Элемент дифференциальной аэрации

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

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]

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

Рис. 25. Наружная коррозия стальной трубы центрального отопления, расположенной под попом и изолированной влажной шлаковой ватой коррозия вызвана элементами дифференциальной аэрации около балки

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]

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]

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]

Поступление кислорода. Кислород принимает участие в катодной реакции и поэтому его присутствие является предпосылкой для коррозии в почве. Содержание кислорода сравнительно высоко над уровнем грунтовых вод и значительно ниже под ним. Оно также изменяется с типом почвы, например в песке оно велико, а в глине -ниже. При этом содержание кислорода значительно выше в мелкогранулированной почве, которая была взрыхлена, например в процессе земляных работ, чем в почвах, находящихся в нетронутом, естественном состоянии. Если протяженная конструкция, например трубопровод, пересекает два или более типа почв, например песок и глину, имеющие различные характеристики в отношении проникновения кислорода, то может образоваться концентрационный элемент, а именно, элемент дифференциальной аэрации (рис. 52). В таком элементе анод расположен там, где подвод кислорода затруднен, и там наблюдается описанная выше локальная коррозия. Коррозионные элементы по той же причине могут возникать там, где конструкция окружена смешанной почвой, содержащей, например куски глины. Под этими кусками, в местах их соприкосновения с металлом будет происходить образование питтингов (рис. 53). Концентрационный элемент может также образоваться на конструкции, пересекающей уровень грунтовых вод, поскольку выше этого уровня проникновение кислорода происходит легче, чем ниже его. Поэтому локальная [c.51]

Рнс. 116. Элемент дифференциальной аэрации в зазоре между двумя латунными листами, который частично заполнен водой действие элемента вызывает обесцвечивание латуни I - латунь 2 - вода 3 - катод 4 - анод 5 - воздух [c.131]

Трубопроводы могут быть проложены через почвы с сильно-изменяющейся проницаемостью кислорода. Отрезок трубы, проходящий через плотные анаэробные глины, может быть анодным по-отношению к отрезку, проложенному в рыхлых песчаных пористых почвах, легкодоступных для кислорода. Это — пример элемента дифференциальной аэрации. При недостатке кислорода и плохой проницаемости реакция восстановления кислорода поляризуется в большей степени, чем при лёгком доступе кислорода. Разность стационарных потенциалов металла в двух почвах создает коррозионный элемент. Анодная и катодная части могут 1ть на мили удалены друг от друга. Этот вид разъедания называется коррозией в длинных цепях. Если трубопровод подвергается этому виду разъедания, то при осуществлении катодной защиты по всей его длине степень необходимой защиты будет зависеть от свойст почвы. [c.132]

Выпадение осадков в трубах может не только способствовать возникновению турбулентности в потоке, но и служить причиной усиленной точечной коррозии вследствие появления элементов дифференциальной аэрации на тех участках, где затруднен доступ кислорода к поверхности металла. Этот вид коррозии обычно начинается в период остановки оборудования на длительное время при отсутствии тщательного дренирования охлаждающей воды из конденсатора. Этому способствуют также очень малые скорости движения потока [30]. [c.322]

Модель элемента дифференциальной аэрации представляет собой два электрода, изготовленные из одного и того же металла и помещенные в электролитическую ячейку. Ячейка разделена пористой мембраной (рис. 1.67). В оба отделения ячейки налит один и тот же электролит, но в одном отделений он насыщен кислородом, а в другом — азотом (допускается малая примесь кислорода) Ре I электролит 4- Ог II электролит N2 Ре [c.76]

Ингибиторы снижают растворение катода, и при этом уменьшение веса анода приближается к теоретически рассчитанной величине. В опыте с элементом дифференциальной аэрации с цинковым анодом [c.77]

Коррозия наружной поверхности оболочек в почвах возникает в результате работы элементов дифференциальной аэрации [33] при действии воды, насыщенной гидроокисью кальция из свежего бетона, pH которой может достигать значений 10—12 (рис. 4.15) 34]. [c.319]

При оценке агрессивности грунтов следует проводить четкую границу между местной агрессивностью грунта и коррозией под действием протяженных элементов дифференциальной аэрации. [c.14]

Коррозионную активность грунтов по отношению к металлу трубопроводов оценивают по показателю, характеризующему наибольшую коррозионную активность. Гораздо сложнее оценки местной агрессивности грунта оказывается количественная оценка больших по площади, далеко простирающихся элементов дифференциальной аэрации. Обычно на основании характеристики изменения сопротивления грунта вдоль трассы трубопровода можно обнаружить прилегающие один к другому участки грунта с различной проводимостью, что ведет к образованию элементов дифференциальной аэрации. При этом низкоомные грунты оказываются менее аэрированными и содержащими больше солей, чем высокоомные грунты, так что на участках низкоомных грунтов могут образовываться аноды. Соответствующие катоды располагаются в зоне высокоомных, обычно сильно аэрируемых грунтов с небольшим содержанием соли. [c.15]

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]

При переходе от гомогенной поверхности к обычной появляются уравнительные токи. Эти токи можно трактовать как токи гальванических элементов с короткозамкнутой внешней цепью по металлу трубопровода. Внутренней целью элементов является окружаюш,ий трубопровод грунт. Их называют гальваническими элементами дифференциальной аэрации. Рассмотрим влияние уравнительных токов на процесс коррозии поверхности трубопровода. Как и прежде, принимая предположение о неизменности внешних условий и самого трубопровода в направлении его оси на расстоянии, не меньшем четырехкратной глубины залегания, будем искать решение в плоскости поперечного сечения. [c.29]

Чистые гомогенные глинистые почвы, не содержащие солей, особенно сульфидов и сульфатов, а также органических кислот, сами по себе не коррозионно-активны. Однако при образовании в глинистых почвах анодов элементов дифференциальной аэрации эти почвы могут считаться опасными в коррозионном отношении. В подобных анаэробных почвах имеется возможность восстановления сульфатов, что существенно повышает их агрессивность. Подобными свойствами обладают бедные известью гумусовые почвы. [c.55]

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]

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]

Другой тип изменения цвета называют солевыми пятнами , так как они возникают, если на поверхности присутствуют гигроскопические соли. Последние могут, например, появляться в результате испарения остатков хлоридсодержащей промывной воды, использованной после травления. В каплях раствора, образующихся вокруг гигроскопичных кристаллов соли, возникают элементы дифференциальной аэрации, в ретультате действия которых появляется темный оксид меди. [c.132]

Если ш1слород из неподвижной морской воды, находящейся в щели, расходуется для устранения возникающих дефектов пассивной пленки быстрее, чем происходит диффузия свежего кислорода извне, то в щели возникают условия для быстрого коррозионного разрушения. Такой случай представлен на рис. 3. Движущей силой коррозии является образующийся элемент дифференциальной аэрации, в котором катодом служит поверхность металла вне щели, находящаяся в контакте с насыщенной кислородом морской водой. Согласно законам электрохимии катодный и анодный токи должны быть равны. Площадь анода в щели обычно мала, поэтому плотность тока, т. е. скорость местной коррозии, оказывается очень высокой. Если такой процесс начинается, то в дальнейшем его уже трудно остановить. [c.25]

Различают два основных типа образования питтин-гов. Во-первых, питтинг, вызываемый работой элементов дифференциальной аэрации (подобной щелевой коррозии), которому подвержены многие металлы. Во-вторых, питтинг, поражающий пассивированные или покрытые оксидами высокого сопротивления металлы, [c.61]

Можно различать питтинг, вызываемый работой элементов дифференциальной аэрации (подобный щелевой коррозии), которому подвержены многие металлы, от питтинга, поражающего пассиви-рова1 ные или покрытые окислами высокого сопротивления металлы, г1ри котором любые повреждения пленок в незащищенном состоянии становятся местами интенсивного разъедания. [c.167]

Детали, эксплуатирующиеся в сыпучей среде, следует изготовлять из материалов, удовлетворяющих следующим требованиям высокая стойкость к воздействию коррозионного электролита, к неравномерной и межкристаллитной коррозии и коррозионно-механическому разрушению (коррозионному растрескиванию, коррозионной усталости, коррозионно-абразивному изнашиванию и др.), отсутствие склонности к образованию элементов дифференциальной аэрации (в первую очередь — для корро-зионно-стойких сталей). [c.563]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология