Дифференциальная аэрация

Рис. 15.2. Схематическое изображение нити, образующейся при подпленочной коррозии стали показано возникновение элемента дифференциальной аэрации, вызывающего разрушение

Различные виды местной коррозии возникают вследствие самых разнообразных причин (крупнозернистое строение сплава, неодинаковая толщина и пористость защитных пленок, неравномерная обработка поверхности металла, наличие в сплаве включений, дифференциальная аэрация, концентрация напряжений и др.). [c.160]

Рис. 2.5. Элемент дифференциальной аэрации на железе со ржавчиной

Элементы дифференциальной аэрации часто являются причиной язвенной или щелевой коррозии нержавеющих сталей, алюминия, никеля и других пассивных металлов в воДных средах, например в морской воде. [c.25]

Рис. 2.4. Элемент дифференциальной аэрации

Так как напряжение на поверхности концентрируется в вершине надреза или в области дефекта, там и происходит быстрый рост трещин. Поверхностные дефекты (например, питтинги или усталостные трещины) действуют как эффективные концентраторы напряжений. К тому же в достаточно глубоких поверхностных дефектах электрохимический потенциал, как отмечалось ранее, отличается от потенциала поверхности состав и pH раствора в местах поражений также изменяются вследствие работы элементов дифференциальной аэрации. Эти изменения в сочетании с повышенным локальным напряжением способны инициировать КРН или ускорить рост трещины. Именно поэтому титановые сплавы с гладкими поверхностями устойчивы к КРН в морской воде, но разрушаются, если на поверхности образовались коррозионноусталостные трещины [44]. Действительное напряжение в вершине трещины глубиной а в напряженном пластичном твердом теле может быть рассчитано как коэффициент интенсивности напряжения Кг- Для образца, изображенного на рис. 7.9, Кх вычисляется по формуле [45, 46] [c.146]

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]

Коррозия в щелях подчиняется тем же закономерностям, что и питтинговая коррозия. Чем выше электрическая проводимость электролита и больше площадь катодной поверхности вне щели, тем выше скорость растворения в щели, которая является анодом. Инициация щелевой коррозии, однако, не связана с достижением критического потенциала питтингообразования. Она зависит только от факторов, влияющих на нарушение пассивности внутри щели. Депассивация может произойти, например, из-за уменьшения концентрации в щели растворенного кислорода вследствие протекания незначительной общей коррозии сплава. Тогда образуется элемент дифференциальной аэрации, и в щели накапливаются кислые продукты коррозии (в результате анодной реакции). Такие изменения в составе электролита существенно способствуют [c.314]

Рис. 2.6. Коррозия по ватерлинии — пример элемента дифференциальной аэрации

КИСЛОРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОД И ЭЛЕМЕНТ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ АЭРАЦИИ [c.37]

Отрицательное значение э. д. с. указывает на то, что АО для реакции (15) положительно, значит, реакция самопроизвольно не идет. Напротив, электроны переносятся в элементе слева направо. Таким образом, левый электрод (И) положительный (катод), а правый (13) — отрицательный (анод). Это выражает сформулированное ранее положение, что в любом элементе дифференциальной аэрации электрод, контактирующий с кислородом при низком давлении стремится быть анодом, а при более высоком давлении — катодом. [c.38]

Нитевидная коррозия не зависит от освещения, металлургических характеристик стали и наличия бактерий. Хотя нити видны только под прозрачными лаками и эмалями, они, вероятно, достаточно часто образуются под светонепроницаемыми пленками краски. Появление нитей наблюдалось при использовании различных типов связующего и на различных металлах, включая сталь, цинк, алюминий, магний и хромированный никель. На стали этот вид коррозии наблюдается только на воздухе с большой относительной влажностью (например, 65—95 %). При 100 % относительной влажности нити могут расширяться, вспучивая покрытие. Если пленка относительно непроницаема для воды, то нити могут вовсе не образоваться, как это установлено в случае парафина [14]. Нитевидная коррозия может служить характерным примером явлений, связанных с образованием элементов дифференциальной аэрации. [c.256]

Рис. 143. Установка для исследования работы коррозионных пар, обусловленных дифференциальной аэрацией

Схематическое изображение процессов, происходящих при нитевидной коррозии, представлено на рис. 15.2. Анализами показано [14], что головка нити пополняется сравнительно концентрированными растворами солей двухвалентного железа. Поэтому именно на этом участке нити имеется тенденция к абсорбции воды из атмосферы. Кислород также диффундирует через пленку, и поэтому на границе раздела между головкой и основной частью нити, а также по периметру головки достигается (относительно поверхности металла) более высокая концентрация кислорода, чем в центре головки. Образуется элемент дифференциальной аэрации, в котором катодами (где происходит накопление ионов ОН ) являются все участки соприкосновения пленки с металлом, [c.256]

Алюминий склонен к образованию питтинга в водах, содержащих ионы С1 . Это особенно сильно проявляется в щелях или застойных зонах, где пассивность нарушается в результате образования элементов дифференциальной аэрации. Механизм питтингообразования аналогичен механизму для нержавеющих сталей, описанному в разд. 18.4.1 и в этом случае наблюдается критический потенциал, ниже которого питтинг не возникает [4, 5]. При наличии в воде следов ионов Си + (даже в количестве 0,1 мг/л) или Ре + они реагируют с алюминием, и на отдельных участках отлагаются металлическая медь или железо. Эти металлы выполняют роль катодов, сдвигая коррозионный потенциал в положительном направлении до значения критического потенциала питтингообразования. Таким образом, они стимулируют как возникновение питтинга, так и его рост под действием гальванических [c.342]

Исследования коррозионных процессов на трубопроводах, уложенных в грунтах с различной степенью доступа воздуха (дифференциальная аэрация), показываю важность реакции кислородной деполяризации в процессах коррозии. [c.41]

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]

Таким образом, влияние биологического фактора на коррозионный процесс может проявляться как в виде непосредственного воздействия на металл продуктов, вырабатываемых микроорганизмами (сероводород), так и в виде образования на металле пленок, способствующих возникновению коррозионных элементов дифференциальной аэрации. [c.49]

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

Для создания условий дифференциальной аэрации в каждое из трех отделений ячейки могут подаваться газы (кислород или азот), проходящие через систему поглотительных склянок 7 и реометры 8. Газы находятся в баллонах 9, снабженных редукторами и промежуточными сосудами для сглаживания перепадов давления. [c.265]

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]

С другой стороны, зная потерю веса катодного участка за время эксперимента Ag , можно дать количественное выражение влиянию дифференциальной аэрации на распределение весовых потерь между анодными и катодными участками с помощью коэффициента [c.267]

Эффект неравномерной (дифференциальной) аэрации можно количественно оценить по величине тока, протекающего между одинаковыми железными или цинковыми образцами, погруженными Б раствор Na l, разделенный диафрагмой (пористой пере- [c.246]

Алюминиевые емкости для хранения авиационных топлив подвергаются коррозии в результате развития в керосинах микроорганизмов [12—15]. Основную роль среди этих микроорганизмов играет гриб С1ас1о5рог1ит ге5 пае [12]. Возможность и место протекания микробиологических процессов определяют в первую очередь температура и наличие воды. Рост микроорганизмов начинается на границе раздела топлива и воды, адсорбированной на. поверхности металла. В результате на поверхности бака образуется слой гриба. Скорость роста этого слоя контролируется температурой она максимальна при 30—35 °С. Последующую коррозию объясняют действием водорастворимых органических кислот, которые образуются в результате метаболизма микроорганизмов. Она может быть также следствием недостатка кислорода над растущим слоем гриба (элементы дифференциальной аэрации). Коррозию такого типа можно устранить, добавляя в топливо биоциды [12]. [c.346]

Ранее было указано, что иа скорость коррозии металлов оказывает влияние и характер обработки новерхиости конструкции. Эксиеримеиталыю было установлено, что гладкая поверхность металла но сравнению с rpy6oii, шероховатой, обладает большей стойкостью к коррозии. Гладкая поверхность металла имеет меньше различных дефектов в виде зазоров, царапин и т. д., которые могут явиться причиной образования очагов коррозии. Так, например, поверхности, грубо обработанные резцом, могут подвергаться более сильной коррозии вследствие того, что к поверхности металла, лежащего в углублении рисок, будет иосту-иать меньше кислорода, чем к участкам, лежащим на гребнях поэтому в случае нейтральной или щелочной среды, когда процесс коррозии металла идет с кислородной деполяризацией, на участках с большей концентрацией кислорода (гребни) потенциал будет более положителен, чем иа участках с меньшей концентрацией кислорода (углубление), и вследствие дифференциальной аэрации возникает коррозионный микроэлемент. [c.84]

Коррозионное разрушение бурового оборудования в буровых растворах может ускоряться при наличии макрогальванических элементов. Таковыми, могут быть элементы дифференциальной аэрации, термогальванические элементы (например, различие температуры верха и низа бурильной колонны), контакт разнородных металлов (стальной замок — тело трубы из легкого сплава). [c.107]

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]

В концентрационных элементах два одинаковых электрода контактируют с растворами разных составов. Существуют два типа концентрационных элементов. Первый называется солевым концентрационным элементом. Например, если один медный электрод погружен в концентрированный раствор сульфата меди, а другой — в разбавленный (рис. 2.3), то при замыкании такого элемента медь будет растворяться с электрода, находящегося в разбавленном растворе (анод) и осаждаться на другом электроде (катоде). Обе реакции ведут к выравниванию концентрации растворов. Другой тип концентрационного элемента, имеющий большое практическое значение, — элемент дифференциальной аэрации. Примером может служить элемент из двух железных электродов, погруженных в разбавленный раствор ЙаС1, причем у одного электрода (катода) электролит интенсивно насыщается воздухом, а у другого (анода) — деаэрируется азотом. Различие в концентрации кислорода сопровождается возникновением разности потенциалов, что обусловливает протекание тока (рис. 2.4). Возникновение элемента этого вида вызывает разрушения в щелях (щелевая коррозия), образующихся на стыках труб или в резьбовых соединениях, поскольку концентрация кислорода в щелях ниже, чем снаружи. Этим также объясняется язвенное разрушение под слоем ржавчины (рис. 2.5) или коррозия на границе раздела раствор—.воздух (рис. 2.6). Доступ кислорода к участкам металла, покрытым ржавчиной или другими твердыми продуктами коррозии, затруднен по сравнению с участками, покрытыми тонкими пленками или свободными от них. [c.25]

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]

Коррозионный процесс с катодным контролем характерен для большинства плотных и увлажненных почв, когда определяющей является реакция присоединения электрона (водородная или кислородная деполяризация), протекающая с меньшей скоростью. Для сухих, рыхлых и хорошо аэрируемых почв характерен анодный контроль, когда затруднен отвод положительных ионов металла от анодного участка поверхности металлического сооружения. В условиях работы макроэлементов дифференциальной аэрации преобладает смещанный катодно-омический или омическнн контроль. В последнем случае процесс коррозии затормаживается в основном 46 [c.46]

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

Рис. 3.9. Образование макрокорроэиошюго элемента вследствие дифференциальной аэрации участков трубопроводов

В местах, куда окислитель не поступает, коррозия, а первый взгляд, должна отсутствовать. Однако так как металл и раствор обладают электропроводно стью, протекающий с некоторым перенапряжением анодный процесс ионизации меташла не локализуется только на тех местах, где идет сопряженный процесс восстановления кислорода, а распространяется и на смежные с ними участки. Более того, нередко на местах, легко доступных для кислорода, возникают пассивные цленки иногда анодный процесс, а значит, и разрушение металла практически целиком сосредоточиваются на участках, не цодвергающихся аэрации. Развивается так называемая коррозия с дифференциальной аэрацией, которая возможна при участии не только кислорода, но и других окислителей, споообньрх вызывать пассивность металла. [c.421]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология