Пассивация анодным током

Рис. 47. Схема к расчёту анодной зашиты протяженной конструкции в пусковом режиме а - распредели,тока по длине зашишаемого трубопровода 6 -распределение наложенного анодного тока по длине защищаемого трубопровода в - распределение потенциала по длине защищаемого трубопровода / -дпина пассивного участка - длина активного участка (р - потенциал в точке дренажа <р - потенциал полной пассивации металла <р - стационарный потенциал металла конструкции й, - внутренний диаметр трубопровода

Рис. 5.14. Плотности критического тока пассивации и тока в пассивной области, полученные из потенциостатических анодных поляризационных кривых для сплавов Си—N1 в 1 н. НаЗО , 25 °С 47]

По этой же причине коррозионную устойчивость многих металлов и сплавов (например, Сг—Ре-сплавы и Н ЗО можно значительно повысить, приложив анодный ток, изначально равный или превышающий критический ток пассивации. Потенциал металла сдвигается в пассивную область (рис. 5.1), и конечная плот- [c.78]

В ряде случаев, например, в процессах электрополирования металлов, а также при пассивации нержавеюш,их сталей в смесях азотной и плавиковой кислот вследствие сильного растворения пассивирующей пленки в электролите анодный ток в пассивном состоянии может быть большим (отрезок KLM на рис. 216). [c.317]

Например, пассиваторы восстанавливаются на катодных участках, при плотности тока, обеспечивающей на анодных участках плотность анодного тока необходимую для пассивации (10— 20 А/см в случае железа). Пассиватор, восстанавливаясь на больших катодных поверхностях, вызывает образование пассивной пленки на небольших анодных участках. [c.76]

Пассивацию можно наблюдать в гальваностатическом и в потенцио-статическом режимах. В гальваностатическом режиме при пропускании постоянного тока потенциал в течение определенного времени остается постоянным, а затем резко смещается в анодную сторону. Величина характеризует время пассивации в гальваностатическом режиме. После резкого смещения потенциал достигает снова постоянного значения, при котором часто наблюдается лишь выделение кислорода, но возможно и растворение металла. Пассивация в гальваностатических условиях наступает, если плотность анодного тока г а превышает критическую плотность тока пассивации Для большого числа систем время пассивации и t связаны соотношением [c.365]

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]

На основании анодной поляризационной кривой определяют потенциал пассивации и ток в области пассивного состояния. [c.280]

Таким образом, явление пассивности состоит в повышении перенапряжения или замедлении процесса ионизации металлов вследствие изменения заряда и свойств поверхности, вызванных образованием на ней адсорбционных или фазовых слоев окислов. Часто полагают, что основное различие между адсорбционной и пленочной теориями сводится к вопросу о количестве пассивирующего окислителя илн форме его существования на поверхности. Однако резкой грани между ними в этом вопросе нет. Единственно четкая граница между двумя теориями может быть проведена в вопросе о механизме растворения пассивного металла. Согласно адсорбционной теории, анодный акт на пассивном металле тот же, что и на активном. В обоих случаях вследствие увеличения количества адсорбированного кислорода катион переходит в раствор. Адсорбированный окислитель лишь увеличивает перенапряжение при ионизации металла. В пленочной теории, наоборот, изменение скорости растворения при пассивации считается следствием изменения самой природы процесса. Место анодного образования окисла при этом занимает процесс химического растворения пассивирующего окисла, а анодный ток расходуется только на образование новых порций этого окисла по мере растворения предыдущих. [c.440]

Идея метода кислородной пассивации сводится к следующему. Чтобы резко затормозить коррозию металла, необходимо обеспечить смещение его коррозионного потенциала до значений, которые положительнее потенциала пассивации. Это можно сделать либо пропуская через металл анодный ток (так называемая анодная защита), либо вводя в раствор окислитель в необходимой концентрации. При этом для практики принци- [c.46]

Характер анодных кривых для каждой структурной составляющей и каждого физически неоднородного участка зависит от химического состава этих составляющих, кристаллической структуры, концентрации ионов водорода, температуры, природы и концентрации активаторов, природы и концентрации анодных замедлителей, внутренних напряжений и приложенных внешних напряжений, В зависимости от ряда указанных факторов изменяется равновесный потенциал, потенциалы начала пассивации и полной пассивации, а также потенциал перепассивации и в ряде случаев потенциал пробоя (в присутствии активаторов, внутренних или приложенных внешних напряжений). Одновременно в зависимости от указанных факторов будет изменяться критический анодный ток пассивации и ток в пассивном состоянии. [c.35]

При электрохимической защите от коррозии резервуаров, сосудов—реакторов, транспортных устройств или трубопроводов в химической и нефтеперерабатывающей промышленности часто приходится иметь дело со средами высокой коррозионной активности. Здесь встречаются среды начиная от обычной пресной и более или менее загрязненной речной, солоноватой и морской воды (часто применяемые для охлаждения) или реакционных растворов и сточных вод химического производства и кончая крепкими рассолами, которые нужно хранить и транспортировать при добыче нефти. Целесообразно ли даже при наличии существенных коррозионных влияющих факторов опробовать электрохимическую защиту и какой именно способ лучше всего можно применить — это зависит от конкретных условий в каждом отдельном случае. Так, при наличии материалов, поддающихся пассивации в соответствующих средах, кроме известной катодной защиты может ставиться вопрос и о применимости анодной защиты. Этот способ можно успешно применить в тех случаях, когда потенциал свободной коррозии ввиду слишком слабого окислительного действия среды располагается в области активной коррозии, но при наложении анодного тока от постороннего источника может быть легко смещен в область пассивности и поддержан на этом уровне (см. раздел 2.3.1.2 и рис. 2.12). [c.378]

Барьерный механизм по своему существу должен быть чувствителен к конкретной природе и состоянию поверхностного слоя, включая покровные пленки, и поэтому при взаимодействии тела с активной средой может приводить как к повышению пластичности, так и к ее снижению (с упрочнением) в зависимости от результата протекания поверхностных химических (электрохимических) реакций. Так, при растяжении монокристалла никеля в растворе серной кислоты под анодным током поляризации при потенциалах пассивации наблюдалось упрочнение и снижение пластичности по сравнению с деформацией на воздухе вследствие образования прочных фазовых окисных пленок (толщиной около 5 нм) [127] в результате анодной реакции в области потенциалов пассивации. [c.144]

При пассивировании анодным током могут наблюдаться и другие особенности. Из-за анодного растворения металла может иметь место повышение pH электролита непосредственно у поверхности электрода. Благодаря этому пассивация может облегчаться. Возможно, что в отдельных случаях пассивация при данной плотности тока оказывается возможной только благодаря этому обстоятельству. [c.825]

В промышленном применении анодной защиты важную проблему представляет защита щелей. В узкой щели во время потенциостатической анодной поляризации возникает большой градиент потенциала, обусловленный высоким электролитическим сопротивлением участка. Вследствие этого градиента внутренняя часть щели остается активной и корродирует с большой скоростью, несмотря на то, что наружная поверхность удерживается в пассивном состоянии при стабильном потенциале пассивации [8, 9]. Экспериментальные исследования с различными щелями, а также теоретический анализ свидетельствуют о возможности пассивирования щелей в процессе анодной защиты и контроля степени пассивирования (сопротивления раствора, состояния поверхности и т. д.) по геометрии щели и электрохимическому поведению защищаемого металла. Критическая плотность анодного тока является наиболее важным параметром, так как показывает силу тока, необходимого для достижения пассивности во время анодной защиты [1, 2, 7, 9]. [c.32]

Сопоставление скорости растворения титана при стационарном потенциале со скоростью растворения при потенциалах в области устойчивой пассивности показывает, что анодная защита позволяет снизить скорость коррозии в 15—30 раз. Плотность анодного тока в данном случае не может служить количественной характеристикой коррозионного процесса, поскольку одновременно осуществляется процесс анодного окисления ионов Сг + до Сг +, скорость которого в 85 раз превышает скорость растворения титана в области устойчивой пассивности. При анодной защите потери ионов Сг + невелики и составляют не более 1,5% от вводимого количества Сг +. Хотя в данном случае для поддержания потенциала пассивации требуются более высокие плотности анодного тока (приблизительно 1 А/м ), однако затраты на электроэнергию при анодной защите исследуемой системы невелики и не превышают 0,35 руб./(год-м ). [c.65]

Все тугоплавкие металлы обладают отрицательными нормальными электродными потенциалами и располагаются в ряду активности левее водорода. Высокая коррозионная стойкость тугоплавких металлов обусловлена образованием на поверхности плотной, химически устойчивой пленки, представляющей собой окисел данного металла для Та, ЫЬ, Мо, 7г — это Та Об, N52 05, МоОз, 2г2 0 и т.д. Так, например, тантал без окисной пленки обнаруживает сильную анодность по отношению к большинству металлов в течение нескольких секунд после погружения пары в электролит, но образование на его поверхности окисла Таг 05 под действием анодного тока быстро изменяет потенциал тантала на обратный и тантал становится катодом (рис. 48). Этот процесс аналогичен процессу пассивации алюминия, но протекает быстрее (рис. 49). [c.56]

Необходимым условием пассивации металла по электрохимическому механизму является превышение плотности внешнего анодного тока или внутреннего катодного тока, возникающего за счет окислительно-восстановительной реакции, над плотностью тока пассивации п- Уменьшения коррозии можно также добиться, сообщив металлу потенциал, близкий к равновесному потенциалу металла в данной среде фа. Этого можно достигнуть либо посредством катодной поляризации, либо посредством уменьшения окислительно-восстановительного потенциала среды, например удалением кислорода из системы. [c.31]

Уравнение (7.19) отвечает поведению металлов в активнол состоянии. По смыслу этого уравнения увеличение потенциала приводит к монотонному росту скорости перехода в раствор ионов металла по экспоненциальному закону (если отвлечься от осложняющего влияния концентрационной поляризации). Но даже в отсутствие последней за известным предельным значением анодного потенциала скорость растворения металла внезапно и резко падает. Потенциал, при котором происходит такой переход, называется потенциалом пассивации (или иногда первым критическим потенциалом), а плотность тока, устанавливающаяся при этом потенциале, —критической плотностью тока. Последующий рост потенциала после того как наступила пассивация, в полную противоположность тому, что наблюдалось в области активного растворения, уже не сказывается на скорости растворения металла. В известных границах изменения потенциала она остается постоянной и притом значительно уступающей по своей величине критической плотности анодного тока. [c.195]

Анодные ингибиторы снижают скороеть анодного процесса. Потенциал коррозии смещается в область более положительных потенциалов. При этом молекулы адсорбированного вещества могут принимать или не принимать участие в процессе образования пассивирующего оксида. В первом случае в присутствии ингибитора изменяется потенциал пассивации и критический ток пассивации. Во втором случае ингибитор вызывает только снижение критического анодного тока пассивации, но положение потенциала не изменяется. [c.49]

Обобщенная анодная кривая для металла, способного переходить в пассивное состояние, схематично представлена на рис. 1.2. На этой кривой имеются характерные точки фа — равновесный потенциал анодной реакции в данном электролите фст — стационарный потенциал металла в данной среде (потенциал коррозии) фп—потенциал пассивации ф пп ПОТСНЦИЭЛ ПОЛНОЙ ПЗС сивацин пп — плотность тока пассивации — плотность тока полной пассивации к — ток коррозии. [c.14]

Поведение металла в дальнейшем может быть весьма различным в зависимости от анионного состава раствора, его концентрации, температурных условий и т. д. В принципе следует принимать во внимание следующее. Пассивация-металла сопровождается переходом его поверхности в оклслен-ное состояние вследствие образования адсорбционной или фазовой окисной пленки. В присутствии в - растворе ионов хлора, сульфатных ионов или иных анионов часто наступает пробой окисной пленки, что вызывает рост плотности анодного тока. Поверхность металла в отдельных местах подвергается интенсивному растворению, образуя набольшие очаги поражений (питтинги). Следует предположить, что в пределах отдельного питтинга анодная плотность тока достигает очень высоких значений, что приводит к крайне быстрому местному травлению металла. При подходящих условиях концентрации и температуры питтинги могут сливаться между собой, и тогда травление распространяется на всю поверхность металла, приводя к выравниванию местных дефектов и общему сглаживанию всей. поверхности (электрополировка). Для проведения электрополдаровки обычно рекомендуется употребление очень вязких растворов, спо- обствующих локализации линий тока на выступающих участках поверхности. [c.99]

При наличии всех качественно общих свойств для пассивирующихся материалов титан существенно отличается от них. Плотность анодного тока, при которой происходит пассивация титана, почти на два порядка меньше, чем у коррозионностойких сталей, хрома и никеля в аналогичных условиях. Значения потенциалов начала и полной пассивации у титана более отрицательны, а начала перепассивации и пробоя пленки положительнее. [c.188]

При понижении потенциала и достижении поверхностью металла значения (р и соответственно плотности тока начинается пассивация металла. При потенциале (р металл полностью пассивируется и скорость его растворения соответствует плотности тока Область оптимальной запассивированно-сти металла находится между потенциалом иассивации (р и потенциалом пере-заш.и 1 ы (р анодная защита заключается в поддерживании потенциала металла в этой области. Смещение потенциала к значениям, отрицательнее (р, способствует активированию металла и соответствующему увеличению анодного тока и коррозии металла. Смещение потенциала положительнее значения (р вызывает перезащиту металла, что приводит к увеличению энергетических затрат и к усилению коррозии в результате перепассивации, отслаивания защитной плёнки, питтингообразования или электрического пробоя плёнки. [c.197]

Рис. 360. Иллюстрация условий, способствующих пассивации металла анодным током или с помощью окислитадей в электролите (по Феттеру )

Рис. 361. Условия пассивации железа анодным током и активации его при выключении тока в 1 н. растворе На804 при сильном перемешивании и г == -)-1,75 (по Франку 18).

Промышленный раствор гидроксиламинсульфата содержит около 0,105 кг/л свободной серной кислоты, до 0,137 кг/л гидроксиламинсульфата, до 0,3 кг/л сульфата аммония, примеси бисульфита аммония и растворенный диоксид серы. Добавление гидроксиламинсульфата к смеси серной кислоты с сульфатом аммония приводит к смещению фст в положительную область. При добавлении МагЗОз значение фст сдвигается в иротивопо-ложную сторону, расширяется область активного растворения, в области устойчивой пассивности увеличивается плотность анодного тока. В смесях 10%-ной Н2504 с сульфитом натрия увеличение концентрации МагЗОз приводит к увеличению /к,, пассивации. [c.88]

Для расчета продолжительности зашиты протектором необходимо знать накопленный заряд, плотность защитного тока и соотнощение площадей защищаемой поверхности и катодного протектора. Если титановый электрод опускать в раствор при 20°С под током, то минимальная плотность тока, необходимая для пассивации в 15%- и 25%-ных растворах соляной кислоты, равна 1 и 3 A/м соответственно. Плотность анодного тока, устанавливающаяся после полной пассивации поверхности, в 15 и 25%-ной соляной кислоте при 20 °С составляет, соответственно 0,5 10-2 л 10. 10-2 А/м2 [42]. При соотношении поверхностей протектора и образца титана 1 30 (Q нак — 4,8 10 Кл/м2, Хобр = 80 ч) расчетное время защиты протектором может изменяться от десятков минут до нескольких суток в зависимости от степени запассивированности поверхности титана (табл. 7.3). При более высокой концентрации и температуре плотность тока полной пассивации увеличивается и время защиты протектором будет, соответственно, меньше. [c.135]

При наличии в системе эффективного катодного процесса фк2 токовая анодная кривая уже заметно отличается от истинной, т. е. коррозионной. Она приобретает вид кривой (ра А"В"С, на которой появляется катодная ветвь, несмотря на то что металл поляризуется анодно. Такое аномальное поведение электрода свидетельствует о том, что окислительно-зосстановительные реакции, протекающие в системе, создают высокие плотности тока, которые намного выше анодных токов, необходимых для пассивации электрода. В таких условиях металл может в определенной области потенциалов перейти в пассивное состояние и без внешнего анодного тока. Аналогичным образом, просуммировав катодную кривую ф2з М с анодной токовой кривой ЕР, можно получить истинную анодную кривую ОЕ и на участке перепассивации. Более подробный анализ поведения подобных систем сделан в работе Томашова и Черновой [2, с. 13]. [c.30]

Объяснить это можно следующим образом механизм действия нитробензоата гексаметиленамина обусловлен, как было выше показано, высоким окислительно-восстановительным потенциалом системы. Поэтому можно думать, что возникающий при восстановлении ингибитора ток преимущественно концентрируется в порах первичной окисной пленки, облегчая пассивацию. В отсутствие окисной пленки этот же анодный ток распределяется на большую поверхность, что уменьшает поляризуемость и затрудняет достижение потенциала полной пассивации. [c.65]