Коррозия электрохимическая под механическим напряжением

Исследования показали, что скорость электрохимической коррозии зависит от потенциала корродирующего металла. О термодинамической неустойчивости металлов в водных растворах, т. е. о склонности их к коррозии, можно делать вполне определенные выводы, если сравнивать их электродные потенциалы с потенциалами окислителей, которые участвуют в процессе коррозии. Механические напряжения в металлических конструкциях и деталях также способствуют ускорению процессов коррозии за счет повышения активности металла. [c.274]

Следовательно, зарождение трещин коррозии под механическим напряжением можно разделить на два этапа инкубационный, определяющийся временем до появления на поверхности материала локальных анодных участков (линий и полос скольжения), й коррозионный. Роль среды на инкубационном этапе сводится, как уже отмечалось, к адсорбционному (за счет эффекта Ребиндера) облегчению формирования анодных участков, а на коррозионном - к собственно их электрохимическому (коррозионному) растворению. [c.65]

Механические напряжения играют заметную роль в процессе коррозионного растрескивания, стимулируя электрохимическое локальное растворение металла (механохимическая коррозия). [c.482]

Коррозионные испытания металлов в напряженном состоянии. Как известно, коррозия металла в напряженном состоянии носит специфический характер и отличается как от чисто механического, так и от чисто электрохимического его разрушения. Характерным видом разрушения металла при постоянных растягивающих напряжениях является коррозионное растрескивание металла. Разработано много методов испытаний на устойчивость [c.347]

Третий эффект возможен при отсутствии коррозии (У = 0) в стационарном состоянии. Определяется он разностью электрохимических потенциалов, соответствующей единице механического напряжения [c.134]

Давление, практически не изменяя скорость электрохимических стадий реакций, может влиять на скорость коррозии вследствие изменения растворимости газов, облегчения процессов гидролиза, возникновения механических напряжений в конструкциях. [c.24]

Конструкции, имеющие контакт меди со сталью, встречаются в технике очень часто, причем в коррозионно-активной среде сталь, работая в контакте с анодом, претерпевает сильное разрушение потому, что медь относительно стали ( ° = — 0,44е) является довольно эффективным катодом == + 0,34в). Еще хуже обстоит дело, когда конструкция имеет механически напряженные узлы с контактами из разнородных металлов. В условиях коррозионной среды в результате взаимодействия электрохимического и механического (например, знакопеременного напряжения) факторов менее благородный металл контакта быстро выходит из строя, разрушаясь вследствие совместного действия контактной коррозии и коррозионной усталости. [c.230]

Изменение электрохимических характеристик металлов при приложении механических напряжений вызывает изменение скорости коррозии. Установлено, что на скорость коррозии металлов и сплавов в напряженном состоянии оказывают влияние уровень механических напряжений, характер катодного процесса, природа анионов. [c.83]

Медь благодаря хорошей коррозионной стойкости, сочетающейся с механической обрабатываемостью, превосходной электро-и теплопроводностью, находит широкое применение. Она легко паяется мягкими и твердыми припоями. В электрохимическом ряду напряжений медь по отношению к водороду благородна. Она не корродирует в воде и в неокислительных кислотах, не содержащих растворенного кислорода. В окислительных кислотах или в аэрированных растворах, в которых содержатся ионы, образующие с медью комплексы, например N , NH , коррозия может быть сильной. Для меди характерна чувствительность к коррозии при высокой скорости движения воды или водных растворов, называемая ударной коррозией (рис. 101). Скорость кор- [c.265]

Образование коррозионных трещин под совместным влиянием агрессивной среды и растягивающих напряжений представляет собой чередующиеся процессы электрохимической коррозии и механического разрушения. Известно, что в большинстве случаев смещение потенциала в сторону отрицательных значений связано с деформациями металла. Увеличение скорости коррозии упруго деформированного железа показано на рис. 81. Сдвиг потенциалов только при одних упругих напряжениях, как показал Е. М. Зарецкий, не превышает 1—2 мв для магниевых сплавов [c.110]

В химической промышленности большое количество процессов осуществляется при высоких давлениях и при больших разрежениях. Основной причиной влияния давления на процессы электрохимической коррозии металлов является изменение растворимости газов, участвующих в электрохимических процессах, и появление механических напряжений в металле. Так, коррозия стали в воде, содержащей СОг, быстро усиливается при повышении давления до 20 ат. [c.73]

Скорость электрохимической коррозии металлов зависит от сложного комплекса физико-химических, тепловых, механических и других факторов, называемых внутренними и внешними. К внутренним факторам, помимо рассмотренных в гл. 1 термодинамической стабильности металлов и их строения, относятся структурные особенности сплавов, способность металлов и сплавов к пассивации, влияние механических напряжений на коррозионный процесс, характер обработки и состояние поверхности сплавов н др. Внешние факторы включают характер агрессивной среды, концентрацию водородных ионов, температуру и скорость движения потока раствора, давление, влияние блуждающих токов, микроорганизмов и др. [c.15]

Химические, нефтехимические и другие процессы часто осуществляются при высоких давлениях. Основной причиной влияния давления на процессы электрохимической коррозии металлов является изменение растворимости газов, участвующих в электрохимических процессах, и возникновение механических напряжений в металле. [c.27]

По условиям протекания коррозионного процесса различают следующие виды электрохимической коррозии 1) коррозия при полном, частичном и переменном погружении в электролит 2) щелевая 1[ контактная коррозия 3) коррозия под действием механических напряжений. [c.63]

Накопленные знания в области коррозионно-механической стойкости материалов в различных средах и исследование коррозионного разрушения под напряжением металла газонефтепроводных труб позволили выстроить достаточно сложную и зачастую противоречивую адсорбционно-электрохимическую теорию коррозии металла под напряжением. Целью настоящей работы является системный анализ накопленной научной информации о стресс-коррозии и фактических материалов расследования разрушений магистральных газопроводов (21 случай) и установление приоритетных факторов, определяющих работоспособность металла труб. [c.4]

Различные свойства металла, влияющие на его коррозионное поведение — термодинамическая устойчивость металла (выраженная, например, через равновесный электрохимический потенциал), местонахождение металла в периодической системе (т. е. электронная структура его атома), чистота сплава, величина зерна, термическая или механическая обработка металла, имеющиеся в металле механические напряжения — могут быть объединены общим термином внутренние факторы коррозии. [c.244]

Коррозия при трении представляет собой два сопряженных процесса 1) электрохимическое или химическое взаимодействие металла с агрессивной средой 2) механический процесс износа поверхностных защитных пленок и самого металла под воздействием напряжений третьего рода. [c.339]

Эти же цепи при определенных условиях можно использовать для установления температуры аллотропического превращения. Если повысить температуру до значения, при котором а-модификация переходит в р-модификацию, то оба -)лектрода окажутся в одной и той же модификации и э.д.с. системы будет равна (или близка) нулю. Э.д.с. системы может отличаться от нуля потому, что свободная энергия двух электродов, изготовленных из металла одной и той же модификации, не обязательно должна быть одинаковой. Это наблюдается, например, в том случае, когда электроды различаются по размерам образующих их зерен или находятся под различным внутренним напряжением. Электрод, образованный более мелкими кристаллами или находящийся под избыточным механическим напряжением, играет роль отрицательного полюса элемента. Он растворяется, а на другом электроде происходит осаждение металла. Более того, разность потенциалов может возникать даже, если в качестве электродов использоЕ1аны разные грани монокристалла одного и того же металла, поскольку они обладают разным запасом свободной энергии. Электрод, образованный гранью с по-выщенным запасом поверхностной энергии, будет растворяться, а ионы металла — выделяться на грани с меньшей поверхностной энергией. Следует, однако, подчеркнуть, что во многих из этих случаев разность потенциалов, существующая между двумя различными образцами одного и того же металла, не должна отождествляться с обратимой э.д.с., поскольку она отвечает не равновесному, а стационарному состоянию элект[)0Д0в. Разности потенциалов, возникающие в рассмотренных случая , обычно малы, тем не менее в некоторых электрохимических процессах, в частности в процессах коррозии, их необходимо принимать во внимание. [c.195]

За деформационную активацию металла а принимается сдвиг величины электродного потенциала в отрицательную сторону при наложении растягивающих напряжений единичной величины. Этот показатель предлагается нами впepвiыe. Он очень в1ажен, так как однозначно характеризует склонность металла к коррозии под механическим напряжением. Если произведение аа не превышает исходный (фоновый) уровень электрохимической гетерогенности поверхности, перерождение питтинга в трещину не 1фоизойдет и коррозия под напряжением не проявится. [c.104]

Вопрос Пурбэ). В своем прекрасном докладе Коломбье указал на важность проведения электрохимических исследований и исследования микроструктуры для лучшего понимания межкристаллитной коррозии, точечной коррозии и коррозии при механических напряжениях. Я хотел бы указать здесь на большое значение, которое могут иметь для изучения этих трех типов коррозии потенциостатические исследования, выполненные одно-180 [c.180]

Вопрос (Массарт). Электрохимическая природа коррозии при механических напряжениях является общепризнанной. Однако этот же тип коррозии наблюдается и в некоторых органических средах, которые не проводят электрического тока. Эти среды могут разлагаться с образованием хлористого водорода. Полагаете ли Вы, что такая коррозия предполагает обязательное присутствие не поддающихся определению следов влажности Или же наоборот, коррозия. может иметь другую природу [c.181]

Электрохимический хар гер коррозии при механических напряжениях, по-видимому, нельзя отрицать. Поэтому я полагаю, что в случаях коррозии в неэлектропроводных органических средах, указанных здесь Массартом, должны были наблюдаться следы влаги. В тех случаях, которые мне лично известны, присутствие воды всегда было возможно. [c.184]

Характер адсорбции на отдельных кристаллйграфических плоскостях. При образовании защитных пленок может иметь значение не только плотность упаковки плоскости кристалла, но и соответствие кристаллографической структуры поверхности металла и возникающей пленки. При большом несоответствии в пленке возникают механические напряжения, приводящие к ее разрушению. Иногда кристаллографическая ориентация оказывает влияние на механизмы протекания анодного и катодного процессов электрохимической коррозии металлов. [c.327]

Коррозионное растрескивание и коррозионно-усталостное разрушение металлов следует отличать от межкристаллитной коррозии металлов, протекающей без наличия механических напряжений в металле. Разрушения металлов типа коррозионного растрескивания и коррозионной усталости имеют много общего, поскольку характерным для обоих явлений является образование в металле трещин и отсутствие на его поверхности значительных раз.ъеданий. Только изредка наблюдаются небольшие местные разъедания. Несмотря па большое количество исследований, механизм трещинообразования и развития трещин еще недостаточно ясен. Однако в большинстве исследований (Ю. Р. Эванс, Г. В. Акимов, Н. Д. Томашов, А. В. Рябченков, Е. М. Зарецкий, В. В. Герасимов и др.) подтверждается электрохимический характер коррозии. Наряду с электрохимическим фактором па коррозионный процесс оказывают влияние и факторы механического и адсорбционного снижения прочности металла. В зависимости от преобладающего действия того или иного фактора характер коррозионного разрушения может изменяться. [c.107]

На процесс коррозии аустенитной стали при действии механических напряжений оказывают совместное влияние два основных фактора выделение а-фазы пониженной коррозионной стойкости с образо---ванием электрохимической гетерогенности (неоднородности) металла и повышение энергии кристаллической решетки (механохимический эффект), в результате чего облегчаются анодная и катодная полуреак-ЦИИ /7/. [c.79]

Электрохимическими исследованиями, проведенными совместно с А.М.Крохмальным [208, с. 57—61], установлено рис. 100), что стационарный потенциал цинкового покрь Тия равен примерно -870 мВ, т.е. на 300-320 мВ отрицательнее стационарных потенциалов сталей. За 12 сут испытаний без приложения циклических напряжений (что соответствует базовому количеству циклов вращения 5 10 цикл) потенциалы оцинкованных образцов сдвигаются до — (780 — 800 мВ) вследствие формирования на поверхности плотного слоя оксидо-солевых продуктов коррозии, состоящих из оксидов и гидрооксида цинка. При высоких механических напряжениях происходит смещение электродных потенциалов стали на 80—100 мВ в отрицательную сторону от стационарного значения. Величина смещения потенциалов растет с уменьшением прочности стали и повышением уровня приложенного напряжения. Воздействие циклических напряжений в начале испытаний приводит к появлению в слое трещин, достигающих основного металла, что является причиной резкого смещения потенциала. На последующих этапах испытаний потенциалы образцов сдвигаются в положительную сторону на 30-50 мВ, а затем относительно стабилизируются (см.рис. 100, // участок кривой 3), что связано с пассивацией ювенильных поверхностей покрытия и контактированием коррозионной среды через трещины со сталью, имеющей более положительный потенциал, чем покрытие. Сдвиг потенци4ла в положительную область увеличивается с ростом уровня напряжений и понижением прочности стали, так как эти факторы усиливают разрушение покрытия, и площадь оголенной стали увеличивается. Потенциал образовавшейся коррозионной системы покрытие — основа лежит в достаточно отрицательной области (—900 мВ и ниже), поэтому поверхность стали находится в условиях полной электрохимической защиты в результате протекторного действия покрытия. Однако влияние высоких напряжений без коррозионного фактора приводит к развитию разрушения в глубь стали, что сопровождается интенсивным смещением потенциала в положительную сторону /// участок). Полное разрушение образца сопровождается резким сдвигом потенциала в отрицательную сторону IV участок). [c.186]

Контактная коррозия развивается в растворах электролитов при контакте металлов, обладающих различными электрохимическими свойствами, например, системы углеродистая сталь/нержавеющая сталь, углеродистая сталь/алюминий (или его сплавы) и др. Контактная коррозия может возникать также в случаях, если различие элек-трохимичес1сих свойств обусловлено применением пайки или сварки при изготовлении конструкции из одного и того же металла или при контакте деталей, изготовленных из металла одной и той же марки, но существенно различающегося по своим свойствам в ее пределах. Механические напряжения, приводящие к изменению электрохимических характеристик металла, также могут вызвать возникновение контактной коррозии при соединении деталей из одного и того же металла, но по-разному механически обработанных. Таким образом, плохо продуманные с точки зрения конструкционного оформления сложные металлические объекты могут досрочно выходить из строя вследствие контактной коррозии. [c.134]

Одним из основных факторов, обусловливающих образование и развитие трещин в металле под действием механических нагрузок и коррозионной среды, является охрупчивание и снижение прочности металла вследствие насыщения его водородом, выделяющимся из смазочной среды в процессе электрохимической коррозии металла, а также при окислении и трибодеструкции смазочного материала в зоне контакта. Высокоподвижный диффузионно-активный водород концентрируется в вершине трепщны - зоне максимальных значений градиента температуры и механических напряжений - и существенно ускоряет рост трещины. [c.2]

Как известно, даже в отсутствие механических напряжений реальная поверхность металла не является эквипотенциальной, а содержит активные участки, которыми являются границы зерен, микровключения легирующих и других элементов, выделения или сегрегации компонентов сплава, поверхностные вакансии, дислокации и т.п. При приложении механических напряжений электрохимическая гетерогенность поверхности возрастает за счет смещения потенциала растянутых участков в анодную область, сжатых - в катодную [11]. Местом зарождения трещины, как правило, является активный участок поверхности, на котором повреждена защитная пассивная пленка. В результате протекания электохимической коррозий на этом участке" образуется повреждение, направленное в глубь металла -питтинг, который, являясь концентратом механических напряжений, дает начало трещине. [c.7]

Зарождение трещин в металле при наложении растягивающих напряжений, как правило, происходит в средах, которые вызывают локализованную коррозию. Обычно это соответствует пассивному состоянию однако, при условии, когда пассивность нарушается, например, механическим напряжением. Схематически коррозионная трещина представлена на рис. 32. Развитие ее можно рассматривать как электрохимический процесс, сильно интенсифицированный наложенными напряжениями, т. е. как работу коррозионной пары с малополяризуемым апо- [c.111]

Коррозионное растрескивание низкоуглеродистых сталей в щелочах и нитратах происходит, по-видимому, по коррозионио-механосорбционному (кмс) механизму межкристаллитного типа. Вследствие электрохимической гетерогенности поверхности и повышенной активности приграничных зон, связанной с концентрацией примесных атомов, концентрацией напряженности II рода, и ослаблением защитной пленки — локализованной на границе процесс электрохимической коррозии вызывает появление микро-коррозионного поражения, являющегося начальным концентратором упругопластических деформаций, который перерастает в трещину в результате совместного и сопряженного действия электрохимической коррозии и растягивающих напряжений I рода. Ад-сорбцирующиеся в вершине трещины ионы, а также термопластические явления облегчают развитие трещины. В результате совместного и сопряженного действия коррозионного (к), механического (м) и сорбционного (с) факторов, интенсифицированных высокой температурой, происходит развитие трещины и разрушение конструкции. [c.164]

Анализ исследований, выполненных в нашей стране и за рубежом, позволяет отметить следующие характерные особенности воздействия сероводорода на металлы. Воздействие сероводорода проявляется тем сильнее, чем выше прочностные характеристики металла - твердость, предел текучести и предел прочности. Механические напряжения играют большую роль в процессе коррозионного растрескивания, стимулируя электрохимическое локальное растворение металла, и, как следствие, зарождение и развитие трещин. Степень коррозионного воздействия з 1висит от отношения приложенного напряжения к пределу текучести. Исследования влияния pH раствора на коррозию малоуглеродистых сталей в системе НгЗ - СО - НгО показали значительное снижение коррозии с переходом от кислых к нейтральным и щелочным растворам. Считается, что при pH > > 10 коррозионное растрескивание не происходит. Необходимым условием для протекания активных процессов коррозии в сероводородсодержащих средах является наличие влаги, в которой сероводород находится в диссоциированном состоянии. При этом коррозионные процессы приобретают электрохимический характер, катодный процесс протекает с водородной деполяризацией, в результате которой появляется водород в атомарной и молекулярной формах. При относительно малой влажности (4-26 %) сероводород оказывает незначительное влияние на углеродистые стали, вызывая за 30 сут только потускнение его поверхности. Наличие капельной влаги увеличивает коррозию сталей примерно в 100 раз по сравнению с сухим газом [138]. С повышением внутренних напряжений возникает [c.18]

Рассматривая в совокупности изложенные выше представления о соответствующем балансе между электрохимической активностью и пассивностью, можно считать, что локализованная коррозия возникает различными путями и является следствием проявления ряда различных механизмов, вызывающих коррозионное растрескивание. Если структура и состав сплава таковы, что в нем имеются непрерывные области сегрегации или выделений (обычно по границам зерен), отличающиеся по электрохимическим характеристикам от матр1щы, тогда потенциальная чувствительность к межкристаллитной коррозии (МКК) может быть под действием механических напряжений реализована в межкристаллитное разрушение. В том случае, когда предварительно существующие активные участки находятся в пассивном состоянии, тогда деформация может активизировать их за счет разрушения защитной пленки и, возможно, за счет растворения возникающих ступенек сдвига, обладающих повышенной электрохимической активностью. В последнем случае решающая роль напряжений или деформации проявляется для таких сплавов, которым присуща недостаточная пластичность и склонность к хрупкому разрушению. Энергия, необходимая для хрупкого разрушения, может быть уменьшена за счет или адсорбции специфических компонентов, или образования хрупких фаз в вершине трещины, или внедрения водорода в решетку впереди вершины развивающейся трещины. Предполагают, что эти три различных механизма коррозионного растрескивания должны рассматриваться как протекающие непрерывно с постепенным переходом от одного механизма к другому, поскольку постепенно над коррозионным процессом начинают преобладать процессы, обусловленные действием напряжений или деформации. Переход от одного механизма к другому может быть следствием изменения или характеристик самого сплава, или условий внешней среды. [c.231]

Коррозия металла в напряженном состоянии в условиях действия агрессивных сред отличается как от чисто механического разрушения, так и от чисто электрохимического. Характерной особенностью такого вида разрушения при постоянных растягивающих напряжениях является коррозионное растрескивание металла. Существует много методов испытания на устойчивость к коррозионному разрушению и создано большое количество установок, отличающихся способом лриложения напряжений к образцу. [c.43]

Растрескивание нержавеющих сталей. Межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей, часто наблюдаемая вблизи сварных швов и, по-видимому, связанная со слоями, обедненными хромом, вследствие выделения карбидов хрома, была описана на стр. 202. Другой характер разрушения, преимущественно транскристаллитный, встречается в тех случаях, когда напряженная нержавеющая сталь подвергается воздействию концентрированного раствора хлоридов. Этот вид разрушения не является следствием термической обработки, в результате которой твердый раствор обедняется хромом. Большинство исследователей для изучения этого явления применяют концентрированный раствор хлористого магния. В то время как в своей основе коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов представляет собой механическое разрушение, которому способствует химическое воздействие, коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей, по-видимому, представляет собой по существу электрохимическое растворение металла в узкой зоне роль механических напряжений в этом случае, вероятно, заключается в увеличении расстояния между атомами вблизи острия продви- [c.623]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология