Пассивность металлов водородным

Различие в концентрации водородных ионов (pH) Обычно участки, омываемые растворами с более высокими значениями pH, становятся анодами. При активировании пассивного металла возможна и обратная зависимость [c.21]

До сих пор рассматривалась скорость коррозии, лимитируемая катодными реакциями. Однако иногда коррозия может контролироваться и анодными реакциями. Обычно это наблюдается на металлах, способных пассивироваться, таких, как хром, алюминий, титан, цирконий, никель, тантал и др. Пассивностью металла называется состояние его повышенной коррозионной устойчивости, вызванное торможением анодного процесса. Согласно термодинамическим расчетам, пассивный металл может подвергаться коррозии, но практически не корродирует из-за того, что анодное растворение его протекает крайне медленно. Например, стандартные потенциалы алюминия (Еар+/а1 = = —1,66В), циркония (Е г +/2г= —1,54 В), титана (Ет =+/т1 = = —1,63В), хрома (Есг"+/сг = — 0,74 В) значительно отрицательнее потенциалов кислородного и водородного электродов, поэтому можно было бы ожидать, что они будут корродировать как с выделением водорода, так и с поглощением кислорода. Однако они отличаются высокой коррозионной стойкостью благодаря склонности к пассивации. Пассивность в основном вы- [c.233]

B) Различная концентрация водородных ионов (pH) участки с более высокими значениями pH — аноды при активировании пассивного металла участки с более высоким pH могут работать катодами [c.54]

Механизм щелевой коррозии для пассивных металлов и сплавов можно представить следующим образом. Во времени, вследствие затруднения доступа окислителя и расходования его в коррозионном процессе, снижается его концентрация в щели, и эффективность катодного процесса уменьшается. Если при уменьшении концентрации окислителя катодный ток обеспечивает поддержание пассивного состояния и потенциал коррозии сплава остается в пассивной области, то коррозионный ток практически не меняется. При дальнейшем уменьшении концентрации величина катодного тока становится настолько малой, что потенциал металла смещается в отрицательную сторону, металл в щели переходит в активное состояние и скорость его растворения увеличивается. Появление в растворе продуктов коррозии и их гидролиз приводят к подкислению раствора. Протекание коррозионного процесса при ограниченной скорости подвода свежего электролита вызывает дальнейшее понижение pH, что облегчает анодный процесс растворения металла и создает возможность протекания катодного процеса с водородной деполяризацией. Это увеличивает коррозионный ток. Процесс под-кисления коррозии в щели особенно ускоряется, если металл в щели при смещении потенциала в отрицательную сторону становится анодом по отношению к металлу открытой поверхности, что обычно наблюдается в практических случаях щелевой коррозии. [c.84]

Различие в концентрации водородных ионов (pH). Обычно участки, омываемые растворами с более высокими значениями pH, — аноды. При активировании пассивного металла возможна обратная зависимость Различие в концентрации кислорода или других окислителей.-Участки, омываемые раствором с меньшей концентрацией кислорода или окислителя, — аноды [c.42]

Алюминий — легкий металл (плотность 2,71-10 кг/м ), обладающий высокой коррозионной стойкостью в атмосфере и многих водных средах. Это сочетается в нем с хорошей электро- и теплопроводностью. Он очень электроотрицателен в ряду напряжений, но пассивируется при контакте о водой. Хотя растворенный в воде кислород повышает коррозионную стойкость алюминия, его присутствие не является обязательным для наступления пассивности. Следовательно, Фладе-потенциал алюминия отрицательнее потенциала водородного электрода. Считается, что пассивирующая пленка на алюминии состоит из оксида алюминия, толщину ее, если окисление происходило на воздухе, оценивают в 2— 10 нм (20—100 А). Коррозионное поведение алюминия зависит даже от малых количеств - примесей в металле, причем все эти примеси, за исключением магния, являются по отношению к алю- [c.340]

На рис. 238 приведена схема коррозии углеродистой стали, в которой пассивными участками являются зерна карбида железа РедС в контакте с электролитом с различным значением pH. Случай а соответствует водородной деполяризации, а случай б — кислородной деполяризации, при которой более активно идет поглощение кислорода. В данном случае мы рассматриваем работу коррозионной гальванической пары — металла и его соединения. [c.515]

Углекислый газ — своеобразный коррозионный агент, свойства которого во многом зависят от других агрессивных компонентов, например от О2, H2S и растворенных солей, главным образом бикарбонатных. За счет образования защитной пленки карбоната кальция при равной концентрации диоксида углерода скорость коррозии в мягких водах значительно выше, чем в жестких. Сероводород, растворенный в насыщенной СО2 воде, оказывает двойное влияние на коррозию стали. В ряде случаев он замедляет коррозию металла за счет образования на его поверхности пассивной пленки полисульфидов (так называемый фазовый слой маки-навита), обладающей незначительными защитными свойствами. При парциальных давлениях HjS порядка 140 Па наблюдается подповерхностная коррозия — образование водородных пузырьков под поверхностью металла. При росте парциального давления сероводорода отмечалось коррозионное растрескивание металла вследствие его наводороживания [1]. [c.319]

Если у металла или сплава потенциал пассивации более отрицательный, чем потенциал катодного процесса водородной деполяризации на сплаве с катодной добавкой, то вполне возможна пассивация сплава за счет водородной деполяризации. На рис. 62 приведены катодные и анодные потенциостатические кривые для титана и сплава + 1% Р1 в 40%-ной Н23 04 нри 25 и 50° С [134]. Из этих кривых видно, что перенапряжение водорода при введении в титан 1 % Р1 снижается на 350—400 мв. Вследствие этого стационарный потенциал сплава титана с платиной смещается в положительную сторону, в область пассивных значений, где процесс анодного растворения титана сильно заторможен. Это обеспечивает высокую коррозионную стойкость сплава титана с платиной. [c.90]

Состав коррозионной среды также будет оказывать существенное влияние на эффективность защитного действия окислительного ингибитора. Наличие галоидных ионов, в первую очередь хлор-ионов, так же, как и повышение концентрации водородных ионов, для большинства металлов затрудняет переход в пассивное состояние. В этом слу чае повышение агрессивности среды приводит к увеличению плотности предельного тока пассивации, и концентрация окислителя, необходимая для пассивации металла, может заметно повышаться, а в отдельных случаях перевод системы в пассивное состояние вовсе не достигается. [c.198]

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]

Теории электрохимической коррозии и пассивности металлов лежат в основе методов их защиты от коррозии. К числу их относятся методы, направленные на снижение тока коррозии за счет повышения поляризации коррозионных процессов. Например, повышение водородного перенапряжения введением в коррозионную среду специальных веществ — ингибиторов — резко снижает растворение металла при коррозии с водородной деполяризацией. Предварительное удаление кислорода из агрессинной среды способствует снижению корро-зиопного тока. Широкое распространение получило нанесение защитных покрытий иа поверхность металла металлических, лакокрасочных, полимерных, пленок из труднорастворимых соединений металлов (оксиды, фосфаты) и т. п. Высокой коррозионной устойчивостью обладают металлические сплавы (например, нержавеющие стали), поверхность которых находится в пассивном состоянии. Существуют электрические методы защиты металлов от коррозии, связанные с применением поляризующего тока. Металлу задается потенциал, при котором процесс его растворения исключается или ослабляется. Например, защищаемый металл поляризуется катодно, а анодом служит дополнительный кусок металла. Электрические методы применяюгся при защите крупных стационарных сооружений. [c.520]

Восстановительная активность этих металлов растет с уменьшением порядкового номера. Однако, благодаря устойчивой оксидной пленке, только хром является пассивным металлом в широком интервале температур. Молибден и вольфрам начинают окисляться на воздухе при 250—400° С. При 500° С быстро образуется желтого цвета оксид WO3, а при 600°—М0О3. Оксиды летучи (особенно МоОд), пленки их на металлах незащитные. Использование изделий из этих металлов при высокой температуре требует создания водородной или инертной среды. Хром окисляется при нагревании только в виде порошка. Сплавы железа с хромом (и никелем) нержавеющие. Молибден и вольфрам поглощают водород только при 1200° С и выше, а при охлаждении его содержание в металлах уменьшается. Хром с водородом образует неустойчивые гидриды СгН и СгНз, разлагающиеся при нагревании. Эги металлы не реагируют со ртутью и не образуют амальгам. При нагревании с углеродом и углеводородами до 1200— 1400°С образуются карбиды W2 , W , Moj , МоС (являющиеся фазами переменного состава) и различные карбиды хрома. Все три металла образуют силициды, бориды, сульфиды, фосфиды, нитриды различного состава. Нитриды весьма тверды, но не очень химически устойчивы, кар.1иды же в обычных условиях довольно устойчивы. [c.336]

В последние годы для изучения кинетики электродных процессов на пассивирующихся металлах и сплавах наиболее широкое распространение получил потенциостатический метод снятия анодных поляризационных кривых. Этим методом определяют зависимость между потенциалом и анодным током электрода, причем потенциал электрода автоматически поддерживают постоянным или изменяют с определенной скоростью. Более подробно указанный метод будет рассмотрен в разделе, посвященном кинетике анодных процессов (стр. 47), где на конкретных примерах иллюстрируются возможности использования некоторых электрохимических методов для исследования различных сторон явления пассивности металлов. Значения потенциалов там, где нет специальных указаний, даны по отношению к нормальному водородному электроду. [c.18]

Кислотно-основное титрование. Для ультрамикротитрования предпочтительнее использовать электроды из химически пассивных металлов. Выбор такого электрода для определения по методу кислотно-основного титрования весьма ограничен. Потенциометрическая индикация точки эквивалентности при титровании растворов кислот щелочами может быть осуществлена золотым электродом в паре со стандартным каломельным электродом сравнения. Золотой микроэлектрод изготовляют по типу одинарного электрода (см. ч. И1, гл. 2, 1) из золотой проволоки диаметром 0,2 мм. Важным моментом, определяющим успех титрования с золотым электродом, является подготовка его к работе. Водородная функция электрода проявляется четко и получается большой скачок потенциала, если [c.135]

Физико-Х 1мические свойства (низкотемпературная и высокотемпературная коррозия, коррозионное растрескивание, травление, скорость образования окисных пленок, сцепление окисла с поверхностью металла, сцепление проводящего слоя с поверхностью непроводника, водородное растрескивание, вспучивание, коррозионная усталость, пассивность металлов, взаимодействие с растворами и электролитами и т. д.) подбирают так, чтобы материал формы выдерживал агрессивное воздействие растворов, не подвергался коррозионному разрушению и не взаимодействовал с материалом копни. [c.7]

Отношение окисных пленок железа к кислотам. Железо может быть превращено в пассивное анодной обработкой при высоких плотностях тока в разбавленной серной кислоте. Несколько лет назад доказывали, что в подобных случаях пассивность не может быть обязана окисной пленке, так как считалось, что окись должна растворяться в кислоте. В действительности прежде чем анод становится совершенно пассивным, уход водородных ионов от поверхности и осаждение твердой соли в большой степени меняют состав жидкости вблизи металла, делая ее значительно менее кислой. Во всяком случае весьма вероятно, что вышеуказанное мнение является п )айильным, так как окисные пленки не растворяются быстро в разбавленной серной кислоте. [c.89]

На симпозиуме было представлено 49 докладов, которые можно подразделить на две темы 1 - водород в металлах, водородная хрупкость и защита от наводоро-живания 2 - коррозия и пассивность металлов. [c.14]

Тантал (температура плавления 3000°С, плотность 16,6 г/см ) обладает самой устойчивой пассивностью среди известных металлов. Он сохраняет пассивность в кипящих кислотах (например, НС1, HNOg или H2SO4), влажном хлоре или растворах Fe lg при температурах выше комнатной. Такая коррозионная стойкость свидетельствует о том, что Фладе-потенциал металла отрицательнее потенциала водородного электрода в этом растворе и что присутствие ионов С1" не влияет на низкую плотность тока в пассивном состоянии. Благодаря высокой стойкости в кислотах тантал в особых случаях применяют в химической промышленности (например, при изготовлении перегонных аппаратов для [c.382]

Процессы с кислородной деполяризацией отличаются от рассмотренных рядом особенностей. Во-первых, бла1годаря более высокой окислительной способности эти деполяризаторы могут вызнать коррозию таких металлов, которые не вытесняют из раствора водород. В слабокиолых и особенно нейтральных и щелочных растворах это значительно расширяет круг. металлов, которые могут подвергаться коррозионным воздействиям. Во-вторых, увеличение свободной энергии, а значит, и движущей силы процесса приводит к тому, что скорость растворения металла с кислородной деполяризацией бывает во много раз больше, чем с водородной. В-третьих, высокий потенциал катодного процесса делает гораздо более вероятным наступление пассивного состояния, а иногда создает возможность и для перапас-сивации металлов. [c.419]

Это предположение было обоснованным, так как многие исследования показали, что присутствие ряда органических веществ, особенно нитро- и нитрозосоединений, перемещает потенциал плати-но-водородного электрода далеко в положительную сторону [8 9]. Помимо того, было доказано, что практически всю анодную поляризационную кривую, приведенную на рис. 17, можно получить путем подбора серии окислителей с широким набором редокс-потен-циалов [85 88]. И. Л. Розенфельд и его сотрудники создали широкую номенклатуру эффективных ингибиторов, в которых сочетаются пас-сивационные и адсорбционные свойства, что способствует защите черных и многих цветных металлов от коррозии. Это достигается в результате перевода металла в пассивное состояние при восстановлении окислительного компонента ингибитора, адсорбция других компонентов ингибитора сокращает активную поверхность и облегчает достижение пассивности. [c.51]

Вообще говоря, в морской воде в качестве окислителя могут выступать ионы НзО или молекулы воды и растворенный кислород. Исследованию катодных процессов в хлоридсодержащих средах были посвящены работы Г. В. Акимова, Н. Д. Томашева, Г. Б. Кларк, И. Л. Розенфельда. Как показали исследования, коррозия магния и его сплавов протекает в основном за счет водородной деполяризации алюминий и его сплавы, коррозионностойкие и конструкционные стали, никель и никелевые сплавы, медь, медные сплавы подвергаются коррозии с кислородной деполяризацией. Растворимость кислорода в морской воде ограничена. При протекании коррозии с кислородной деполяризацией очень часто скорость катодного процесса определяется диффузией кислорода и поверхноети металла. В таких условиях перемешивание среды или перемещение поверхности металла относительно среды является важным фактором, который может оказать существенное влияние на характер коррозии. При перемешивании скорость катодного процесса будет уве-личиваться и металл из пассивного состояния может переходить в пробойное состояние (см. рис. 18). [c.43]

Формирование чужеродных (локальных) катодов практикуется в первую очередь в случае материалов с высоким перенапряжением водорода для уменьшения коррозии с водородной деполяризацией (кислотной коррозии). На рис. 20.11 показана кривая анодный частичный ток — потенциал (а) для пассивируемого металла в среде с током пассивации /р и соответствующая кривая катодный частичный ток — потенциал (б) для водорода. Ввиду высокого перенапряжения водорода ток пассивации не достигается. При свободной коррозии устанавливается стационарный потенциал и а в активном состоянии. Если этот материал привести в контакт с металлом, имеющим меньшее перенапряжение водорода в соответствии с кривой катодный частичный ток — потенциал (см. рис. 20.11, в), то такой катодный частичный ток будет достаточен для пассивации. При свободной коррозии теперь установится стационарный потенциал и р в пассивном состоянии. Аналогичным образом действуют и локальные катоды, полученные в материале путем легирования. По такому же электрохимическому принципу можно уменьшить и перенапряжение для восстановления других окислителей в среде, причем тогда согласно рис. 2.14 нестабильно пассивные материалы могут стать стабильно пассивными. [c.391]

Скорость коррозии во многом зависит от интенсивности протекания агрессивного раствора вдоль поверхности металла. Вначале, с увеличением скорости движения агрессивной среды, интенсивность коррозионного процесса возрастает, затем возможно замедление коррозионного процесса в связи с пассивацией металлической поверхности. С дальней1шш увеличением скорости движения среды интенсивность коррозии вновь нарастает, поскольку пассивная пленка разрушается потоком движущейся жидкости. Характерно, что при коррозии с водородной деполяризацией скорость процесса значительно меньше зависит от движения агрессивной среды. [c.36]

Зарождение и развитие трещин коррозии под напряжением обусловлено факторами двух групп а) активными, т. е. непосредственно углубляющими трещину в металл, механическими напряжениями и локальной коррозией б) пассивными, т. е. раэупрочняющими металл и этим облегчающими продвижение трещины, водородным и адсорбционным воздействиями ] 65]. [c.58]

Пассивное состояние исчезает, когда приложенный потенциал достигает более высоких значений, чем фз. Для пассивирующихся металлов важен потенциал ф2, который отделяет пассивную зону от активной, так как ниже этого потенциала пассивирование невозможно. Он называется потенциалом активизации или фладе-потенциалом и является в основном функцией pH среды, в которую погружен металл. Поэтому при коррозии с водородной деполяризацией железо и низколегированные стали не могут быть действительно пассивными при pH < 8, поскольку их потенциал коррозии ниже равновесного потенциала катодной реакции. При коррозии с кислородной деполяризацией потенциал железа редко достигает значений более высоких, чем фладе-потенциал, поэтому при коррозии в обычных условиях пассивирование железа практически не играет никакой роли. Потенциал железа может превысить по- [c.54]

Для железа в сильно кислых р-рах критич. потенциал пассивации относительно водородного электрода равен О,в—0,7 В критич. ток пассивации при этом потенциале составляет неск. А/см скорость растворения в пассивном состоянии — неск. долей мм/год. У легко пассивирующихся металлов (Л1, Ni, Сг, Ti, Мо) критич. потенциал пассивации на нсск. десятых В ыепее положителен, а критич. ток растворения в 10—100 ра ) ниже. [c.424]

По сравнению с другими пассивирующимися металлами (алюминий, никель, коррозионно-стойкая сталь) титан отличается отрицательным потенциалом пассивации (-0,3 В) и высоким водородным перенапряжением (при повышенном потенциале). В силу этого он сохраняет пассивность в слабых мине-ральньа и органических кислотах, а стойкость к точечной коррозии в горячих кислотах и растворах солей. [c.19]

Высокая эффективность молибденсодержащих соединений в условиях коррозионно-механического износа обусловлена проявлением комплекса положительных качеств молибдена и его соединений по предотвращению коррозии и износа стали. Так, молибден широко применяется в качестве легирующего элемента для повьш1ения коррозионной стойкости сплавов, причем по сравнению с другими металлами молибден способен связывать и переводить в пассивное состояние наибольшее количество атомов железа [.1403- Небольшие количества молибдена в стали резко повьш1ают ее стойкость по отношению к водородной коррозии [1З43. [c.67]

Таким образом, эта линия отражает условия возникновения твердых нерастворимых продуктов коррозии. Нерастворимым продуктом коррозии в данном случае считается такой продукт реакции, который находится в равновесии с концентрацией Ре " в растворе, равной 10 N. Выше указанной линии располагается область существования нерастворимых продуктов коррозии, дающих в растворе концентрацию Ре ниже 10" . Такая область на диаграммах Пурбэ называется областью пассивности. В этой области металл термодинамически неустойчив, но вследствие образования нерастворимых продуктов реакции коррозионный процесс в некоторых условиях может блокироваться. Небольшая вторая область коррозии находится у правого края диаграммы и относится к случаю образования ферратов железа (НРеОа) в сильнощелочных растворах. Две наклонные пунктирные прямые, относятся нижняя (в) к равновесию Н + е На, верхняя (г) — к равновесию О2 + 2е + Н.р 20Н", т. е., другими словами, они характеризуют зависимость потенциала водородного и соответственно кислородного электродов от pH. [c.8]

Б. П. Артамонов и А. И. Шултин [197] полагали, что ионы благородных металлов выделяются в порах пассивной пленки, изолируют металл от раствора и препятствуют растворению стали через поры. Л. М. Волчкова, А. И. Красильщиков и Л. Г. Антонова [198] считали, что в результате изменения характера катодного процесса водородной деполяризации на разряд катионов благородных металлов устраняется восстановление окисной пленки и предотвращается депассивация стали. [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология