при подкислении среды существенно увеличить ток коррозии в элементе. [c.58]

Стальные резервуары, как правило, устанавливаются на песчаную подушку, которая в первый момент как бы изолирует днище почвы, однако вследствие капиллярного поднятия влаги в порах песка электролит может достигать оголенных мест днища и вызывать его коррозионные разрушения. Даже в среднекрупном песке почвенная влага обычно поднимается примерно на О,о м. Увеличение пористости песчаной подушки способствует усилению процесса, аэрации почвы и возникновению пар дифференциальной аэрации, усиливающих коррозионное разрушение днищ. [c.230]

Работа 58. Исследование работы коррозионных пар дифференциальной аэраций [c.264]

Опыты по исследованию эффективности пар дифференциальной аэрации проводятся при непрерывной подаче в ячейку газов кислорода и азота или только одного азота. Газы поступают из баллонов через редуктор в буферную емкость (стеклянную бутыль на 20 л), реометр для контроля скорости потока и систему поглотителей. Для очистки кислорода применяются растворы едкого бария и концентрированная сбр-ная кислота. Азот очищается раствором пирогаллола. [c.266]

Коррозионные потери металла, находящегося в условиях неравномерного доступа кислорода, складываются из двух источников коррозии под влиянием собственных коррозионных пар и растворения за счет работы пары дифференциальной аэрации. Скорость каждого из этих двух процессов можно рассчитать по кривой зависимости силы тока пары от времени, зная общую потерю веса образца в анодном отделении ячейки. Количество металла, электрохимически растворенного при работе пары, пропорциональное количеству протекшего электричества, нетрудно установить по площади под кривой сила тока — время. Такие расчеты, могут быть вполне однозначны, если нет сомнений относительно валентности ионов, переходящих в раствор, как в случае цинка или алюминия. [c.266]

На больших глубинах скорость коррозии ниже, чем в поверхностных слоях (рис. 6). Средние скорости коррозии углеродистой стали уменьшаются с глубиной погружения, а степень местных поражений повышается. Рост глубины каверн связан с неравномерностью обрастания поверхности металла живой и неживой органикой и образованием пар дифференциальной аэрации из-за неодинакового притока кислорода к отдельным участкам поверхности. Низкие скорости коррозии могут быть объяснены низкой температурой и малой скоростью перемещения слоев воды, что уменьшает приток кислорода вследствие диффузии и конвекционных токов. [c.19]

Более высокое содержание углекислоты и низкое содержание кислорода в почвенном воздухе по сравнению с атмосферным обусловлены протекающими в почве биохимическими процессами. Кислород расходуется главным образом на процесс разложения органических остатков и потребляется корневыми системами растений. Весной и в начале лета на глубине, неодинаковой в разных почвах, наблюдается невысокое содержание кислорода. Зависимость воздухопроницаемости почвы и грунта от гранулометрического состава, влажности и изменения кислорода по глубине слоя является причиной образования пар дифференциальной аэрации. Анодом пары становится та часть подземного сооружения, к которой приток кислорода затруднен, а участки, омываемые достаточным количеством кислорода, служат катодами. Уменьшение аэрации в определенной степени характеризуется уменьшением электросопротивления. [c.44]

Вследствие резкой гетерогенности грунтов весьма вероятно возникновение контактов металла сооружения с различными почвенными электролитами, отличными по pH, минерализации, составу минеральных солей, составу растворенных в электролите газов и составу газовой фазы грунта. Наиболее известна макрокоррозионная пара дифференциальной аэрации. Она образуется из-за различной диффузии кислорода — основного деполяризатора катодных реакций — к различным участкам сооружения из-за либо различий в диффузионных свойствах среды, либо разности путей диффузии. [c.185]

В качестве примеров пар дифференциальной аэрации можно привести следующие пары различного заложения сооружения (в частности, верх — низ трубы), трубопровод, пролегающий в грунтах с различной кислородной проницаемостью, таких, как песок — глина (диффузия кислорода в глине существенно меньше, чем в песке, анодный участок — часть трубопровода в глинистых грунтах). [c.185]

Результаты экспериментальных работ и фактические данные о коррозии трубопроводов показывают подчиненную роль макрокоррозионных пар дифференциальной аэрации в коррозионном процессе на стальных сооружениях в грунтах. [c.185]

Воздухопроницаемость грунта является одним из основных факторов, определяющих интенсивность почвенной коррозии. При различном доступе кислорода к соседним участкам грунта на поверхности трубопроводов образуются коррозионные пары дифференциальной аэрации, в которых более аэрируемые участки — катоды, а менее аэрируемые — аноды. [c.14]

Высокая электропроводность морской воды создает благоприятные условия для работы макропар в случае контакта двух металлов или сплавов. Обрастание металла водорослями и другими микроорганизмами влияет на протекание коррозии. Так, вследствие затрудненности подвода кислорода к поверхности стали из-за обрастания общая коррозия может уменьшиться, а из-за увеличения мощности пар дифференциальной аэрации под слоем обрастания развивается язвенная коррозия. [c.38]

Щелевая коррозия изучалась под открытым небом на образцах проволоки и тросах, изготовленных из нержавеющей стали КС-97. Через 23—30 сут после начала опыта в тросах образовались продукты коррозии железа, а отдельные образцы проволоки, к которым имелся свободный доступ кислорода, остались без изменения. Это объясняется образованием коррозионных пар дифференциальной аэрации, в которых в щелях и зазорах металл [c.86]

Коррозия под действием пар дифференциальной аэрации [c.105]

Действием пар дифференциальной аэрации объясняется также питтинг, от которого часто страдают подземные сооружения из стали или чугуна. Это обусловлено тем, что почва, с которой соприкасается поверхность, имеет неравномерную проницаемость для кислорода (см. 5.2). [c.106]

Коррозии под действием пар дифференциальной аэрации подвергаются также конструкции, теплоизолированные пористым материалом, например минеральной ватой или вспененным полиуретаном, если они подвергаются действию воды. Такие повреждения наблюдаются на водоводах районных теплосетей. Последние состоят из центральной стальной трубы, окруженной изолирующим материалом, который, в свою очередь, окружен защитной оболочкой из цемента или пластика. Если через неплотные соединения защитной оболочки или каким-то другим путем вода попадает в изоляцию, то возникают пары дифференциальной аэрации, которые ведут к поражению центральной стальной трубы. Аналогичному типу коррозии могут подвергаться отопительные трубы в зданиях, когда изоляция увлажняется, например, вследствие дождя или протечек через швы (см. рис. 25). В некоторых случаях отопительные трубы оказывались пораженными насквозь еще до завершения строительства. [c.106]

В реальных конструкциях возможно возникновение коррозии ввиду наличия щелей и зазоров. Вследствие различного поступления кислорода к металлу в зазоре возникает пара дифференциальной аэрации, где алюминий в зазоре служит анодом коррозионного элемента и подвергается усиленной коррозии. [c.58]

Агрессивность атмосферы определяется влажностью, наличием пыли, окислителей и электролитов. При попадании влаги на детали и оборудование образуются пары дифференциальной аэрации. Так, например, на открытом воздухе стальные образцы корродируют на глубину 25 мкм за 1 мес.. а в помещении — за 9 мес. При поддержании влажности на уровне 40 — 50% средняя глубина коррозии за это время снижается до 1,5 мкм. [c.7]

Часто имеющим место на практике случаем контактной коррозии является образование пар дифференциальной аэрации. Пары дифференциальной аэрации образуются, когда вследствие различной скорости катодного процесса на разных участках металлоконструкции, изготовленной из одного и того же металла, реализуется различный потенциал свободной коррозии. Этот вид коррозии характерен для подземных сооружений, когда катодная реакция протекает в условиях диффузионных ограничений подвода основного деполяризатора — кислорода. Различия в концентрации кислорода, как правило, обусловлены пролеганием сооружений в грунтах с различными свойствами. [c.135]

Практическими мерами по предотвращению такого рода разрушений оборудования являются способы ликвидации пар дифференциальной аэрации. Для этого осуществляют деаэрацию морской воды. Благоприятно также интенсивное перемешивание. Эти способы позволяют уменьшить градиент концентраций кислорода. [c.15]

Деполяризация катодных участков зависит от температуры, суммарного солесодержания и степени аэрации морской воды. На рис. 1.1 и 1.2 показано влияние температуры, солесодержания и аэрации на скорость коррозии углеродистой стали Ст. 3. В среднем при повышении температуры на 10°С скорость коррозии возрастает в два раза [2]. Источником кислорода (фактор, определяющий степень аэрации) может являться не только-воздушная среда, кислород выделяется и в процессе фотосинтеза высших растений. Процесс фотосинтеза может приводить к локальному повышению концентрации растворенного в воде кислорода и к инициированию действия коррозионных пар дифференциальной аэрации. [c.17]

Наряду с другими факторами, вызывающими и интенсифицирующими различные виды коррозии (существование пар дифференциальной аэрации, производственные дефекты металла, наличие зазоров и щелей в негерметичных механических соединениях, влияние микроорганизмов, биологическое обрастание организмами растительного и животного происхождения) контакт нержавеющей стали и металлов с различными потенциалами может вызывать локальные формы коррозии оборудования из нержавеющей стали, например питтинговую или подповерхностную. [c.23]

Скорость движения потока — не менее важный фактор коррозионного процесса стали в речной воде. Поток доставляет кислород к корродирующей поверхности и может уносить продукты коррозии, накапливание которых тормозит процесс коррозионного разрушения. Интенсивное снабжение кислородом катодных участков углеродистой стали активизирует процесс. Такое же влияние способен оказывать и малый приток кислорода при медленном ламинарном движении потока воды, если при этом происходит образование пар дифференциальной аэрации [29, с. 92]. При высокой турбулизации потока речной воды к поверхности стали транспортируется количество кислорода, достаточное для частичной пассивации стали и снижения скорости коррозии. [c.49]

Коррозия железа и стали в лресной и морской воде, а также во влажном воздухе, коррозия цинка во многих нейтральных средах Протекает с кислородной деполяризацией. В атом случае катодные участки микроэлементов следует рассматривать как кислородные электроды, на которых идет процесс восстановления кислорода, т. е. взаимодействие атомов кислорода с электронами и водой с образованием ионов гидроксила. Для процессов с кислородной деполяризацией характерно возникновение гальванических пар, называемых парами дифференциальной аэрации. В таких элементах те участки поверхности металла, куда кислород попадает легче, становятся катодами, а поверхность металла, к которой кислород поступает труднее, становится анодом. Между анодной и катодной частями возникает ток и начинается коррозия, при которой разрушается анодная часть, куда кислород поступает в мецьших количествах (подводные части металлоконструкций, глубокие трещины и т. д.). [c.270]

Основными причинами микробиологической коррозии являются 1) выделение коррозионно-агрессивных продуктов жизнедеятельности (метаболитов) и изменение pH среды при развитии бактерий 2) создание условий для появления пар дифференциальной аэрации и возникновения концентрационных ячеек на поверхности металла 3) непосредственное участие бактерий в процессе коррозии 4) разрушение защитных покрытий на металле. [c.56]

Поскольку железобактерии поглощают железо только в ионном состоянии, непосредственно металл они разрушать не могут. Действие этих бактерий сводится к образованию на поверхности металла, в первую очередь углеродистых сталей, концентрационных гальванических элементов и микропар дифференциальной аэрации. Последние вносят наибольший вклад в коррозию металлов. Образование пар дифференциальной аэрации происходит следующим образом. В трубах систем охлаждения, водоснабжения и в водоохлаждаемых теплообменниках поселяются железобактерии, которые образуют слизистые скопления. Благодаря волокнистой структуре оболочек железобактерий эти скопления обладают высокой механической прочностью, чем и объясняется их устойчивость к движущемуся потоку воды. Благоприятными местами локализации бактерий являются неровности— каверны, сварные швы на поверхности металла. В этих местах бактерии особенно активно размножаются при окислении двухвалентного железа в трехвалентное. Участки металла, свободные от каверн и колоний железобактерий, омываются [c.65]

Высокая электропроводность морской воды создает благоприятные условия для работы макропар в случае контакта двух металлов или сплавов. В частности, по отношению к стали в морской воде медь, никель, бронза, латунь, нержавеющая сталь Х18Н9 являются катодами. Неоднозначным является влияние на коррозию обрастания водорослями и морским желудем. Вследствие затрудненности подвода кислорода к поверхности стали обрастания могут уменьшать общую коррозию, а из-за увеличения мощности пар дифференциальной аэрации под слоем обрастания развивается язвенная коррозия. Значительное усиление коррозионного разрушения могут вызвать сернистые соединения, выделяемые микроорганизмами и снижающие величину pH электролита в приэлектродной зоне. [c.188]

Помимо пар дифференциальной аэрации, вызванных краевым эффектом, могут образовываться гальванопары между отдельными точками края резервуара. [c.232]

Одной из распространенных причин дифференциации поверхности корродирующего металла на катодные и анодные участки являются различия в составе электролита. Очень часто эти различия вызываются неравномерным распределением катодного деполяризатора, как, например, при образовании коррозионных пар дифференциальной аэрации за счет затрудненного доступа кислорода к отдельным участкам по-верхност и металла. Будучи анодным по отношению ко всей остальной поверхности, эти участки становятся очагами локализованного коррозионного разрушения. [c.264]

Нахождение площади под кривой сила тока — время состоит в графическом интегрировании. Пусть Q означает количество протекще-го электричества за счет работы пары дифференциальной аэрации. Количество электрохимически растворенного металла за счет работы пары дифференциальной аэрации будет равно [c.266]

Установка для нсследования пар дифференциальной аэрации откры вает широкие бозможности постановки целого ряда экспериментов, на правленных на изучение влияния условий аэрации, состава коррозион пой среды, природы металла и различных других факторов на электрод ные потенциалы катодных и анодных участков и силу тока, протека ющего между ними. [c.267]

Источником кислорода служит не только воздушная среда, но и процесс фотосинтеза высших растений, который в некстгорых случаях приводит к локальному повьппению концентрации растворенного в воде кислорода и усилению действия коррозионных пар дифференциальной аэрации. Содержание кислорода в морской воде достигает 12 мг/л. Наибольшее количество кислорода содержится в поверхностных слоях воды. С увеличением глубины оно уменьшаете , а начиная с определенной глубины, может опять возрастать. Так, например, в воде Тихого океана содержание кислорода составляет, г/л на поверхности - 5,8 на глубине 700 м - 0,25 1500 м - 1,00. В воде Атлантического океана этот показатель соответственно равен 4,59 3,11 и 5,73 г/л [28]. [c.14]

В результате гидролиза хлористых соединений железа происходит подкисление, а при образовании гидроксильных ионов - подщелачива-ние призлектродного слоя электролита. В зависимости от этого на различных участках поверхности металла наблюдается дифференциация анодных и катодных процессов и, как следствие, образование язвенных разрушений. Продукты коррозии оказываются сосредоточенными в язвенных участках, в которых происходит обеднение кислородом. Металл в области язвы становится анодом пары дифференциальной аэрации, а катодом сл>окит участок поверхности металла, контактирующий с хорошо аэрируемой ведой. Образование дифференциальной пары аэрации приводит к усилению коррозии язвенных участков металла. [c.15]

По уменьшению эффективной работы пары неравномерной аэрации металлы располагаются в ряд цинк, хром, углеродистая сталь, серый чугун, кадмий, алюминий, медь, свинец, нержавеющая высокохромистая стапь, висмут, цирконий, тантал, титан. Из приведенного перечня следует, что весьма перспективный конструкционный материал для подземных сооружений - это титан, который, помимо высоких механических свойств, малой плотности, обладает также хорошими коррозионными характеристиками высокой общей коррозионной стойкостью и высокой устойчивостью к иону хлора, а также низкой чувствительностью к образованию пар дифференциальной аэрации. Из приведенных данных можно также сделать предположение о целесообразности применения циркония в качестве защитного покрытия на стальных изделиях в почвенных условиях. [c.48]

Кислород может тормозить протекание анодного процесса, вызывая пассивацию металла, особенно в щелочных электролитах. При неполной пассивации на внутренней поверхности котельных труб отмечается образование язв, питтиногов, а также разрушений, вызванных действием пар дифференциальной аэрации. [c.59]

Скорость корроэин углеродистых сталей и чугуна в щелях в неперемешиваемом электролите обычно меньше, чем на свободно омываемой поверхности, однако при перемешивании электролита между металлом в щели и металлом в открытом пространстве возникает пара дифференциальной аэрации, т. е. скорость коррозии металла в щели возрастает. [c.60]

Из всего сказанного в данном разделе следует, что в корро-зионно-механичес кой трещине возможна реализация пары дифференциальной аэрации. В результате этого участки металла вокруг вершины трещины станут анодами, а вследствие гидролиза продуктов коррозии среда в трещине будет более кислой, чем вне ее. [c.60]

Работа коррозионной гальванопары с электродами общая поверхность трещины (т, е. поверхность бывшей СОП) - поверхность детали ( старая поверхность, являющаяся катодом), которая может функционировать практически весь период до-критического подрастания трещины, но не в состоянии обеспечить заметного коррозионного продвижения трещины за это время, поскольку общая плотность коррозионного тока D на аноДе вследствие его большой площади (21 ) весьма мала. По-видимому, эта пара, равно как и пара дифференциальной аэрации, влияет на коррозионное подрастание трещины только в самом начале ее развития, когда анодная (по отношению к поверхности детали) площадь ее стенок еще очень незначительна. Из этого следует, что на рассматриваемом этапе чисто коррозионное подрастание трещины реализуется преимущественно за счет локальной коррозии по месту СОП в ее вершин . [c.99]

Станем называть макрокоррозионной дарой замкнутую систему из двух и более электродов, для каждого из которых по тем или иным причинам условия протекания парциальных электрохимических процессов анодного и катодного направлений не совпадают. Такие системы, в частности, образуют два разнородных металла, погруженных в один и тот же раствор. Макрокоррозионные пары возникают, если металл находится в растворе, состав которого по какому-либо компоненту не одинаков, а различается на границе с разными участками его поверхности. Примером служат пары дифференциальной аэрации Эванса или пары, обусловленные различием концентрации других каких-либо (помимо кислорода) окислителей в растворе. Наконец, интересной разновидностью служат пары, возникающие, когда два электрода из одного и того же металла погружены соответственно в холодный и горячий раствор. [c.159]

Электрохимическая теория питтинговой коррозии объясняет питтинг образованием пар дифференциальной аэрации. В растворе, находящемся в локальном углублении образца, уменьшается концентрация растворенного кислорода, в результате чего снижается степень пассивации металла. Поверхность углубления становится анодом по отношению к окружению, покрытому нормальной пассивирующей оксидной пленкой. Непосредственно питтинг образуется за счет локального анодного растворения. Ионам С1" отводится роль нарушителей пассивного состояния. По мере роста питтинга на месте поврежденной пассивирующей пленки в его полости образуется Al lg. Вследствие его гидролиза в питтинге устанавливается пониженное значение pH 3—4 и идет активное растворение алюминия. [c.230]

Для оборудования, эксплуатирующегося в контакте с морской водой, типичным видом коррозионных разрушений является подповерхностная коррозия. Она начинается с поверхности, но преимущественно распространяется под поверхностью таким образом, что процесс разрушения и продукты коррозии оказываются сосредоточенными в некоторых областях в металле (каверны). Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание металла и его расслоение. Такой вид разрушения металла часто встречается в узких щелях, негерметичных механических узлах, под слоем накипеобразных отложений, т. е. в обедненных кислородом зонах. Содержание кислорода в каверне еще ниже. Металл в области каверны становится анодом коррозионной пары дифференциальной аэрации, а катодом служит участок поверхности металла, контактирующий с хорошо аэрированной водой. В результате действия микрогальванического элемента происходит перенос ионов С1 в анодное пространство, что еще больше интенсифицирует процесс коррозии. Все это приводит [c.14]

Таким образом, участие железобактерий в коррозионных процессах проявляется в следующем образование пар дифференциальной аэрации вследствие локализации колоний железобактерий механическое укрепление каверны благодаря волокнистой структуре нитевидных железобактерий каталитическое окисление ионов Fe + и как следствие образование гидроксида железа (П1), который усиливает анаэробные условия на анодном участке и таким образом увеличивает разность потенциалов анодных и катодных участков коррозионных микрогальва-нических элементов. [c.66]

Beluftung / 1. аэрация 2. вентиляция Beluftungselement п элемент [пара] дифференциальной аэрации концентрационный элемент кислородная ячейка ячейка, продуваемая воздухом [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология