Пассивация анодная металлов

По этой же причине коррозионную устойчивость многих металлов и сплавов (например, Сг—Ре-сплавы и Н ЗО можно значительно повысить, приложив анодный ток, изначально равный или превышающий критический ток пассивации. Потенциал металла сдвигается в пассивную область (рис. 5.1), и конечная плот- [c.78]

Добавки органических сред с низкой электропроводностью способствуют уменьшению локальных токов. Анодное растворение металлов может проводиться и в слабоагрессивных средах при высоких потенциалах, когда наблюдается недостаток ионов ОН для пассивации поверхности металла или имеет место эффект перепассивации. [c.75]

Механизм действия анодных ингибиторов основан на пассивации анодных участков корродирующей поверхности металла. Поэтому их называют также пассиваторами. Чаще всего в качестве пассиваторов применяют неорганические окислители, такие как хроматы, нитриты, молибдаты, вольфраматы. [c.187]

В основе метода анодной защиты лежит пассивация поверхности металла при наложении анодного тока. Анодный ток вызывает анодную поляризацию, т.е. возрастание электродного потенциала, и должен быть таким, чтобы превысить потенциал пассивации. Однако, если электродный потенциал слишком увеличивается, то область пассивности может оказаться пройденной и тогда начинается питтиигообразование или так называемая транспассивная коррозия (перепассивация). На практике анодную защиту больше всего применяют для нержавеющей стали, т.е. сплава железа с хромом, который обладает ярко выраженными пассивационными свойствами. Ее применяют также для титана и в некоторых случаях для углеродистой стали. [c.71]

Имеется, однако, много примеров, когда потенциал иассивации нельзя связать с образованием ни одного из известных для данного металла оксидов. Так, иапример, для железа потенциал пассивации < п=+0,58 В, в то время как наиболее положительный из всех возможных потенциалов железооксидных электродов, отвечающий системе Fe, FeO, FeaOa, равен всего лишь 0,22 В. Казалось бы, что, поскольку железный электрод здесь является анодом, такая разница обусловлена значительной анодной поляризацией. Но такое объяснение отпадает, потому, что потенциал активации железа также равен +0,58 В, хотя железный электрод поляризуется в данном случае катодно. В связи с этим предположили, что, несмотря на преимущественное растворение железа в виде двухвалентных ионов, оксидная пленка может образоваться при участии иоиов железа с валентностью более трех. Это возможно при условии постепенного окисления железа избытком кислорода в поверхностном слое. В подобном оксидном слое могут поэтому находиться наряду с оксидами F O и РегОз также высшие оксиды, наиример КеОг, которым отвечают более положительные потенциалы. Аналогично объясняется и пассивация никеля. [c.482]

Продвижение анионов через пленку менее вероятно, чем продвижение катионов, обладающих значительно меньшими размерами. Для прохождения ионов через кристаллическую решетку оксидов при комнатной температуре необходим градиент потенциала порядка 10 В/см. В то же время скачок потенциала при пассивации многих металлов обычно составляет 0,5—1,5 В. Следовательно, толщина пленки не должна превышать 5—15 10" см. При этом металлы, например железо, никель, хром, в пассивном состоянии продолжают медленно растворяться, а толщина пленки стабилизируется. По мере утолщения пленки все в большей степени затрудняется продвижение через нее ионов. Соответственно, если сохранить неизменной плотность тока, произойдет сдвиг анодного потенциала в [c.368]

Покрытия, действие которых основано на пассивации поверхности металла, содержат химические агенты, обладающие окислительными свойствами (чаще всего пигменты) и вызывающие торможение коррозионного процесса. Пассивирующие свойства покрытиям можно придавать введением в состав макромолекул пленкообразующего специальных групп [21]. В этом случае покрытия сохраняют защитные свойства и при небольших нарушениях сплошности [22], Под термином пассивация следует понимать замедление коррозионного процесса в результате торможения анодной реакции, вызванное резким изменением состояния поверхности при образовании на ней адсорбционных слоев кислорода, кислородсодержащих соединений [23], или, в другой трактовке, при образовании фазовой окислительной пленки, физически изолирующей металл от агрессивного действия электролита [24]. [c.24]

При промышленном осуществлении анодной защиты оборудования следует выделить пусковой период, когда проводят первоначальную пассивацию аппарата, и период эксплуатации. В стационарных условиях эксплуатации (при неизменных уровне электролита, тепловом и гидродинамическом режимах) для поддержания установившегося пассивного состояния поверхности требуются сравнительно малые защитные токи, которые могут быть вычислены как произведение плотности тока в пассивном состоянии (/п) на величину смоченной поверхности. Изменения условий эксплуатации (при колебаниях температуры, уровня электролита, состава раствора и т. п.) могут приводить к изменениям защитного тока в широких пределах. Поэтому необходимо иметь по крайней мере 5—10-кратный запас мощности приборов защиты по сравнению с потребляемой ими мощностью в стационарном режиме эксплуатации. Начальная пассивация сразу всей поверхности защищаемого оборудования требует весьма больших токов (в несколько сот ампер), поскольку для полной пассивации активного металла необходимо в течение некоторого времени пропускать ток максимальной плотности (/ р). Для снижения пускового тока до приемлемой величины следует постепенно заполнять аппарат электропроводящей средой при включенном регуляторе потенциала, применять низкие температуры, перемещать катод вблизи защищаемой поверхности, применять среды, способствующие самопассивации металла, использовать конструкции аппаратов с коническими или сферическими днищами, т. е. наиболее простой формы, без карманов, конструктивных зазоров и т. п. [c.264]

Склонность металла к пассивации связана со способностью его окислов растворяться в данной среде чем легче растворимы окислы, тем труднее пассивируется металл и наоборот. Валентность металла в поверхностном окисле, обусловливающем пассивность, почти всегда выше валентности его ионов, образующихся при анодном процессе растворения металла, относительно которого наступает пассивация. Пассивированный металл может быть возвращен в активное состояние путем катодной поляризации, кипячения в щелочи (без действия тока) или механической зачистки электрода. [c.207]

Препятствием к пассивации анодного компонента сист мы может служить осаждение катодного компонента на предельном токе с образованием губчатого осадка, что осуществляется при значительной разности равновесных потенциалов реагирующих металлов и малой концентрации ионов Ml " в [c.123]

В отношении коррозии, возникающей на местах повреждений, металлические покрытия можно разделить на две группы — анодные и катодные — в зависимости от того, какую функцию выполняет покрытие в гальваническом элементе, состоящем из основного металла, покрытия и адсорбированной на поверхности пленки влаги. При таком рассмотрении определяющим фактором является химический характер металлов (место, занимаемое в ряду стандартных электрохимических потенциалов). При отсутствии посторонних воздействий более благородный металл будет катодом, менее благородный — анодом. На практике, однако, определенные обстоятельства, например более быстрая пассивация первого металла, могут изменить положение. По отношению к железу анодом в обычных условиях являются цинк, кадмий, катодом — медь, никель, а часто также олово и свинец. Алюминий — в соответствии со стандартным потенциалом — как правило, выполняет по отношению к железу роль анода, но, более легко пассивируясь, может стать и катодом. [c.284]

Отсутствие защитного покрытия, компактный характер защищаемого оборудования и весьма малая плотность тока при анодной защите несколько упрощают перечисленные проблемы. Омическая составляющая при полностью пассивном состоянии металла обычно не превышает 3—5 мв. Однако и в этом случае остается проблема защиты внутренней поверхности трубопроводов. Значительная неравномерность распределения потенциала имеет место также в период начальной пассивации поверхности металла. [c.184]

В окисляющих кислотах (азотной и серной кислотах повышенной концентрации) черные металлы корродируют преимущественно при анодном контроле. По этой причине катодные примеси будут увеличивать анодную поляризацию и тем самым облегчать условия пассивации черных металлов. [c.82]

Действие анодных ингибиторов основано на пассивации анодных участков корродирующей поверхности металла. Поэтому их нередко называют пассиваторами. [c.175]

В первую очередь необходимо учитывать реакцию восстановления растворенного в электролите молекулярного кислорода. Благодаря малой растворимости кислорода в электролите скорость этой реакции быстро достигает предельного тока диффузии кислорода к поверхности катодных участков, причем скорость восстановления обычно невелика. Поэтому во время главного периода цементации ею можно пренебречь. Но, когда концентрация восстанавливающихся ионов становится очень малой, а поляризация анодного металла еще невелика, значительная часть растворяющегося металла идет на компенсацию реакцип восстановления кислорода. Если же к концу процесса происходит пассивация вытесняющего металла или резкое уменьшение анодных участков, приводящее к очень сильной поляризуемости анодного процесса, то может не только прекратиться катодное восстановление ионов металла, но и начаться анодное растворение осевшего ранее мета.тла. [c.382]

В ряде случаев, например, в процессах электрополирования металлов, а также при пассивации нержавеюш,их сталей в смесях азотной и плавиковой кислот вследствие сильного растворения пассивирующей пленки в электролите анодный ток в пассивном состоянии может быть большим (отрезок KLM на рис. 216). [c.317]

Область фп — фпп (потенциал полной пассивации) со-ответствует процессу пассивации, переходу металла в пассивное состояние, т. е. неустойчивой пассивности, когда сила анодного тока уменьшается, процесс коррозии замедляется, но еще не прекращается. [c.43]

Таким образом, сближение катодного и анодного выходов по току может быть обеспечено не только изменением состава электролита, но и рациональным выбором соотношения площадей катода и анода. В связи с тем, что многие металлы склонны к пассивации при более низких плотностях тока, чем те, при которых возможно получение качественных катодных осадков, поверхность анодов обычно превыщает поверхность катодов. Однако, например, в электролитах сернокислого цинкования и кадмирования цинковые и кадмиевые аноды могут растворяться с заметной скоростью без пропускания тока в результате протекания обычного процесса коррозии. Этот процесс идет и при анодной поляризации металлов. Анодный выход по току превыщает 100 % и электролит обогащается по ионам металла. Казалось бы, если уменьшить поверхность анода, т. е. повысить на нем плотность тока, то можно перевести металл в пассивное состояние и таким образом понизить анодный выход по току. Но для цинка и кадмия характерна солевая пассивация на металлах образуются солевые пленки, плохо проводящие ток, что приводит к заметному росту напряжения на ванне. С другой стороны, растворение солевых пленок в электролите не приводит к снижению выхода по току, а лишь уменьшает скорость растворения анода. Поэтому радикальных изменений в проведении процесса добиться не удается при уменьшении или увеличении площади анода. Площадь анода можно уменьшить, что снизит количество металла, переходящее в раствор при саморастворении анода, но не настолько сильно, чтобы наступала солевая пассивация. Еще одним способом изменения выхода по току как на аноде, так и на катоде является введение в электролит органических добавок, а в материал анода — легирующих компонентов. Ряд органических добавок действуют как ингибиторы коррозии и снижают анодный выход по току. Их применение, конечно, возможно, если они не оказывают отрицательного воздействия на качество осадков. Некоторые легирующие компоненты, вводимые в анод, как правило, способствуют работе анода в активном состоянии и уменьшают шламообразование. [c.28]

При использовании анодного ингибитора, когда он тормозит только анодный процесс, скорость коррозии может тормозиться как из-за уменьшения скорости перехода ионов металла в раствор, так и из-за сокращения активной части электрода вследствие пассивации. Если же процесс коррозии частично контролируется скоростью катодной реакции, а ингибитор подавляет анодную реакцию, уменьшая активную часть электрода, интенсивность коррозионного разрущения может возрасти, поэтому анодный ингибитор может оказаться опасным, если концентрация его в растворе недостаточна или доступ его к отдельным частям оборудования затруднен. [c.89]

Материалы катодов. В системах анодной защиты выход из строя любого из трех основных элементов недопустим. Однако наиболее ответственным элементом является катод, так как именно за счет инициирования на нем электродных процессов создаются условия пассивации защищаемого металла. Уязвимость катода может быть существенно уменьшена путем правильного выбора материала. Среди различных требований, которым должен удовлетворять материал катодов, немаловажным является требование высокой стойкости в условиях анодной поляризации для обеспечения максимального срока службы и исключения опасности загрязнения среды продуктами на основе материала катода. Кроме того, материал катода должен иметь невысокую поляризуемость, низкое перенапряжение катодной реакции для плавного регулирования параметров защиты и исключения загрязнения среды продуктами электродных реакций, не содержащих материал катода. [c.86]

При очень высоких плотностях тока анодное травление может привести к пассивации поверхности металла. В присутствии достаточного количества ионов трехвалентного железа явление пассивации затруднено. [c.79]

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]

Роль адгезии. Противокоррозионные свойства покрытий в большой степени зависят от адгезии. Благодаря адгезионному взаимодействию достигаются 1) пассивация поверхности металла, 2) торможение анодной реакции, 3) замедление отвода продуктов коррозии. Если рассматривать коррозию металла как процесс адсорбции молекул коррозионноактивного вещества на вакантных участках его поверхности, то становится очевидным, что чем выше адгезия, тем меньше остается таких вакантных участков и соответственно меньше появляется возможностей для развития коррозионного процесса. [c.168]

Предварительная катодная поляризациясвежезачищенного никелевого электрода замедляет наступление пассивации, анодная поляризация заметно ускоряет ее. До начала выделения кислорода протекает один анодный процесс с участием металла — растворение никеля с одновременным окислением его поверхности до образования фазового окисла. Этот процесс начинается в области потенциалов от +0,1 в и выше, имеет максимальную скорость прн потенциале +0,2 в, а затем замедляется. С течением времени переход ионов никеля в раствор полностью прекращается и наступает пассивация. При этом потенциал электрода быстро смещается в положительную сторону и начинается выделение кислорода. Длительность и интенсивность растворения никеля в щелочи до наступления пассивации зависят от условий анодной поляризации. Как и для железа, повышение температуры и концентрации щелочи тормозит пассивацию. В интервале температур 60—90°С скорость растворения никеля до наступления пассивации почти в 2 раза больше, чем при 20—60° С, хотя абсолютное увеличение растворимости никеля с повышением температуры невелико. При 130° С растворение никеля продолжается в течение 5 ч без заметной пассивации. [c.213]

Электрохимическая защита с целью заставить анодные реакции протекать на специальных дополнительных электродах. В зависимости от того, достигается это поляризацией от внешнего источника постоянного тока или за счет работы искусственно создаваемого гальванического макроэлемента, защита называется катодной или протекторной. Существует также анодная защита, сущность которой заключается в пассивации защищаемого металла путем анодной поляризации от внешнего источника постоянного тока или с помощью протектора, который в этом случае будет называться катодным. [c.77]

В точке О при потенциале начала видимой пассивации У . , ускорение анодного процесса растворения металла по реакции (271) в результате смещения потенциала в положительную сторону становится равным замедлению этого процесса при образовании защитного слоя по реакции (661) или (662) и достигается предельный ток пассивации 1 . [c.315]

Предварительное возникновение слоя вторичных продуктов коррозии по одной из реакций (424)—(429) облегчает наступление анодной пассивности (кривая A B D E на рис. 216), вследствие уменьшения истинной поверхности металла и снижает об-ш,ую плотность предельного тока пассивации п. [c.317]

Можно считать установленным, что образование таких пленок играет существенную роль также в пассивации металлов. Явление пассивации заключается в том, что некоторые достаточно активные металлы теряют свою активность после обработки концентрированной азотной кислотой или после анодного окисления в соответствующих условиях. [c.458]

При анодном процессе растворения электрода может возникнуть его пассивация. При достижении определенного потенциала скорость растворения электрода резко уменьшается. Пассивация объясняется образованием на поверхности электрода плотной адсорбционной или фазовой пленки, например пленки окисла металла. [c.401]

Для пассивации корродирующего металла и поддержания его в пассивном состоянии, помимо анодной поляризации от внешнего источника напряжения, может быть использовано контактирование его с более электроположительным электродом (катодом), который в данном случае называют катодным протектором. Основная роль катодного протектора также состоит в смешении потенциала защищаемого металла (анода) в пассивную область — положительнее потенциала его пассивации в данной среде. Это условие выполнимо в том случае, если стационарный потенциал протектора (или устанавливающийся на нем окислительно-восстановительный потенциал среды) положительнее потенциала пас-ивации металла, если катодная поляризуемость материала протек- [c.153]

В качестве типичного примера простейших диаграмм для металлов, существующих в соединениях только в одном валентном состоянии, на рис. 45 представлена диаграмма зависимости потенциала от pH для 2п [35]. Добавочные стрелки (/), (2) и (5) соответствуют реакциям (1), (2а), (26) и (За), (36). Основной анодной реакцией цинка в кислых растворах является образование хорошо растворимого В нейтральных растворах образуется слабо растворимый 2п(ОН)2 , в щелочных — хорошо растворимый 2пОг . Следовательно, цинк легко корродирует или анодно растворяется в кислых или щелочных растворах, но способен покрываться пленками твердого продукта при анодной поляризации в растворах, близких к нейтральным. Произойдет ли в действительности анодная пассивация или рост пленки, зависит частично от механических свойств твердого продукта, и особенно от степени адгезии его к анодному металлу. Если пленка образуется через промежуточную стадию М ВОДИ то ПО-следний может осаждаться без контакта с металлом, и в таких случаях ни пассивация, ни рост пленки могут не наблюдаться. [c.286]

Поскольку пассивация поверхности металла особенно сильно отражается на скорости анодного растворения, то для оценки активирующего влияния температуры на примере никеля, как наиболее легко пассивирующегося металла, была исследована зависимость максимального тока активного анодного растворения кр от температуры [21]. Следует отметить, что величина кр, которая является одним из наиболее важных количественных критериев способности металла к активному анодному растворению, также убывает в ряду Ге > Со >> N1 [22]. [c.102]

Металлы и сплавы, склонные к пассивации, но не самопасси-вирующиеся, могу-г быть в подходящих для этого условиях переведены в пассивное состояние анодной поляризацией и тем самым защищены от коррозии (например. Ре, сталь 1Х18Н9 в 1 2804). [c.321]

Если для пассивации стали 1Х18Н9 в 50%-ной 1 2804 при 50° С требуется анодная плотность тока г а = 0,25 мА/см , то для поддержания стали в устойчивом пассивном состоянии требуемая плотность тока составляет а = 25 мкА/см, т. е. она очень мала. Таким образом, анодная поляризация, переводящая металл в пассивное состояние, может быть использована для защиты металлов (Ре, углеродистых и нержавеющих сталей, титана и его сплавов и др.) от коррозии (табл. 44). [c.321]

Ультразвук в одних случаях затрудняет наступление пассивности металлов (при анодном растворении железа, меди, кадмия, стали Х18Н9) в результате десорбции кислорода и диспергирования защитных пленок, а в других случаях (А1 и Ni в NaaS04, Fe в NaOH + СГ) облегчает пассивацию, по-видимому, из-за удаления с поверхности металла активаторов. [c.369]

Наличие влаги делает грунт электролитом и вызывает электрохимическую коррозию находящихся в нем металлов. Увеличение влажности грунта облегчает протекание анодного процесса (затрудняя пассивацию металла), уменьшает электросопротивление грунта, но затрудняет протекание катодного процесса при значительном насыщении водой пор грунта (уменьшая аэрируемость грунта и скорость диффузии кислорода). Поэтому зависимость скорости коррозии металлов от влажности грунта имеет вид кривых с максимумом (рис. 277) — при большем избытке воды ско- [c.386]

Переход металла из активного в пассивное состояние носит название пассивации, а обратный процесс — активации или де-пасснвации. Пассивный металл с термодинамической точки зрения не. является более благородным, чем активный, а замедление коррозионного процесса происходит благодаря образованию иа металлической поверхности фазовых или адсорбционных слоев, тормозящих анодный процесс. [c.59]

Возникновение пассивного состояния металла определяется не только окислительной способностью агрессивной среды. Из-нестны случаи пассивации металлов и в нсокпслительиой среде, например молибдена в соляной кислоте, магния в плавиковой кислоте и др. Пассивное состояние наступает также, как было указано в гл. 1П, вследствие аиодной поляризации металла, [роцессу пассивации способствует увеличение анодной нлотно-сти тока. Во многих случаях ири достижении некоторой плотности тока происходит внезапный переход электрода в пассивное состояние (например, железа в концентрированном растворе NaOH при повышенной температуре). [c.60]

Таким образом, имевшийся ранее на металле ионггый скачок потенциала (рис. 24) заменяется сложным адсорбцион-но-иониым скачком потенциала. В результате происходит сдвиг пбше1о. электродного потенциала в положительную сторону и ионизация металла уменьшается. Количество кислорода по этому варианту пассивации меньше, чем требуется по расчету для создания мономолекулярного слоя. Характерным примером зависимости пассивности от количества кислорода, адсорбированного поверхностью металла по вышеупомянутому механизму, являются данные Б. В. Эршлера, согласно которым при покрытии только 6% поверхности илатииы адсорбированным кислородом ее потенциал в растворе НС1 изменяется и положительную сторону на 0,12 в и одновременно скорость анодного растворения уменьшается в 10 раз. [c.65]