Коррозия под напряжением нержавеющих

На практике катодную защиту можно применять для предупреждения коррозии таких металлических материалов, как сталь, медь, свинец и латунь, в любой почве и почти всех водных средах. Можно предотвратить также питтинговую коррозию пассивных металлов, например нержавеющей стали и алюминия. Катодную защиту эффективно применяют для борьбы с коррозионным растрескиванием под напряжением (например, латуней, мягких и нержавеющих сталей, магния, алюминия), с коррозионной усталостью большинства металлов (но не просто усталостью), межкристаллитной коррозией (например, дуралюмина, нержавеющей стали 18-8) или обесцинкованием латуней. С ее помощью можно предупредить КРН высоконагруженных стрей, но не водородное растрескивание. Коррозия выше ватерлинии (например, водяных баков) катодной защитой не предотвращается, так как пропускаемый ток протекает только через поверхность металла, контактирующую с электролитом. Защитной плотности нельзя также достигнуть на электрически экранированных поверхностях, например на внутренней поверхности трубок водяных конденсаторов (если в трубки не введены вспомогательные аноды), даже если сам корпус конденсатора достаточно защищен. [c.215]

Эти кислоты можно получить в лаборатории, пропуская сероводород через воду, насыщенную ЗО . Для понимания механизма наблюдаемых разрушений следует учесть, что при протекании коррозионных процессов эти кислоты легко катодно восстанавливаются. В связи с этим политионовые кислоты действуют в качестве катодного деполяризатора, который способствует растворению металла по границам зерен, обедненным хромом. Еще одна форма влияния, возможно, заключается в том, что продукты их катодного восстановления (НгЗ или аналогичные соединения) стимулируют абсорбцию межузельного водорода сплавом, обедненным хромом. Под напряжением этот сплав, если он имеет ферритную структуру, подвергается водородной коррозии вдоль границ зерен. Аустенитный сплав в этих условиях устойчив. Показано, что наличие в морской воде более 2 мг/л серы в виде На З либо продуктов катодного восстановления сульфитов 50з" или тиосульфатов ЗзО вызывает водородное растрескивание высокопрочных сталей о 0,77 % С, а также ферритных и мартенситных нержавеющих сталей [67]. Предполагают, что и политионовые кислоты оказывают аналогичное действие. [c.323]

Титан имеет довольно высокую (1668 °С) температуру плавления и плотность 4,5 г/см . Благодаря высокой удельной прочности и превосходным противокоррозионным свойствам его широко применяют в авиационной технике. В настоящее время его используют также для изготовления оборудования химических производств. В ряду напряжений титан является активным металлом расчетный стандартный потенциал для реакции Т + + 2ё Л составляет —1,63 В . В активном состоянии он может окисляться с переходом в раствор в виде ионов Т " [1]. Металл легко пассивируется в аэрированных водных растворах, включая разбавленные кислоты и щелочи. В пассивном состоянии титан покрыт нестехиометрической оксидной пленкой усредненный состав пленки соответствует ТЮ . Полупроводниковые свойства пассивирующей пленки обусловлены в основном наличием кислородных анионных вакансий и междоузельных ионов Т , которые выполняют функцию доноров электронов и обеспечивают оксиду проводимость /г-типа. Потенциал титана в морской воде близок к потенциалу нержавеющих сталей. Фладе-потенциал имеет довольно отрицательное значение (Ер = —0,05В) [2, 3], что указывает на устойчивую пассивность металла. Нарушение пассивности происходит только под действием крепких кислот и щелочей и сопровождается значительной коррозией. [c.372]

Успехи, достигнутые в коррозионной науке и технике машиностроения с момента выхода первого издания, требуют обновления большинства глав настояш,ей книги. Детально рассмотрены введенное недавно понятие критического потенциала питтингообразования и его применение на практике. Соответствующее место отводится также критическому потенциалу коррозионного растрескивания под напряжением и более подробному обзору различных подходов к изучению механизма этого вида коррозии. Раздел по коррозионной усталости написан о учетом новых данных и их интерпретации. В главу по пассивности включены результаты новых интересных экспериментов, проведенных в ряде лабораторий. Освещение вопросов межкристаллитной коррозии несенсибилизированных нержавеющих сталей и сплавов представляет интерес для ядерной энергетики. Книга включает лишь краткое описание диаграмм Пурбе в связи с тем, что подробный атлас таких диаграмм был опубликован профессором Пурбе в 1966 г. [c.13]

КОРРОЗИИ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ СЕРИИ 300 [c.323]

ТАБЛИЦА 121 КОРРОЗИЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ СЕРИИ 400 [c.333]

Это противоречие можно устранить, если обратить внимание на то, что сталь обладает тем меньшей чувствительностью к коррозии при механических напряжениях, чем менее она пассивна. Поэтому мягкая сталь менее чувствительна к этому виду коррозии, чем нержавеющая сталь. Можно полагать, что сталь с содержанием 17% хрома менее пассивная, чем сталь типа 18-8, по этой причине будет менее чувствительной к коррозии при механических напряжениях. Катодная защита окажется эффективной в данном случае именно потому, что она разрушает пассивность стали. Не следует забывать, что мы здесь имеем дело со средами, которые сами по себе очень мало агрессивны и лишь в небольшой степени вызывают коррозию стали. Напротив, местное разрушение пассивности у стали вызовет образование гальванического элемента, электродвижущая сила которого будет тем больше, чем более пассивной является сталь. Следовательно, именно самые пассивные стали окажутся наиболее чувствительными ко всем явлениям местного активирования. Необходимо отметить, что и на практике очень пассивные аустенитные стали наиболее чувствительны к коррозии при механических напряжениях, и что у них коррозионные точки возможно менее многочисленные, чем у других видов стали, становятся особенно опасными в связи с повышенной плотностью тока в анодных зонах. [c.183]

Катодная защита резервуаров с горячей водой, изготовленных из коррозионностойкой (нержавеющей) стали, в принципе тоже возможна. Она целесообразна в первую очередь в тех случаях, когда требования DIN 50930 [3] в отношении свойств материала и содержания ионов хлора в воде не выдерживаются. При использовании магниевых протекторов с изолированной проводкой можно отрегулировать ток промежуточным включением сопротивлений до требуемой малой величины защитного тока, обеспечивающей предотвращение язвенной коррозии. Поскольку защитный потенциал высоколегированных хромоникелевых сталей согласно разделу 2.4 составляет примерно 0н=0,0 В, в качестве протекторов могут быть применены также алюминий, цинк и железо, так как даже и при пассивации этих материалов движущее напряжение остается достаточно большим. [c.402]

I — коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферно-й, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением н др. [c.225]

Некоторые из предложенных объяснений склонности ферритных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии основаны на разнице скоростей растворения различных образующихся карбидов или на предполагаемой большей реакционной способности напряженной кристаллической решетки металла. Однако наиболее убедительное объяснение получено с помощью теории, широко используемой для объяснения этих явлений в аустенитных нержавеющих сталях. Согласно этой теории, разрушения происходят вследствие обеднения границ зерен хромом [36—38]. Различия в температурах и времени, необходимых для сенсибилизации этих сталей, объясняются более высокими скоростями диффузии углерода, азота и хрома в ферритной объемно-центрированной кубической решетке по сравнению с аустенитной гранецентрированной. В соответствии с этим, карбиды и нитриды хрома, которые растворены при высокой температуре, ниже [c.310]

При питтинге поляризационная кривая нержавеющей стали изменяется (рис, 103), Если потенциал превышает некоторую критическую величину, именуемую потенциалом пробоя (/), то плотность тока начинает расти, а на кривой возникает серия пиков. Поскольку этот подъем означает начало питтинга, потенциал пробоя в этом случае называют потенциалом питтинга . Если потенциал после пробоя понизить, то снова достигается пассивация, но только при потенциале репассивации (2), который несколько ниже, чем потенциал питтинга. Аналогично развивается коррозия в зазорах или под поверхностными осадками. Достаточно высокий потенциал, при котором такая коррозия начинается, может быть достигнут, как в описанном случае, вследствие наличия вспомогательного электрода и приложенного напряжения или под действием окислителя, например кислорода в растворе. Потенциал пробоя не является какой-то постоянной величиной, а существенно зависит от таких условий, как концентрация хлорида, температура и метод измерения. [c.112]

Особенности анодного электрохимического поведения нержавеющей стали обусловлены различным значением химического потенциала металла на разных стадиях деформации, которые определяются дислокационной, субструктурой, формируемой в процессе деформации и вызывающей деформационное упрочнение. Поскольку напряжение пластического течения металла является величиной доступной для простых измерений, установленная связь электрохимических свойств стали с сопротивлением деформации позволяет в некоторой мере оценивать механохимическую коррозию по физико-механическим свойствам стали. [c.86]

Таким образом, в области активного растворения нержавеющая сталь после токарной обработки ведет себя аналогично конструкционной стали и ее коррозионная стойкость определяется уровнем остаточных напряжений и микроэлектрохимической гетерогенностью поверхности. Эти параметры зависят от режимов обработки и могут 1ть приведены к оптимальным значениям подбором режимов резания по электрохимическим показателям. Действительно, измеренные значения скорости коррозии обработанной поверхности стали оказались минимальными для оптимального режима П1. [c.189]

Степень воздействия данной окружающей среды на различные металлы и сплавы не будет одинаковой. Например, мягкая сталь быстро подвергнется коррозии в загрязненной атмосфере, в то время как поверхность нержавеющей стали, содержащей 18% Сг, 10% N1 и 3% Мо, останется светлой и блестящей. Как показано на рис. 1.2, процесс коррозии зависит не только от химического состава и условий окружающей среды (ее температуры, давления, скорости перемешивания и др.), но и от состава и структуры сплава, а также от вида и величины воздействующего на него механического напряжения. [c.11]

С повышением температуры растворов хлоридов снижается устойчивость пассивного состояния нержавеющих сталей при наличии внешних или внутренних механических напряжений возникает наиболее опасный вид коррозии — коррозионное растрескивание. Коррозионное растрескивание является сложным и специфическим процессом, которому подвержено большинство промышленных сплавов. Основными причинами коррозионного растрескивания являются локализация коррозионного процесса на поверхности и наличие достаточно высоких (более 0,2—0,3(То,2) растягивающих механических напряжений. [c.34]

Нержавеющая сталь представляет собой сплав на железной основе, в котором главным легирующим компонентом является хром в количестве не менее 12 %. Благодаря содержанию хрома нержавеющей стали легко пассивируются и потому имеют хорошую коррозионную стойкость во многих часто встречающихся средах. Однако в неблагоприятных условиях даже нержавеющие стали могут подвергаться, например равномерной, щелевой, межкристаллитной коррозии, питтингу или коррозионному растрескиванию под напряжением. [c.109]

Широко используются нержавеющие стали Ре - Сг - N1 без присадок и с присадками титана, меди, ниобия и молибдена. В зависимости от содержания хрома и никеля такие стали бывают аустенитными, аустенитно-мартенситными и аустенитно-фер-ритными. Они обладают высокими механическими свойствами и стойки к коррозии под напряжением. [c.119]

Результативным методом является оптимальная термообработка. Для мартенситных нержавеющих сталей наиболее приемлемым является отпуск их в интервале температур 570-600 °С в ряде случаев целесообразен повторный отпуск при 500 С. Из углеродистых и Низколегированных сталей наибольшей стойкостью к коррозии под напряжением обладают материалы с сорбитной и перлит-ферритной структурой, наименьшей - С мартенситной. Во многих случаях поверхностная закалка сталей повышает их коррозионно-механическую стойкость. [c.129]

Нитрит натрия применяют для защиты от коррозии нелегированной стали, находящейся в контакте с нержавеющей сталью, а также с никелированными и хромированными деталями. Он успешно применяется также для защиты стали от коррозии, возникающей при одновременном воздействии на сталь щелочной воды и местных напряжений, при этом содержание нитрита натрия в воде должно составлять 30—40 % от содержания щелочи. [c.83]

К числу других факторов, способных вызвать местное разъедание, относятся изъяны, допущенные при изготовлении металлической аппаратуры особенно велика вероятность коррозии на границах зерен и в зонах высокого напряжения металла. Ускорению коррозионных процессов могут способствовать удары струй жидкости о стенки аппарата, электрохимические эффекты, наличие горячих или холодных точек (в первом случае коррозия происходит по очевидным причинам, во втором случае она возникает, когда жидкая.фаза корро-зионна, а газовая — нет). Поразительно сильная коррозия напряженных участков некоторых видов нержавеющей стали, происходящая в присутствии ионов хлора, являет собой наглядный пример тех ловушек, которые подстерегают неосмотрительных. [c.204]

КОРРОЗИЯ под НАПРЯЖЕНИЕМ ХОЛОДНОКАТАНЫХ АУСТЕНИТНЫХ нержавеющих сталей в морской АТМОСФЕРЕ < [37, 38] [c.67]

Введение меди (канат номер 14) в состав нержавеющей стали марки 316 ухудшало ее коррозионную стойкость, в то время как добавки кремния и азота (канат номер 15) не оказывали заметного влияния. Обычная нержавеющая сталь марки 316 (канат номер 41) не корродировала в течение 751 сут экспозиции, но после 1064 сут многие внутренние проволоки оказались сломанными в результате действия щелевой коррозии. Временное сопротивление большинства канатов из нержавеющих сталей не изменялось после экспозиции в морской воде на глубине. Канаты с номерами 41 и 42 не были подверженны коррозии под напряжением в условиях нагрузки, составлявшей 20 % от их временного сопротивления. [c.428]

Коррозионное растрескивание реализуется как при статяческом, так и при циклическом нагружениях. Отметим, что растрескивание возможно и при отсутствии механических напряжений - межкристаллитная коррозия некоторых нержавеющих сталей и сплавов [37, 47, 48]. Естественно, межкристаллитная коррозия усиливается при наложении внешних силовых нагрузок. [c.16]

Рис. 3.13. Влияние pH 3%-ного раствора К аС1 на время до момента ра.эрушения (кривая 1) и начальную скорость коррозии напряженных (75% от. предельной прочно-сти) путем изгиба плоских образцов из мартенситной нержавеющей -стали и3512 МоУ (кривая 2) [359]

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]

Способность сплавов на основе кобальта противостоять фреттинг-коррозии обусловила успешное использование виталлиума при имплантации в органы человека. Уотерхаус 13] показал, что, если винты из виталлиума, завинченные в металлические пластины, подвергнуть воздействию переменного напряжения (испытание головки винта на трение), то они меньше разрушаются в солевых растворах, чем изготовленные из нержавеющей стали. [c.371]

Анодная защита может предотвращать локальные виды коррозии, например, межк-ристаллнтную коррозию нержавеющих сталей, коррозию под напряжением чтлеродцстых и нержавеющих сталей, питтинг, коррозионную усталость металлов п сплавов. [c.73]

Недостаток аустенитных нержавеющих сталей — их склонность к коррозии под напряжением в морской воде. Однако стойкость их несколько повышается при увеличении содержания никеля. Например, сплав Инколой состава [c.21]

Ионы тяжелых металлов, особенно свинца, уменьшают не только общую коррозию, но и локальную. Так, есть сведения, что малые добавки ионов свинца почти полностью подавляют коррозионное растрескивание нержавеющей стали под напряжением и в условиях активного растворения в серной и азотной кислотах [214]. При эффективных концентрациях ионов свинца (10- — 10- моль/л) равновесные потенциалы свинца отрицательнее стационарного потенциала нержавеющей стали и поэтому контактное выделение с образованием фазового осадка здесь исключено и на поверхности стали возникает лишь субмономолекулярный слой свинца. Природа этого процесса еще окончательно не выяснена, но реальность процесса несомненна [209 238]. [c.88]

Столь значительный сдвиг потенциала анодного нарушения пассивного состояния (потенциала пробоя ) в сторону отрицательных значений для пришовной области ведет к особой опасности локального нарушения пассивности в тех коррозионных средах, где нержавеющая сталь при отсутствии напряжений находится в устойчивом пассивном состоянии, с образованием условий для усиленной локальной коррозии (в том числе коррозионного растрескивания) при наличии коррозионных гальванопар на поверхности сварного соединения типа активная пришовная зона — пассивная остальная поверхность. [c.223]

Для зон умеренной коррозии трубопроводы и технологическое оборудование изготовляют в основном из спокойных углеродистых сталей типа марки 20, а для зон опасной коррозии в некоторых случаях вводят термическую обработку труб на заводах-изгото-вителях и сварных щвов при монтаже. Кроме того, при расчете стенок труб и аппаратов этой зоны принимают увеличенную толщину стенки с целью снижения внутренних напряжений. В исключительных случаях для наиболее коррозионно опасных сред при изготовлении труб (например, для фонтанной арматуры) допускается применять нержавеющую сталь. [c.13]

Такие металлы, как железо и 1щнк, процесс коррозии которых в Нейтральных средах протекает с катодным контролем, корродируют в щелях с меньшей скоростью, чем вне их. Магниевые сплавы и некоторые нержавеющие стали, корродирующие с анодным контролем, разрушаются в щелях интенсивнее, чем на открытой поверхности. Следовательно, для у1Леродистых сталей при коррозии под напряжением в нейтральных и слабокислых средах собственно щелевой эффект рост трещин ускоряет несущественно. [c.59]

Нержавеющие стали в целом находят весьма ограниченное применение в морских условиях. Успешное их применение основывается на контроле окружающей среды с целью поддержания пассивности металла пли же подразумевает защитные меры, препятствующие местной коррозии. Нержавеющие стали обычно стошш в морских атмосферах, где на от крытой незащищенной поверхности сохраняется пассивная пленка. Благоприятны для поддержания пассивности и условия в быстром потоке морской воды. В спокойной морской воде причиной разрушения металла часто является местная коррозия, в частности ппттинг. Наблюдается также коррозионное растрескивание под напряжением. Однако прп правильном выборе типа сплава, а также режимов упрочнения п старения высокопрочные нержавеющие стали стойки в морских атмосферах. [c.57]

Для определения склонности нержавеющей стали AISI 201 (сенсибилизированной и обычной) к коррозии под напряжением сталь была экспонирована под напряжением 154,7 и 386,7 МПа, что соответствует 30 и 75 % ее предела текучести на глубине 2065 (403 сут), 710(197) и 720(402) м. При данных условиях пспытаний нержавеющая сталь AISI 201 не была подвержена коррозии под напрял ением (NAD [7]). [c.313]

Химический состав нержавеющих сталей серии AISI 300 приведен в табл. 115, скорости и типы коррозии — в табл. 116, коррозионное поведение под напряжением — в табл. 117 и влияние экспозиции на их механические свойства — в табл. 118, Коррозионное поведение нержавеющих сталей серии AISI 300 было очень неустойчивым и непредсказуемым. Они подвергались щелевой, питтинговой и туннельной коррозии в разной степени — от начальных проявлений до сквозных язв и туннелей, распространяющихся вдоль поверхности образцов на расстояние 28 см. Сравнение интенсивностей упомянутых выше типов локальной коррозии с соответствующими скоростями равномерной коррозии пе показало наличия между ними определенных корреляций. [c.313]

Сплавы экспонировались на глубине 760 и 1830 м в течение различных периодов времени. Данные испытаний приведены в табл. 121. В условиях этих пспытаний ни одна из нержавеющих сталей серии A1SI 400 не была подвержена коррозии под напряжением. [c.335]

Химический состав дисперсионнотвердеющих нержавеющих сталей приведен в табл. 123, скорости коррозии и типы коррозии — в табл. 124, коррозионное поведение под напряжением — в табл. 125 и 126 и влиянпе экспозицпи на их механические свойства — в табл. 127. [c.335]

Канаты № 10—17, 29—34, 41 и 42 были из нержавеющих сталей разного химического состава. Тросы из нержавеющей стали марки 304 диаметром 4,76 мм (№ 10—13 и 29—31) со снятым и неснятым напряжением подвергались щелевой, питтинговой и туннельной коррозии. Многие проволоки, особенно внутренние, вследствие коррозии разрушились. На канатах из нержавеющей стали марки 304 диаметром от 6,35 мм до 9,53 мм (32,33 и 34) наблюдались, при той же длительности экспозиции, лишь пятна ржавчины. Добавки ванадия и азота (канат номер 16) в состав стали марки 304 не улучшали ее коррозионную стойкость. [c.428]

Проведенные нами опыты на образцах диаметром 10 и 50 мм (гладких и с концентратором напряжений) из стали 12Х18НдТ, обладэюц]1ей относительно высокой коррозионной выносливостью в растворе Na I, а также аналогичные исследования других авторов [114] не обнаружили инверсии масштабного эффекта при коррозионной усталости. При испытании образцов диаметром 10 мм быЛо установлено, что коррозионная среда практически не уменьшает предела выносливости. гладких образцов и катастрофически снижает выносливость образцов с концентратором напряжений, т.е. наблюдается картина, противоположная той, которую наблюдали дпя углеродистых и многих легированных сталей. Такое поведение аустенитной нержавеющей стали объясняется ее склонностью к щелевой коррозии в вершине трещины. [c.139]

За счет высокой коррозионной стойкости детали арматуры из титана (корпуса, втулки, штоки, сальники, золотники) противостоят коррозии в 15—26 раз дольше, чем нержавеющие стали (Х18Н9Т). Коррозионные свойства сплава АТ-3 испытаны во многих средах, в том числе в среде, содержащей раствор серной кислоты при 350 °С. В течение длительного времени при испытаниях в условиях радиации на образцах сплава не было признаков коррозии, а также коррозионного растрескивания под напряжением. Высокой коррозионной стойкостью сплав обладает в едком натре, в водном растворе аммиака, в азотной, хлорной, уксусной кислотах и средах, содержащих серу при 50 °С. [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология