Коррозия на химически неоднородных поверхностях

Коррозия на химически неоднородных поверхностях [c.788]

Исследование коррозионного поведения циклически деформируемой стали Е при циркуляции среды снятием поляризационных кривых показало, что введение глины интенсифицирует коррозию, протекающую в водных средах. Авторы связывают это с физико-химической активностью глины и развитием эрозионного разрушения металла, усиливающего неоднородность поверхности электрода. [c.102]

На совершенно однородной поверхности катодная и анодная реакции могут протекать в одной и той же точке (гомогенный механизм). При малейшей неоднородности поверхности катодные и анодные процессы пространственно разделяются, локализуясь каждый на тех участках, которые для них энергетически более выгодны (гетерогенный механизм, см. рис. 89, б). В подавляющем большинстве случаев коррозия протекает по гетерогенному механизму. При этом процесс коррозии можно рассматривать как результат работы коррозионных гальванических элементов, в которых участки металлической поверхности, обладающие в данной среде более положительным потенциалом, играют роль катодов, а более отрицательные — роль анодов. Катодные и анодные участки микроскопических размеров — так называемые микроэлементы — образуются вследствие химических и физических неоднородностей поверхности. [c.210]

Замедленность стадии растворения может наблюдаться в тех случаях, когда поверхность растворяется в результате химической реакции. По-видимому, именно такая ситуация имела место при определении скорости растворения кремнезема плавиковой кислотой [14]. Сначала определялась скорость растворения стержней из кремнезема с измеренной площадью сечения, а затем этим же методом определялась скорость растворения порошкообразных образцов. Скорость перемешивания практически не влияла на скорость растворения кремнезема Более того, удельная поверхность образцов, найденная этим способом (около 0,5 м /г), хорошо согласуется с величиной, оцененной по изотермам адсорбции. Таким образом, если скоростьопределяющей стадией является реакция коррозии поверхности, скорость растворения характеризует всю поверхность, включая неоднородности поверхности молекулярного масштаба. Ясно также, что при использовании метода растворения для каждой исследуемой системы прежде всего необходимо определить, какая стадия определяет скорость процесса в целом. [c.420]

Рис. 342. Зависимость плотности тока от напряжения при коррозии металла с физически неоднородной (поликристаллы), но химически однородной поверхностью, протекающей с кислородной деполяризацией (без выделения водорода)

Однако и неоднородность поверхности металла не обязательно приводит к коррозии. Для протекания электролитического процесса необходим анод (где освобождаются электроны), имеющий электрический контакт с катодом (на котором электроны потребляются, принимая участие в образовании новых химических соединений), а также электролит, например в виде пленки атмосферной влаги или другой жидкой фазы, в которой ионы могут перемещаться, осуществляя тем самым перенос электрического тока. Анодная реакция коррозионного процесса — это процесс растворения металла. На катоде, однако, может протекать не только разряд иона металла, как было описано выше в водных растворах возможно восстановление кислорода [c.78]

Несколько общих замечаний по этому поводу можно сделать уже на основании вышеизложенного. Опасно с точки зрения коррозии соприкосновение друг с другом химически различных металлов. Опасна любого рода химическая и физическая неоднородность поверхности. Поэтому важно, чтобы металл был везде одного качества, чтобы в нем не было вкраплений, механических напряжений и т. д. [c.267]

Такие разнородные кристаллы образуют на поверхности металла участки с различными электрохимическими свойствами, причем разность потенциалов образующихся микропар также вызывает явления коррозии, хотя и в меньшей степени, чем в химически неоднородных металлических системах. [c.410]

Механизм электрохимической коррозии. В основе первой электрохимической теории коррозии лежало представление об электрохимической неоднородности корродирующей поверхности металла. Металлы состоят из беспорядочно ориентированных кристаллитов (или зерен) с хорошо выраженной границей. Примеси при затвердевании металлов концентрируются на границах зерен. Еще более неоднородна поверхность технических металлов и их сплавов. В ней можно обнаружить различно ориентированные кристаллиты, шлаковые включения, межкристаллитное вещество. На поверхности могут оказаться окисные пленки. В случае гетерогенных сплавов (когда низка растворимость легирующих добавок и их соединений с металлом — основой) отдельные кристаллиты отличаются по химическому составу (рис. 70). [c.224]

Присутствие углеводородов в порах камня снижает величину коэффициента неоднородности растущего кристалла и препятствия, так как кристаллы сульфида кальция обладают большей степенью химического сродства к поверхности, покрытой пленкой углеводородов, чем к собственно составляющим цементного камня. При этом неизбежно повышается давление кристаллизации продуктов коррозии на стенки пор камня. [c.57]

Микрокоррозия металлов и сплавов (в особенности на основе железа) — явление, очень распространенное на практике. Это связано с тем, что металлы, даже однородные по внешнему виду, в большинстве случаев состоят из отдельных зерен неодинаковой химической природы. Так, сталь и железо содержат включения графита, угля, цементита и др. В большинстве сплавов в контакте находятся микроскопически малые кристаллы двух и более различных металлов. При соприкосновении с электролитом таких неоднородных по микроструктуре металлов на их поверхности возникают токи коррозии. При этом даже сравнительно невысокое содержание в сплаве более электронофильного металла приводит к коррозии основного металла. [c.360]

В отличие от химической электрохимическая коррозия является результатом протекания сопряженных электродных процессов и возникает при контакте металла с электролитами (на воздухе, в почве, в любых растворах электролитов и т.п.). Электрохимическая коррозия сопровождается прохождением электрического тока, возникающего в системе вследствие энергетической неоднородности отдельных участков поверхности металла. Заметное влияние неоднородность оказывает также на адсорбцию посторонних частиц вещества на поверхности металлов. Все это, вместе взятое приводит к тому, что электродные потенциалы на разных участках поверхности отличаются один от другого. [c.454]

В одном случае коррозионное разрушение литых деталей, расположенных после газоохладителя. Основные разрушения на участках литейных дефектов и по границам наплавленного металла, которым устранялись дефекты литья. В другом случае межкристаллитное разрушение диафрагм между третьей и четвертой ступенями Причина коррозии — наличие лик-вационных зон и неоднородность химического состава на различных участках поверхности. Все роторные детали в рабочем состоянии [c.37]

Если язвенный и эрозионный износ зависят в основном от состава и скорости протекания охлаждающей воды, то коррозионное растрескивание связано главным образом с химическим составом и свойствами самого металла. Основные технологические причины низкого качества труб из латуней повышенное содержание мышьяка, вызывающее усиление межкристаллитной коррозии несовершенство литья, приводящее к неоднородности структуры отсутствие операций, облагораживающих поверхность труб (скальпирование слитков или прессование с рубашкой , окончательная отделка труб) применение отжига электро-контактного и на устаревших электропечах, приводящее к большому разбросу свойств и не гарантирующее получение регламентированного зерна применение правки без последующего низкотемпературного отжига, существенно повышающее склонность к коррозионному растрескиванию отсутствие дефектоскопического контроля. [c.201]

Электрохимическая коррозия заключается в переходе в электролит ионов металла под действием разности потенциалов, обусловленной химической и структурной неоднородностью отдельных участков поверхности металла и градиента температуры. К частным ее случаям относятся некоторые виды влажной атмосферной и почвенной коррозии, протекающей под действием блуждающих токов, а также контактная коррозия (в зоне [c.7]

Одной из причин растворения отдельных участков металлической поверхности с различными скоростями могут быть неодинаковые значения начальных потенциалов. В хорошо проводящих средах благодаря поляризации потенциалы в процессе коррозии выравниваются (маловероятно, чтобы в таких условиях на поверхности металла были участки с различным значением потенциала). Это должно было бы способствовать выравниванию и скоростей растворения, поскольку скорость анодного процесса находится в прямой зависимости от потенциала. Однако этого не происходит. Объясняется это тем, что в силу структурной неоднородности сплавов скорость анодного растворения отдельных структурных составляющих, а иногда и объемных элементов сплава, имеющих одинаковый химический состав, становится неодинаковой даже при одном и том же значении потенциала. К тому же, как будет показано при рассмотрении отдельных локальных коррозионных процессов, имеется много причин, относящихся не к сплаву, а к условиям обтекания металлических поверхностей электролитом, отвода продуктов анодной реакции и т. п., которые также способствуют растворению отдельных участков сплава с различными скоростями. [c.12]

Химический состав и свойства среды. Свойства и химический состав соприкасающейся с металлом среды, естественно, определяют особенности и интенсивность коррозии металла. В общем можно сказать, что- действие среды является специфическим по отношению к различным металлам и определяется ее взаимодействием с поверхностной пленкой. Искусственное увеличение толщины пленки с помощью окислителей уменьшает интенсивность коррозии. Неоднородность (много-фазность) среды усиливает коррозию за счет образования гальванических пар между участками поверхности металла, находящимися в контакте с разными фазами. Поэтому в металлоконструкциях следует избегать контакта разных металлов. [c.301]

Образование локальных элементов может происходить также вследствие микроскопических или субмикроскопических неоднородностей на макроскопически однородной поверхности металла. Какое бы загрязнение (например, чужеродный металл) ни появилось на поверхности, на его месте всегда возникает иной потенциал, а следовательно, создается локальный элемент, вызывающий коррозию. Более того, опытным путем установлено, что не только химическая (загрязнение), но и физическая неоднородность изменяет поверхностный потенциал. Так, механическая деформация (прессование, изгиб, сверление, резание и т. д.) и даже сильное трение могут создавать на поверхности локальные элементы в 10 —20 мВ. При макроскопически однородной обработке (например, прокатке) также возникают микроскопические неоднородности, если из-за наличия инородных вкраплений или поверхностной неоднородности давление на поверхности оказывается различным на разных ее участках. Полученный таким образом локальный элемент показан на рис. 33. Если цинк окисляется не-электрохимическим способом, то на его поверхности образуется хорошо пристающая, плотная окисная пленка, которая защищает металл от распространения окисления [c.266]

Поверхность его эквипотенциальна, а места протекания на ней сопряженных катодного и анодного процессов в общем случае непрерывно меняются во времени в соответствии с законами статистического распределения. Наличие на поверхности корродирующего металла химических или структурных неоднородностей может приводить к частичной локализации протекающих реакций, что, однако, не обязательно должно сопровождаться нарушением эквипотенциальности поверхности и не исключает применимость законов электрохимической кинетики для каждой из реакций в отдельности и коррозионного процесса в целом. Поэтому растворение (коррозию) металлов в электролитах следует рассматривать не как следствие нарушения эквипотенциальности металлической поверхности, а как результат сопряженного и независимого протекания катодных и анодных реакций, скорость которых, согласно законам электрохимической кинетики, определяется общим значением потенциала на границе металл—раствор, составом раствора и условиями диффузии компонентов или продуктов реакции в растворе. [c.7]

В многофазных сплавах, которые имеют неоднородную структуру, последняя оказывает существенное влияние на его химическую устойчивость. Когда в структуре сплава есть составляющие, которые в контакте с данной средой будут являться катодом и анодом, то на характер коррозии будет влиять количественное соотношение этих составляющих. Если структурная составляющая сплава, выполняющая роль катода, будет находиться в сплаве в виде включения (рис. 1.7,а), а основной компонент будет анодом, растворяющимся в среде, то структурная неоднородность металла будет способствовать коррозии. На поверхности такого сплава в процессе его коррозии будут оставаться неразрушенными структурные включения, выполнявшие роль катода. Если основной структурный компонент сплава будет катодом, а включения будут анодами, то, после того как растворятся анодные участки (рис. 1,7,6) и поверхностный слой станет однородным, структура сплава перестанет оказывать влияние на его коррозию. [c.40]

Рис. 340. Зависимость плотности тока от напряжения при коррозии металла с химически неоднородной поверхностью, протекающей с выделением водорода на неблагородных участках I (поверхность и на благородных участках II (поверхность 5дСи).

Качество изоляционного покрытия во многом определяется состоянием поверхности защищаемого металла. Наличие окалины, ржавчины, формовочной земли, остатков сварных флюсов, масляных и других загрязнений обусловливают химическую неоднородность поверхности металла. Это приводит к ускоренному развитию коррозионных процессов. Особенно опасно наличие несплошной окалины, которая образуется при повышенных температурах и которая состоит из безводных окислов РеО, Рез04, РегОз. Окраска и состав окалины зависят от температуры, при которой она возникает. Если температура ниже 575° С, то окалина имеет коричнево-красный оттенок. При более высокой температуре цвет окалины темно-синий. Окалина, образующаяся при прокате стальных цельнотянутых труб, при температуре около 500° С, почти не содержит РеО, а поэтому в коррозионном отношении она оказывается более стойкой и обладает защитными свойствами.-Однато защитное действие окалины может проявиться только в случае ее полной непрерывности. Последнее условие практически невыполнимо, так как при превращении железа в РегОз происходит увеличение объема в 2,16 раза. Следствием этого является возникновение внутренних напряжений в слое окалины, которые в свою очередь обусловливают появление трещин, пузырей и разрывов в слое окалины. Разрывы в пленке окалины образуются также при механических и термических воздействиях. Благодаря несплошности окалины стальное сооружение, находящееся в контакте с электролитом, подвергается электрохимической коррозии, так как поверхность, покрытая окалиной, оказывается катодом, а металл в дне трещины анодом. [c.96]

Применяемые для изготовления топливного оборудования металлы (сталь, бронза и др.) всегда электрохимически гетерогенны, имеют неоднородную поверхность из-за разнородности химического (микровкпючения примесных металлов, оксиды) и фазового состава, наличия внутренних напряжений в металла. Жвдкая фаза также неоднородна по составу и концентрации растворенных веществ, по температуре и пр. Неоднородные участки всегда различаются по величине электродного потенциала, а, следовательно, по активности поверхностных катионов. Так, например, на поверхности стали с микропримесью меди с большей интенсивностью протекает гидратация ионов железа ( Ес > Ере ) Схема и состав элементарного объема системы, в которой может протекать электрохимическая коррозия, приведены ниже [c.55]

В зависимости от среды, с которой взаимодействует металл, различают два вида коррозии — химическую и электрохимическую. Химической называется коррозия, происходящая при действии на металл сухих газов или жидкостей, не проводящих тока, т. е. неэлектролитов. Электрохимической называется коррозия, вызываемая действием на металл электролитов, когда разрушение металла связано с переносом электричества, т. е. протеканием электрического тока. С Ш1Ность процесса электрохимической коррозии состоит в том, что вследствие неоднородности структуры металла или сплава на его поверхности, покрытой слоем электролита, возникает множество мельчайших гальванических элементов. Каждый из этих микроэлементов состоит из двух участков поверхности металла, имеющих несколько различный химический состав и вследствие этого различную способность переходить в раствор в виде положительно заряженных ионов (катионов). Один из этих участков играет роль катода, а второй — анода гальваш че-ского микроэлемента. Простейшим примером этого может служить коррозия цинка, загрязненного медью, выделившейся в виде отдельных микроскопических зерен — включений. Цинк, как более активный (электроотрицательный) металл, теряя электроны, переходит в раствор в виде катионов Zn . Освободившиеся электроны переходят по металлу на медь и присоединяются на ее поверхности к имеющимся в растворе ионам водорода Н. Образующиеся атомы водорода соединяются в молекулы, и с поверхности меди выделяются пузырьки водорода. [c.38]

Коррозионное разрушение стали в грунте при отсутствии блуждающих токов (почвенная коррозия) является следствием работы макро- и микрокоррозионных пар. Для макрокоррозион-ных процессов основное значение имеют факторы, определяющие возникновение и действие макропар (неоднородность физи-ло-химических свойств грунта на отдельных участках трассы при отсутствии или повреждениях изоляционных покрытий). Развитие коррозии под действием микропар зависит от ряда физикохимических условий на данном участке поверхности (микро-структурной неоднородности поверхности стали, несплошно-сти окисных слоев на стали, микроструктурной неоднородности прилегающего грунта и т.д.). [c.5]

В присутствии электропроводящих жидких сред (растворвв электролитов) протекает электрохимическая коррозия. Поверхность металла всегда имеет структурно- или химически неоднородные [c.19]

Процесс коррозии сварных соединений развивается вследствие их электрохимической неоднородности. Такая неоднородность наблюдается как в микро-, так и в макромасштабах. Межкристаллитная и ножевая коррозия развивается вследствие структурной и химической неоднородности системы микроэлектродов на участке граница—зерно. Язвенная коррозия сварных соединений кислотостойких сталей, разивающаяся, например, в растворах 3% ЫаС1- -0,1—0,5% НЫОз при температуре 80—100°С со скоростями до 10 мм/год, может быть следствием как макро-, так и микронеоднородности поверхности сварного соединения. В резальных многоэлектродных системах значения потенциалов разных участков металла отличаются, что соответствует различным стадиям окислительно-восстановительных процессов. Высокая коррозионная стойкость металла обеспечивается лишь в том случае, когда ее потенциал находится в области, соответ-ствуюш,ей пассивному состоянию. Практические инженерные задачи по защите от коррозии сводятся к тому, чтобы с помощью различных способов (металлургических, химических и других) научиться управлять уровнем потенциалов таких систем таким образом, чтобы они соответствовали пассивному состоянию. [c.125]

Особенность коррозии в реальных условиях заключается в том, что разрушение металла происходит неравномерно. На его поверхности образуются глубокие поры и каналы. Поэтому часто изделие перестает выполнять свои функции, хотя общее количество прокор-родировавшего металла относительно мало. Это обусловлено тем, что твердые металлы и особенно сплавы отличаются неоднородностью своего состава и структуры. Металлы состоят из кристаллических зерен различной величины, которые выходят на поверхность различными гранями, отличающимися своими физико-химическими свойствами. Кроме того, эти зерна содержат различные дефекты кристаллического строения. Наконец, в металлах присутствуют различные примеси, неравномерно распределенные по объему, макродефекты и неметаллические включения в виде оксидов, сульфидов и т. п. [c.273]

При использовании пассивирующих ингибиторов необходимо учитывать две особенности присущего им механизма защиты. Первая из них заключается в том, что защитная пленка ( фильм — по Кис-тяковскому) очень часто не бывает сплошной. Причины нарушения сплошности не вполне ясны. Считается, что они связаны с наличием на поверхности металла различного рода неоднородностей, в первую очередь, неметаллических включений [89 137], а также структурных и структурно-химических дефектов, резко выраженных границ зерен с повышенной сегрегацией примесей и т. д. В местах нарушения сплошности — в просветах или в порах металл оказывается обнаженным и, контактируя со средой, корродирует.В присутствии ингибитора общая коррозия переходит в местную, сосредоточенную на отдельных, относительно небольших участках. Это явление наблюдается либо при недостатке ингибитора, либо в результате пробоя пленки в присутствии активных анионов, чаще всего хлоридов. В последнем случае говорят о достижении потенциала перепассивации или потенциала питтингообразования. Условием такой локали- [c.53]

Различные структурные составляющие с разным химическим составом, а также отдельные физически неоднородные участки с разной поверхностной энергией могут характеризоваться разными анодными поляризационными кривыми. При этом положение областей состояния металла и силы токов отдельных участков металлического материала могут отличаться. Таким образом, поверхность гетерогенного сплава характеризуется семейством анодных дифференциальных (парциальных) кривых. Эти кривые показывают особенности анодного поведения структурных составляющих и физически неоднюродных участков металла в координатах потенциал—плотность анодного тока (эквивалентного скорости коррозии). [c.33]

Изложены основы механохимии твердого тела применительно проблеме защиты деформированных металлов от коррозии Пред принята попытка количественного анализа механохимических яв лений на границе фаз твердое тело — жидкость и приведены дан> ные Экспериментальных исследований. Рассмотрена модель механо химического эффекта (ускорения растворения металла при дефор мации) и описано явление, названное хеыомеханическим эффектом. Установлены закономерности влияния напряженного состояния и тонкой структуры металла на коррозионную стойкость и образование коррозионных элементов на поверхности неоднородно деформированных участков металла, а также рассмотрены некоторые методы защиты металлов. [c.2]

При электрохимической коррозии, в отличие от химической, имеег место перенос электрических зарядов. Согласно классической теории электрохимической коррозии коррозионный процесс возникает в результате работы множества короткозамкнутых гальванических элементов ( рис. 11 образующихся вследствие неоднородности металла (с фуктурной, из-за влияния примесей) или окружающей среды (различие в составе, температуре на поверхности раздела фаз и т.д.). [c.28]

Таким образом, в общем случае, термодинамически возможный коррозионный процесс способен осуществляться одновременно тремя параллельными путями (механизмами) 1) химическим 2) гомогенно-электрохимическим 3) гетерогенно-электрохимическим. Однако, в некоторых случаях для упрощения расчетов вполне допустимо условно относить общий эффект коррозии к какому-нибудь одному преобладающему механизму. В случае электропроводной коррозионной среды (электролита) как правило, значительно чаще наблюдается электрохимический механизм и, за исключением особых случаев, его можно считать доминирующим. Какой при этом вариант будет преобладать — гетерогенный или гомогенный электрохимический — зависит от условий. Повидимому, преимущественное протекание процесса коррозии по гомогенно-электрохимическому механизму следует относить только к случаю коррозии особо чистых металлов, не имеющих структурных неоднородностей на поверхности, например, к жидким. В обычных случаях коррозии конструкционных металлов и сплавов надо предполагать преимущественное развитие процесса по гетерогенно-электрохимическому механизму. На это указывает обычно наблюдаемый макро- или микронеравномерный характер коррозионных разрушений или избирательное растворение компонентов сплава. [c.25]

В другом случае — межкристаллитное разрушение диафрагм между П1 и IV ступенями. Причина коррозии — наличие ликвационных зон и неоднородность химического состава стали Х18Н9Т на различных участках поверхности. Все роторные детали в рабочем состоянии. [c.95]

Благодаря успешному развитию электрохимической кинетики в последние десятилетия удалось совершенно по другому подойти к трактовке механизма разделения коррозионного процесса на две сопряженные реакции. Согласно современным представлениям, неоднородность металлической поверхности безусловно играет большую роль в коррозии, особенно в тех случаях, когда имеют дело с коррозией технических металлов. Однако сама возможность раздельного протекания анодных и катодных реакций на различных участках поверхности является не первопричиной, а только следствием более важной особенности электрохимических процессов, принципиальпо отличающих их от обычных химических реакций. [c.6]

Если коррозионный процесс определяется работой макрокоррозионных пар (контакт разнородных метал лов, образование коррозионных пар вследствие неодинаковой аэрации, наличия разностей температур или каких-либо других физических или химических различий на отдельных участках поверхности металлов), то омическое сопротивление коррозионной пары / , зависящее в основном от электропроводности среды и конфигурации катодных и анодных участков, может оказывать заметное влияние на величину тока коррозии /. Наоборот, если коррозия определяется микропарами (неоднородная структура металла, наличие микровключений, различная ориентация кристаллитов, наличие дислокаций и других несоверщенств в кристаллической рещетке), то такие коррозионные пары можно рассматривать как короткозамкнутые. В этом случае коррозионный ток практически не зависит от сопротивления Я [c.61]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология