Коррозия циркония

Цирконий почти не подвержен действию кислот и растворяется легко только в царской водке и в плавиковой кислоте. Большой интерес к металлическому цирконию, проявляемый за последнее время, обусловил проведение различных исследований коррозионной устойчивости циркония в различных средах. Эти исследования подтверждают, что цирконий медленно растворяется в серной и концентрированной соляной кислоте, но выдерживает 5%-ную соляную кислоту (холодную и горячую), растворы органических кислот, растворы некоторых оолей и раствор йода в йодистом калии [316]. Применение циркония как конструкционного материала в ядерной технике заставило особенно подробно изучить его коррозионную устойчивость не только в кислотах и других водных растворах, но и в воде, водяном паре, некоторых газах и в ряде органических реагентов. По данным, приводимым (в монографии [457], цирконий обладает отличной стойкостью (скорость коррозии меньше 0,0127 мм в год) почти во всех исследованных средах, за исключением газообразного хлора, с которым он легко взаимодействует, и хлорпроизводных уксусной кислоты. Исследована также коррозия циркония в расплавах различных металлов, но определенных данных пока пе получено [457]. [c.174]

Рис., 6.1. Зависимость скорости коррозии циркония и титана от концентрации фосфорной кислоты в условиях аэрации

Взаимодействие металлов с азотом протекает более медленно и при более высокой температуре. Так, цирконий реагирует с ним выше 900°. Коррозия циркония при этих температурах протекает быстрее в воздушной атмосфере, чем в атмосфере чистого кислорода или азота. Можно предполагать, что образующаяся в этом случае окисно-нитридная пленка имеет дефектную структуру с кислородными вакансиями, вследствие чего облегчается диффузия кислорода. При нагревании на воздухе гафний ведет себя так же, как и цирконий, однако скорость проникновения кислорода в гафний ниже, чем в цирконий. При 1200° компактный титан загорается на воздухе и в атмосфере азота. Это характерно только для немногих элементов. Стружка и порошки титана, циркония и гафния более активны, чем компактные металлы, обладают пирофорными свойствами, легко загораются. При горении порошков циркония развивается исключительно высокая температура. Циркониевая пыль с размерами частиц менее 10 мкм способна на воздухе взрываться. [c.212]

Скорость коррозии циркония в аэрированных растворах серной кислоты [c.404]

Введение в раствор воды резко замедляет коррозию циркония. При концентрации воды выше 10 % цирконий не корродирует. Следует отметить, что в некоторых спиртах при содержании воды порядка 10 % пассивное состояние циркония не нарушается даже при анодной поляризации. Параметры анодного растворения циркония в области химической поляризации находятся в линейной зависимости от обратной величины диэлектрической проницаемости растворителя [25]. [c.116]

Скорость коррозии циркония в различных средах [52, 37] [c.35]

Более значительную коррозию металлов вызывают катионы высших степеней окисления, в том числе и их собственные. Например, железо корродирует в расплавах, содержащих дихлорид железа с образованием монохлорида, и особенно сильно, в присутствии трихлорида. На рис. 13.1 приведены результаты сравнения скорости коррозии циркония и железа в расплавах хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов в наиболее чистых условиях. [c.361]

Хлористый водород образуется при плавлении некоторых хлоридов как продукт их гидролиза. Ионы водорода, появляющиеся в расплаве хлоридов при растворении НС1, как и в водных растворах, весьма энергично окисляют металлы. Ионы водорода в солевые расплавы вносятся водой, попадающей из атмосферы, из материала контейнера и остающейся в плохо осушенной соли. На рис. 13.2 приведена диаграмма зависимости скорости коррозии циркония и железа в расплавах щелочных и щелочно-земельных хлоридов от природы атмосферы. Термодинамическая оценка процессов коррозии металлов в кислородсодержащих солях отражена коррозионными диаграммами. Такие диаграммы составлены для различных металлов по отношению к расплавленным щелочам, нитратам, карбонатам, сульфатам. В них представлена зависимость электродных потенциалов металла от парциального давления хлора в системе (для хлоридов) либо О г парциального давления углекислого газа (для карбонатов). Для характеристики окислительно-восстановитель- [c.365]

Скорость перехода продуктов коррозии циркония в теплоноситель составляет 0,003. .. 0,03 г/(м -сут). [c.211]

Уменьшение толщины железоокисных отложений на поверхности оболочек ТВЭЛов достигается правильным выбором конструкционных материалов, водного режима и средств его поддержания. Контакт с кислотостойкой сталью практически не сказывается на интенсивности коррозии циркония. [c.219]

ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДА НА КОРРОЗИЮ ЦИРКОНИЯ В ВОДЕ ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ [c.187]

Скорость коррозии возрастает при уменьшении толщины диффузионного слоя. Это было показано экспериментально при изучении влияния перемешивания на коррозию циркония в хлоридном расплаве [344]. [c.194]

Сводные таблицы по коррозионным свойствам циркония приведены на стр. 446 (табл. 7.5) и 447 (табл. 7.6). Скорости коррозии циркония и других металлов сравниваются в табл. 7.7 (стр. 448) и 7.8 (стр. 451). [c.445]

Важной характерной особенностью циркония является его стойкость в соляной кислоте различных концентраций при 100°С. В серной кислоте цирконий устойчив только до концентрации кислоты 80%. Коррозионная стойкость циркония в фосфорной кислоте в сильной степени зависит от температуры. Так, при 38° С скорость коррозии циркония в фосфорной кислоте не превышает 0,13 мм1год при повышении температуры до 100° С цирконий стоек в фосфорной кислоте концентрации до 60% (рис. 197). [c.289]

Скорость коррозии циркония в воде [37] [c.34]

Коррозия циркония в различных средах [73] Таблица 7.5 [c.446]

Скорость коррозии циркония и его сплавов в растворах серной кислоты [2, 26, 49—51] [c.51]

Рис. 197. Зависимость скорости коррозии циркония от концентрации Н3РО4 при 100° С и пропускании через растворы воздуха

Коррозия циркония в 10—70% растворах азотной кислоты при температурах до 35° С столь же незначительна, как коррозия титана и легированных сталей. Максимум коррозии достигается при концентрации 50% и температуре 35°С при дальнейшем повышении температуры этот максимум смещается в сторону более низких концентраций [37Ь]. Цирконий не стоек в смесях азотной и соляной кислот. [c.447]

Обобщая имеющиеся данные, можно сказать, что цирконий обладает хорошей стойкостью к азотной кислоте при концентрации до 70% и температуре до 200° С [68], но в концентрированной азотной кислоте, содержащей свободную двуокись азота, вступает, как и титан, в пирофорную реакцию. В смесях, содержащих наряду с азотной и соляную кислоту, цирконий может подвергаться сильной коррозии. Он, например, в отличие от титана не стоек к царской водке, представляющей смесь азотной и соляной кислот в соотношении 3 1. Цирконий стоек в хромовой кислоте при ее концентрации до 50% при температуре 90° С. В насыщенной хлорной воде скорость коррозии циркония практически равна нулю. Влажный газообразный хлор разрушает цирконий, а сухой хлор при комнатной температуре не разрушает, т. е. в этих двух случаях титан и цирконий ведут себя по-разному [70]. В растворах металличе- [c.200]

По стойкости к соляной и серной кислотам цирконий проявляет значительное преимущество перед титаном [88]. В чистой соляной кислоте при 100° С скорость коррозии циркония пренебрежимо мала при концентрациях вплоть до соответствующих постоянному кипению [20% (по массе) при атмосферном давлении]. В то же время при 200° С и повышенном давлении кислота с концентрацией выше 18% (по массе) вызывает уже значительную коррозию. Присутствие небольших примесей железа и меди в соляной кислоте может привести к существенному возрастанию скорости коррозии циркония. Например, в кипящей 20%-ной соляной кислоте наличие железа или меди в количестве 1000 мг/л увеличивает скорость коррозии от 0,0075 мм/год до практически неприемлемого уровня 0,5 мм/год. В серной кислоте присутствие небольшого количества металлических ионов не доставляет особых забот, и значительной коррозии циркония не наблюдается вплоть до концентрации 66% (по массе) при температуре кипения. Однако уже в 70%-ной кипящей кислоте скорость коррозии резко возрастает, а при 200° С и повышенном давлении существенная равномерная коррозия происходит при концентрации около 40% (по массе). Присутствие в серной кислоте хлора может заметно повысить скорость коррозии. [c.200]

В фосфорной кислоте стойкость циркония также гораздо лучше, чем у титана. В то время как использование титана обычно ограничено концентрациями менее 30% (по массе), существенной коррозии циркония не наблюдается при комнатной температуре даже в кислоте с концентрацией 80%. При повышении температуры на кривой скорость коррозии — температура наблюдается максимум, и в кипящей 50%-ной кислоте коррозия протекает с недопустимо высокой скоростью, однако при дальнейшем возрастании температуры скорость коррозии вновь падает [68], и при 200° С и соответствующем повышенном давлении коррозия циркония в кислоте с концентрацией 80% по-прежнему пренебрежимо мала. [c.200]

Ввиду хорошей стойкости циркония в неорганических кислотах не возникает особой необходимости или каких-либо других причин прибегать к анодной пассивации этого металла. Цирконий можно анодировать в серной кислоте, а в растворах хлоридов (опять же в отличие от титана) устойчивые анодные пленки на цирконии не образуются. Даже в нейтральном растворе хлорида натрия при приложении анодного потенциала 2 В происходит быстрая коррозия циркония. [c.201]

Большая часть многочисленных публикаций, посвященных изучению поведения циркония, связана с его использованием в ядерных реакторах в контакте с водой или паром. Сообщалось, например, что окисление циркония в паре под давлением можно ограничить с помощью борной кислоты [75]. Для более полного знакомства с таким важным вопросом, каким является коррозия циркония в реакторах, охлаждаемых водой и паром, рекомендуется обратиться к обзорным работам [76, 77]. [c.202]

Исследование диаграммы состояния системы цирконий — железо— олово представляет не только теоретический, но и большой практический интерес. При выборе легирующих добавок имелось в виду, что присадка олова ограничит вредное влияние азота на коррозионную стойкость, циркония. Хотя олово не предотвращает полностью коррозии циркония, оно несколько устраняет отслаивание окисной пленки. Из литературных источников известно, что железо в небольших количествах также благоприятно влияет на стойкость против коррозии циркония в воде высоких параметров. Следовательно, оба элемента являются весьма перспектив-ными легирующими добавками к цирконию. [c.133]

Особо чистый цирконий по свг)ей коррозионной стойкости н кислотах приближается к танталу и превосходит последний по устойчивости в расплавах гидроокисей щелочных металлол. Например, скорость коррозии циркония п 1- 377о-ной соляеюй кислоте при, 35—ЮО С составляет от I 10 до 6-10 г/(ж -ч) [47], а в а.чотпой и органических кис. ютах любой концентрации при 18—100 С — от 1 10-2 до 1. ш-ч г/(ж2-ч) [29]. [c.37]

Нержавеющие стали подвержены точечной коррозии. Цирконий, титан и сплавы на их основе являются- наиболее корроэи-ониостойкимн материалами в этой среде, однако стойкость титана снижается при аэрирований раствора (прн концентрации р-ра 25% и температуре 100 С). Б аэрируемых растворах не рекомендуется также применять моиель-металл. В водных растворах соль подвергается гидролизу с об разованием соляной кислоты, поэтому углеродистые стали, латуин. алюминий подвергаются интенсивней общей и местной коррозии. В горячих концентрированных раст.ворах хромоникелевые стали под напряжением подвержен коррозионному растрескиванию. Никельхромовые сплавы при повышенных температурах ие. проявляют склонности к коррозионному растрескиванию. Возможна местная коррозия сталей и никелевых спла.вов. [c.809]

X. Шлейхер [145] указывает на повышение коррозионной стойкости циркония и его сплавов с оловом в случае легирования их небольшими количествами палладия (рис. 71, 72) при испытаниях в воде (360°) и водяном паре (480° С) и высоком давлении (200 атм). Коррозионная стойкость циркония повышалась также в результате контакта его с металлическим палладием, что свидетельствует об электрохимическом характере коррозии циркония в этих условиях. [c.108]

Цирконий несмотря на высокую коррозионную стойкость в растворах соляной кислоты подвергается интенсивной питтинговой коррозии в слабых растворах НС1 при анодной поляризации или в присутствии окислителей в щелочных растворах, содержащих С1 [51, 78, 79]. Питтинговую коррозию циркония вызывает и СЮ4, но в этом случае она происходит при очень положительных потенциалах около 4-1,35 В для 1 н. С1О4 против 0,38 В для 1 н. СК. [c.94]

Контейнеры из алунда (А1зОз) наиболее устойчивы в расплавах щелочных и щелочно-земельных хлоридов я коррозия циркония в них наименьшая. В тиглях из стек-лоуглерода и молибдена растворение исследуемых образцов усиливается вследствие переноса и сплавления циркония через расплав с более электроположительным молибденом и частичками углерода, которые появляются в хлоридных расплавах при контакте их с углеграфитовыми материалами. [c.364]

Кроме того, предполагалось, что водород оказывает более сильное влияние на коррозию циркония. Было известно, например, что коррозия в сухом кислороде менее значительна, чем коррозия, вызываемая водой или водяным паром при той же температуре. Во втором случае быстрее наступает разрушение защитной пленки (breakaway) и скорость коррозии увеличивается. Была предложена теория, объясняющая это явление катодного водорода, т. е. водорода, возникающего при самой коррозии. Именно в это время Дралей в своих опытах с алюминием наблюдал подобное действие водорода. [c.187]

Здесь уместно отметить, что именно проникновение водорода, а не его присутствие вызывает интенсификацию процесса коррозии. По этому вопросу мож но сослаться на исследование Шварца и Вогана (BMI 1120), которые не обнаружили никакого влияния водорода (до 1500 вес. частей на миллион) на коррозию циркония, полученного по методу Кролля, и циркалоя 2. [c.193]

Следовательно, в результате 1иоследова Ний автору удалось установить, что водород, образующийся при катодной поляризации, проходя через окисные пленки на сплавах циркония или проникая в металл, может вызвать растрескивание этих пленок и ухудшить их защитные свойства. Защитные элементы циркалоя 2 стабилизируют (Окисел от вредного действия водорода, препятствуя его проникновению в окись и в металл. При коррозии циркония, полученного по методу Кролля, в водяном паре водород не только способствует растрескиванию окисла, но также увеличивает скорость роста пленок, по крайней мере, в начальный период реакции. [c.197]

Ответ. Специально вопрос о влиянии растворенного водорода на коррозию циркония нами не исследовался. Мы не ожидали, что это влияние будет значительным (см. ответ на вопрос Кориу). [c.198]

При комнатной температуре цирконий обладает достаточной стойкостью к воздействию морской воды с различным содержанием Na l при повышенной температуре в морской воде, насыщенной Na l, коррозия циркония заметно усиливается. [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология