Что такое коррозия в химии: виды, причины и методы защиты

Разное

Содержание

Коррозия металлов — урок. Химия, 8–9 класс.

Почти все металлы и сплавы постепенно разрушаются под воздействием факторов окружающей среды. При взаимодействии металлов с веществами воздуха и атмосферными осадками на их поверхности образуется плёнка, состоящая из оксидов, сульфидов, карбонатов и других соединений.

 

Эти соединения обладают совершенно иными свойствами, чем сами металлы. В обычной жизни мы часто употребляем слова «ржавчина», «ржавление», видя коричнево-рыжий налёт на изделиях из железа и его сплавов. Ржавление — это коррозия железа.

Коррозия — это процесс самопроизвольного разрушения металлов и их сплавов под влиянием внешней среды (от лат. corrosio — «разъедание»).

 

Коррозия изделий из сплавов железа. Бурый налёт — ржавчина — состоит из гидроксида и оксида железа(\(III\))

 

 Предметы из меди и её сплавов (предметы искусства, памятники, крыши зданий) со временем подвергаются коррозии. Патина — налёт зелёного цвета — состоит в основном из гидроксокарбоната меди(\(II\))

   

В результате коррозии ухудшаются многие свойства изделий: уменьшаются их прочность,  пластичность, блеск, снижается электропроводность и т. д.

Коррозия металлов наносит большой вред народному хозяйству:

  • возникают огромные материальные потери из-за разрушения нефтепроводов, газопроводов, водопроводов, деталей сельскохозяйственной техники, автомобилей, судов, мостов, оборудования, используемого в различных производствах;
  • уменьшается надежность металлоконструкций;
  • простаивает производство из-за необходимости замены вышедшего из строя оборудования;
  • происходят потери сырья и продукции в результате разрушения газо-, нефте- и водопроводов;
  • наносится ущерб природе и здоровью человека; в результате утечек нефтепродуктов и других веществ загрязняется окружающая среда;
  • загрязняется продукция, а следовательно, снижается её качество.

Способы защиты от коррозии

1. Нанесение защитных покрытий.

  • Металлическое изделие покрывают другими металлами (никелирование, хромирование, цинкование, лужение — покрытие оловом).

 

Никелированная труба Хромированный кран Консервные банки, изготовленные из лужёной жести
  • Металлические изделия покрывают лаками, красками, эмалями, маслами, полимерами.

 

Нанесение защитного покрытия на поверхность металла Эмалированная стальная кастрюля Металлочерепица изготавливается из жести, покрытой полимером

  

 

2. Применение сплавов, стойких к коррозии.

 

Детали машин, аппаратов, инструменты и предметы быта изготовляют из нержавеющей стали, содержащей специальные легирующие (замедляющие коррозию) добавки: хром, никель и другие металлы.

 

 Изделия из нержавеющей стали

  

 

3. Протекторная защита.

  

К защищаемой металлической конструкции присоединяют кусок более активного металла (протектор), который разрушается, защищая основной металл. В качестве протектора при защите корпусов судов, трубопроводов, кабелей используют магний, алюминий, цинк.

  

 

4. Изменение состава среды.

  

Для того чтобы предотвратить потери из-за коррозии, проводится специальная обработка электролита или той среды, в которой находится защищаемая металлическая конструкция. Практикуется также введение ингибитора — вещества, замедляющего коррозию.

 

Например, при подготовке воды, поступающей в котельные установки, проводят удаление растворённого в воде кислорода (деаэрацию).

Химическая коррозия металлов.








Химическая коррозия металлов.

Химическая коррозия — это вид коррозионного разрушения металла, связанный с взаимодействием металла и коррозионной среды, при котором одновременно окисляется металл и происходит восстановление коррозионной среды. Химическая коррозия не связана с образованием, а также воздействием электрического тока.

Движущей силой (первопричиной) химической коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов. Они могут самопроизвольно переходить в более устойчивое состояние в результате процесса:

Металл + Окислительный компонент среды = Продукт реакции

При этом термодинамический потенциал системы уменьшается.

По знаку изменения термодинамического потенциала можно определить возможность самопроизвольного протекания химической коррозии. Критерием обычно служит изобарно-изотермический потенциал G. При самопроизвольном протекании химического процесса наблюдается убыль изобарно-изотермического потенциала. Поэтому, если:

Δ GТ < 0, то процесс химической коррозии возможен;

Δ GТ > 0, то процесс химической коррозии невозможен;

Δ GТ = 0, то система находится в равновесии.

К химической коррозии относятся:

— газовая коррозия — коррозионное разрушение под воздействием газов при высоких температурах;

— коррозия в жидкостях-неэлектролитах.

 

Газовая коррозия, пленки на металлах и условия сплошности.

Газовая коррозия — это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.

Самый распространенный случай химической коррозии – взаимодействие металла с кислородом. Процесс протекает по реакции:

Ме + 1/2О2 — МеО

Пленки на металлах.



Большинство металлов и металлических материалов при взаимодействии с кислородом воздуха или другими окислителями покрываются пленкой оксида или другого соединения.

Первая стадия процесса взаимодействия металла с коррозионной средой – хемосорбция окислителя(O2,CO2,H2O,SO2)на поверхности металла,например:

Me(тв) + {O2} = Me(тв) + 2Oадс (4.19)

При наличии химического сродства между металлом и окислителем реализуется вторая стадия взаимодействия металла с коррозионной средой – переход хемосорбированной пленки в оксидную. Этот процесс может быть условно описан реакцией вида:

XMe(тв) + yOадс = MexOy. (4.20)

Образующаяся на поверхности металла оксидная пленка может замедлять процесс коррозии, вследствие торможения подвода окислителя к поверхности окисляющегося металла. В этом случае пленка обладает защитными свойствами.

4.3.3. Условие сплошности пленок на металлах.

Защитными свойствами могут обладать только сплошные пленки. Возможность образования такой пленки определяетсяусловием сплошностиПиллингаБедворса: молярный объем соединения, возникающего на поверхности металла(Vok) должен быть больше объема металла(VMe), израсходованного на образование одного моля соединения:

Vok/VMe > 1. (4.21)

Если Vok/VMe <1 ,то пленка не может быть сплошной.

Отношение Vok/VMe можно рассчитать по формуле:

, (4.22)

где mOk — молярная масса оксида;

mMe — молярная масса металла;

rOk — плотность оксида;

rMe — плотность металла;

m — число атомов металла в молекуле оксида.

К металлам, не удовлетворяющим условию сплошности при окислении их кислородом, относятся щелочные и щелочно-земельные металлы (за исключением Ве).

Сплошность пленок – необходимый, но недостаточный фактор, определяющий ее защитные свойства . Как показал Францевич И.Н., у пленок с Vok/VMe >>1 не может быть высоких защитных свойств, ввиду возникновения в них больших внутренних напряжений (например, MoO3 или WO3). В качестве верхней границы отношения объемов принимают величину 2,5. Тогда уточненное условие сплошности выглядит:

1 < Vok/VMe < 2,5. (4.23)

 

Механизм и кинетика химического окисления. Законы роста окислительных пленок на металлах.


Кинетика процесса химической коррозии.

Хотя термодинамика и дает ответ на вопрос о том, на сколько изучаемая система отдалена от состояния равновесия, но ответ на весьма важный практический вопрос о скорости протекания коррозионного разрушения в рамках термодинамики получен быть не может.

Рассмотрением этого вопроса и занимается кинетика коррозионных процессов.

4. 3.1 Скорость процесса коррозии. Показатели химической коррозии.




Скорость химической коррозии определяют количественно по наблюдениям во времени за изменением какой-либо подходящей для этих целей величины, изменяющейся в процессе коррозии.

Тогда истинная скорость коррозии металлического материала определяется из выражения:

V = dy/dt, (4.11)

где y — изменяющаяся в процессе коррозии характеристика

свойства материала;

t — время коррозии.

Для количественного выражения скорости коррозионных разрушений на практике пользуются показателями коррозии, являющимися, по сути, отражением средней скорости коррозионного разрушения материала:

Vср=Dy/Dt. (4.12)

Используется ряд показателей коррозии.

1.Глубинный показатель коррозии:

Kn=DП/Dt, (4.13)

где DП — глубина (средняя или максимальная ) коррозионного

разрушения;

t — время коррозии.

2. Показатель изменения толщины образующейся на металле пленки продуктов коррозии:

Kn=Dh/Dt, (4.14)

где Dh — изменение толщины образующейся на металле пленки

продуктов коррозии;

Dt — время коррозии.

3. Показатель изменения массы

Km=Dm/S*Dt, (4.15)

где Dm — изменение массы корродирующего металла;

S — поверхность коррозии;

Dt — время коррозии.

4.Объемный показатель коррозии

Kv=DV/S*Dt, (4.16)

где DV — объем газа, выделившегося или поглощенного в процессе

коррозии и приведенный к нормальным условиям;

Dt — время коррозии;

S — поверхность коррозии.

 

5. Механический показатель коррозии.

Ks=(Ds/Dt)*100%, (4.17)

где Ds — относительное изменение характеристики механического

свойства;

Dt — время коррозии.

6. Показатель изменения электрического сопротивления.

KR=(DR/Dt)*100%, (4.18)

где DR — относительное изменение электросопротивления образца;

Dt — время коррозии.

Водородная коррозия стали.

Водородная коррозия стали происходит в результате гидрогенизации ее карбидной фазы водородом, поглощенным металлом в процессе его контакта с водородсодержащими технологическими средами. В результате водородной коррозии меняется структура стали, происходит межкристаллитное растрескивание; прочностные, пластические и вязкостные характеристики стали необратимо ухудшаются, приводя к преждевременным поломкам и разрушениям элементов. СТпВД. Водород становится химически активным при температуре выше 200˚С.

Водородная коррозия происходит вследствии химического взаимодействия водорода среды и карбидной составляющей стали. При повышенных температурах и давлениях водород, попадая на поверхность стального изделия, диссоциирует. Образовавшиеся атомы h3 очень подвижны, их диаметр составляет 0,1 нм. Атомы водорода диффундируют вглубь металла, растворяясь в нем. Некоторая часть вступает в реакцию с углеродом:

C + 4H = CH4

При остывании металла, водород переходит в газообразное состояние, создавая достаточно высокое внутреннее давление. Это охрупчивает металл. На поверхности появляются трещины, вздутия. Прочность стали сильно уменьшается.

Обычно водородная коррозия появляется из-за нескольких причин:

— повышение внутреннего давления при образовании в порах CH4 и в результате – растрескивание по границам зерен;

— обезуглероживание стали, которое происходит из-за восстановления водородом цементита (Fe3C входит в состав сталей):

Fe3C + 2H2 = 3Fe + CH4;

— водород проникает вглубь стали, образуя хрупкий твердый раствор водорода в Fe.

У водородной коррозии есть, так называемый, инкубационный период, при котором какие-либо внешние признаки разрушения отсутствуют. В среднем этот период может составлять около 1000 часов (зависит от условий).

Скорость протекания водородной коррозии зависит не только от рабочих давлений и температур, но и от глубины обезуглероживания стали.

 

Кислотность грунта.

Для большинства грунтов значение рН составляет 6,0 – 7,5. Высококоррозионными являются почвы, рН которых сильно отличается от данного значения. К ним относятся торфяные, болотистые грунты, значение рН которых составляет 3 – 6. А также щелочные солончаки и суглинки, с рН почвы 7,5 – 9,5. Очень агрессивной средой по отношению к сталям, свинцу, меди, цинку является чернозем, содержащий органические кислоты.

Одна из самых агрессивных почв – подзол. Сталь в подзоле корродирует в 5 раз быстрее, чем в других грунтах.

Кислотность грунтов ускоряет почвенную коррозию, т.к. вторичные продукты коррозии становятся более растворимы, существует возможность дополнительной катодной деполяризации ионами водорода.

Электропроводность грунта.

Электропроводность грунта зависит от его минералогического состава, количества влаги и солей в почве Соленость грунта оказывает огромное влияние на его электропроводность. С увеличением содержания солей легче протекают анодный и катодный электродные процессы, что снижает электросопротивление.

Химическая коррозия металлов.

Химическая коррозия — это вид коррозионного разрушения металла, связанный с взаимодействием металла и коррозионной среды, при котором одновременно окисляется металл и происходит восстановление коррозионной среды. Химическая коррозия не связана с образованием, а также воздействием электрического тока.

Движущей силой (первопричиной) химической коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов. Они могут самопроизвольно переходить в более устойчивое состояние в результате процесса:

Металл + Окислительный компонент среды = Продукт реакции

При этом термодинамический потенциал системы уменьшается.

По знаку изменения термодинамического потенциала можно определить возможность самопроизвольного протекания химической коррозии. Критерием обычно служит изобарно-изотермический потенциал G. При самопроизвольном протекании химического процесса наблюдается убыль изобарно-изотермического потенциала. Поэтому, если:

Δ GТ < 0, то процесс химической коррозии возможен;

Δ GТ > 0, то процесс химической коррозии невозможен;

Δ GТ = 0, то система находится в равновесии.

К химической коррозии относятся:

— газовая коррозия — коррозионное разрушение под воздействием газов при высоких температурах;

— коррозия в жидкостях-неэлектролитах.

 





Читайте также:







Коррозия металлов

Коррозия – это самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения металлов и сплавов вследствие взаимодействия с окружающей средой.

Различают два вида коррозии – химическую и электрохимическую. Химическая коррозия обусловлена взаимодействием металлов с веществами, содержащимися в окружающей среде. В производственных условиях такими веществами, помимо О2, являются SO2, CO2, H2S, NH3 и др.

Химическую коррозию, обусловленную взаимодействием металлов с газами, называют газовой. Основной вклад в газовую коррозию металла вносит кислород воздуха. Различные металлы обладают различной устойчивостью по отношению к О2. Некоторые металлы (Al, Cr, Zn, Pb, Sn) образуют на воздухе плотные пленки оксидов, не разрушающиеся при изгибе или нагревании. Такие пленки защищают металл от дальнейшего доступа к нему газов и жидкостей, и процесс коррозии резко замедляется. Оксидные пленки других металлов (например, Fe) представляют собой рыхлые, пористые, механически непрочные образования. Они не предохраняют металл от доступа к нему газов и жидкостей. Поэтому такие металлы корродируют особенно быстро.

Процесс химической коррозии Fe схематически можно представить следующими уравнениями:

2Fe + O2=2FeO

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

3Fe + 2O2 =FeO · Fe2O3

4Fe + 3O2 +6H2O=4Fe(OH)3

Fe(OH)3=t H2O+FeOOH (ржавчина)

Однако наибольший вред приносит не химическая, а электрохимическая коррозия, связанная с переходом электронов от одних участков металла к другим. Химическая коррозия сопровождает электрохимическую и усиливает ее.


Сущность электрохимической коррозии

Металлы обычно содержат примеси других металлов и неметаллов. При соприкосновении таких  металлов с электролитом (которым может служить Н2О, адсорбированная из воздуха, поскольку в ней как правило имеются ионы растворенных веществ) на поверхности металла возникает множество микрогальванических пар. В этих парах атомы более активного металла (обычно Fe) играют роль анода, а атомы менее активного – роль катода.

На катоде идет процесс восстановления молекул О2 в нейтральной и щелочной средах, или ионов Н+ – в кислой среде.

На аноде происходит окисление атомов металла, из которых состоит анод, с образованием катионов Men+.

Последние переходят в электролит (растворение анода) и соединяются с ионами ОН, с образованием гидроксида Me(OH)n и других продуктов. Называемых ржавчиной. В результате металл, играющий роль анода, разрушается.

Скорость электрохимической коррозии тем больше, чем дальше друг от друга расположены металлы в ряду напряжений, и чем выше температура окружающей среды.

Чистые металлы устойчивы к коррозии. Однако, так ка абсолютно чистым металлов нет, а также вследствие того, что гальваническая пара может быть образована отдельными участками одного и того же металла, находящимися в различных условиях (под разными электролитами или под одним и тем же электролитом разной концентрации), то электрохимическая коррозия имеет место всегда при соприкосновении металла с электролитом (атмосферной влагой).

Роль катода при электрохимической коррозии могут выполнять не только менее активные металлы, но и примеси неметаллов, способных принимать электроны.

Коррозия – процесс поверхностный и при отсутствии трещин внутри металла развиваться не может. Поэтому одним из способов защиты от коррозии является нанесение на поверхность металла металлических и неметаллических покрытий.

В качестве металлических покрытий используются пленки Au, Ag, Ni, Cr, Zn и других металлов, которые мало подвергаются коррозии из-за своей индифферентности или по причине образования прочных оксидных пленок. Некоторые из этих металлов (Au, AgNi, Cr), помимо защитной, выполняют и эстетическую – придают изделиям приятный внешний вид.

Различают два вида металлических покрытий – анодное и катодное. Покрытие называется

  • анодным, если оно изготовлено из металла более активного, чем защищаемый;
  • катодным, если изготовлено из менее активного металла.

Примером анодных покрытий для изделий из железа являются пленки из Cr, Zn, примером катодных – пленки из Ni, Sn, Ag, Au. Катодные покрытия не защищают металлы в случае нарушения их целостности (трещины, царапины), так как при наличии электролита возникает гальваническая пара, роль растворимого анода в которой играет защищаемый металл.

Неметаллические покрытия также делятся на два вида: неорганические и органические. В качестве органических покрытий используются пленки лаков, красок, пластмасс, резины, битума, в качестве неорганических – эмали.

Протекторная защита заключается в соединении защищаемого изделия проводником с протектором – пластиной из более активного металла (Al, Mg, Zn). В процессе коррозии протектор служит анодом и разрушается, предохраняя от коррозии металлическое изделие или конструкцию.

Электрохимическая (катодная) защита заключается в соединении защищаемого изделия с катодом внешнего источника тока, вследствие чего изделие становится катодом. Анодом служит вспомогательный, обычно стальной, электрод (кусок металла), который и разрушается в процессе коррозии.


 

Автор: Метельский А.В.
Источник: Метельский А.В., Химия в Экзаменационных вопросах и ответах, Минск, изд. «Беларуская энцыклапедыя», 1999 год
Дата в источнике: 1999 год

Коррозия металлов и способы защиты от нее

 

Коррозия – это процесс разрушения металлов и металлических конструкций под воздействием различных факторов окружающей среды – кислорода, влаги, вредных примесей в воздухе.

 

Коррозионная стойкость металла зависит от его природы, характера среды и температуры.

  • Благородные металлы не подвергаются коррозии из-за химической инертности.
  • Металлы Al, Ti, Zn, Cr, Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные плёнки, которые препятствуют коррозии.
  • Металлы с рыхлой оксидной плёнкой – Fe, Cu  и другие – коррозионно неустойчивы. Особенно сильно ржавеет железо.

       Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия  сопровождается химическими реакциями. Как правило, химическая коррозия металлов происходит при действии на металл сухих газов, её также называют газовой.  

3Fe + 2O2 = Fe3O4

При химической коррозии также возможны процессы:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Как правило, такие процессы протекают в аппаратах химических производств.

 

Электрохимическая коррозия – это процесс разрушения металла, который сопровождается электрохимическими процессами. Как правило, электрохимическая коррозия протекает в присутствии воды и кислорода,  либо в растворах электролитов.

 

В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов  от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе. 

 

При этом электродами являются сам металл (например, железо) и содержащиеся в нем примеси (обычно менее активные металлы, например, олово).

В таком загрязнённом металле идёт перенос электронов от  железа к меди, при этом железо (анод) растворяется, т.е. подвергается коррозии:

Fe –2e = Fe 2+

На поверхности олова (катод) идёт процесс восстановления водорода из воды или растворённого кислорода:

2H+ + 2e → H2

O2 + 2H2O + 4e → 4OH

Например, при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят процессы:

Анод: Fe –2e → Fe 2+

Катод2H+ + 2e → H2

Суммарная реакция:   Fe + 2H+ → H2 + Fe2+

Если реакция проходит в атмосферных условиях в воде, в ней участвует кислород и происходят процессы:

Анод:  Fe –2e → Fe 2+

Катод: O2 + 2H2O + 4e → 4OH

Суммарная реакция: 

Fe 2+ + 2OH Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O → 4Fe(OH)3 

При этом образуется ржавчина.

 

Защитные покрытия

Защитные покрытия предотвращают контакт поверхности металла с окислителями.

  • Катодное покрытие – покрытие менее активным металлом (защищает металл только неповреждённое покрытие).
  • Покрытие краской, лаками, смазками.
  • Создание на поверхности некоторых металлов прочной оксидной плёнки химическим путём (анодирование алюминия, кипячение железа в фосфорной кислоте).

 

Создание сплавов, стойких к коррозии

Физические свойства сплавов могут существенно отличаться от свойств чистых металлов. Добавление некоторых металлов может приводить к повышению коррозионной стойкости сплава. Например, нержавеющая сталь, новые сплавы с большой коррозионной устойчивостью.

 

Изменение состава среды

Коррозия замедляется при добавлении в среду, окружающую металлическую конструкцию, ингибиторов коррозии. Ингибиторы коррозии — это вещества, подавляющие процессы коррозии.

 

Электрохимические методы защиты

Протекторная защита: при присоединении к металлической конструкции пластинок из более активного металла – протектора. В результате идёт разрушение протектора, а металлическая конструкция при этом не разрушается.

 

Коррозия металлов — Знаешь как

Рис. 129. Схема коррозии алюминия, находящегося в контакте с медью

Почти все металлы, приходя в соприкосновение с окружающей их газообразной или жидкой средой, более или менее быстро подвергаются с поверхности разрушению. Причиной его является химическое взаимодействие металлов с находящимися в воздухе газами, а также с водой и растворенными в ней веществами.

Всякий процесс химического разрушения металлов под действием окружающей среды называется коррозией.

Проще всего протекает коррозия при соприкосновении металлов с газами. На поверхности металла образуются соответствующие соединения: окислы, сернистые соединения, основные соли угольной кислоты, которые нередко покрывают поверхность плотным слоем, защищающим металл от дальнейшего воздействия тех же газов.

Иначе обстоит дело при соприкосновении металла с жидкой средой — водой и растворенными в ней веществами. Образующиеся при этом соединения могут растворяться, благодаря чему коррозия распространяется дальше вглубь металла. Кроме того, вода, содержащая растворенные вещества, является проводником электрического тока, вследствие чего постоянно возникают электрохимические процессы, которые являются одним из главных факторов, обусловливающих и ускоряющих коррозию.

Чистые металлы в большинстве случаев почти не подвергаются коррозии. Даже такой металл, как железо, в совершенно чистом виде почти не ржавеет. Но обыкновенные технические металлы всегда содержат различные примеси, что создает благоприятные условия для коррозии.

Чтобы понять, почему примеси влияют на коррозию металлов, посмотрим, что происходит, когда два различных металла соприкасаются друг с другом, находясь во влажном воздухе.

Положим, например, что в медном листе находится алюминиевая заклейка (рис. 129). Так как все твердые тела адсорбируют на своей поверхности влагу из воздуха, то и поверхность наших металлов будет покрыта тончайшей пленкой воды. Но вода, как известно, диссоциирует, хотя и в ничтожной степени, на ионы Н и ОН’; кроме того, растворенный в воде углекислый газ образует угольную кислоту, диссоциирующую по уравнению:

 Н2СО3 ⇄ Н + НСО3

Следовательно, медь и алюминий будут как бы погружены в раствор, содержащий ионы H, ОН’ и НСО3‘. Получается гальванический элемент, в котором отрицательным электродом служит алюминий, а положительным — медь. Ввиду тесного соприкосновения обоих металлов элемент этот замкнут и непрерывно работает: алюминий посылает свои ионы в раствор, а избыточные электроны переходят к меди, у поверхности которой они разряжают ионы водорода. В растворе ионы Аl••• соединяются с ионами ОН’, образуя Аl(ОН)3, выделяющийся у поверхности алюминия:

2Аl—6е = 2Аl••• + 6e = 3Н2 

2Аl••• + 6OН’ = 2Аl(ОН)3

Таким образом, алюминий довольно быстро подвергается коррозии.

Несколько сложнее происходит коррозия железа, находящегося в контакте с каким-нибудь менее активным металлом, например с той же медью. Железо посылает в раствор двухвалентные ионы Fe••, которые, соединяясь с гидроксильными ионами, превращаются в Fе(ОН)2. В то же время электроны железа переходят к меди и разряжают у ее поверхности ионы водорода.

Рис 130. Растворение в кислотах химически чистого цинка при контакте с медной или платиновой проволочкой.

В присутствии кислорода воздуха и воды Fe(ОН)2 окисляется в гидрат окиси железа Fe(OH)3образующий ржавчину:

4Fe(OH)9 + 2Н2О + О2 = 4Fe(OH)3

В разобранных нами случаях причиной коррозии алюминия и железа являлся контакт с менее активным металлом — медью. Такую же роль, как и медь, играют различные примеси, всегда содержащиеся в технических металлах и обусловливающие их коррозию. Например, обыкновенная сталь при исследовании ее под микроскопом оказывается состоящей из мелких зерен чистого железа, тесно перемешанных с зернами карбида железа — цементита Fe3C — и других примесей. Получается бесконечное множество так называемых гальванических пар, в которых зерна цементита играют роль положительных электродов, а зерна железа — отрицательных. При соприкосновении с влажным воздухом возникают гальванические токи, вызывающие коррозию стали. Аналогичным образом примеси способствуют коррозии и других металлов.

Коррозия алюминия, цинка, железа и вообще металлов, стоящих в ряду напряжений слева от водорода, сводится по существу к вытеснению ионов водорода из раствора и переходу самого металла в раствор в виде ионов. Ускоряющее влияние контакта с менее активным металлом при таких процессах можно наглядно иллюстрировать следующим опытом.

В пробирку с разбавленным раствором кислоты бросим кусочек химически чистого цинка. Выделения водорода почти не наблюдается. Отсутствие реакции объясняется тем, что начинающие переходить в раствор ионы Zn•• гидратируются и образуют вокруг цинка слой положительно заряженных ионов. Этот слой не дает возможности ионам водорода подходить вплотную к поверхности цинка и получать от него электроны, вследствие чего дальнейшее растворение цинка приостанавливается. Но стоит только коснуться поверхности цинка платиновой или медной проволочкой, как вследствие образования гальванической пары тотчас же начинается энергичное выделение водорода у поверхности проволочки. Электроны переходят от цинка к платине (или меди) и с нее на ионы водорода, а цинк постепенно растворяется, посылая новые ионы в раствор (рис. 130).

Такой же эффект вызывает прибавление к раствору кислоты нескольких капель раствора сернокислой меди CuSO4. Цинк вытесняет медь и покрывается с поверхности рыхлым слоем металлической меди. Получается гальваническая пара цинк —медь, работающая, как в элементе Вольта. Поэтому «омедненный» цинк энергично вытесняет водород из кислоты, но выделение водорода происходит у поверхности меди, а не у поверхности цинка (рис. 131).

Продажный цинк, содержащий примеси, действует аналогичным образом.

На скорость растворения металла в кислоте, помимо примесей, влияют и другие факторы: структура металла, способ его обработки, свойства кислоты и т. п. Но во всех случаях процесс растворения может быть замедлен прибавлением к кислоте некоторых веществ, главным образом органических, получивших название ингибиторов (замедлителей коррозии).

Рис. 131. Схема растворения омедненного цинка в серной кислоте

Действие ингибиторов иногда настолько эффективно, что некоторые металлы и сплавы становятся практически нерастворимыми в кислотах, к которым прибавлен соответствующий ингибитор.

Замедляя растворение металла, ингибиторы в то же время совершенно не влияют на скорость растворения окислов металлов, их гидроокисей и других веществ. Поэтому прибавление ингибиторов позволяет освобождать с помощью кислот поверхность металла от покрывающих ее соединений (например, удалять ржавчину с железа, накипь со стенок котлов), почти не затрагивая самого металла.

Так как элементы расположены в ряду напряжений по убывающей активности, то следовало бы ожидать, что чем левее стоит элемент в ряду напряжений, тем легче он будет подвергаться корро-зии. В действительности это не всегда имеет место. Например, алюминий, стоящий недалеко от начала ряда, довольно хорошо сопротивляется атмосферной коррозии. Причиной такой устойчивости является образование на поверхности алюминия тонкой, но очень плотной и эластичной пленки окиси алюминия, предохраняющей алюминий от соприкосновения с окружающей средой. И действительно, стоит только тем или иным способом уничтожить эту пленку, как алюминий начинает быстро корродировать.

Смочим хорошо вычищенную наждачной бумагой алюминиевую пластинку раствором сулемы HgCl2. Алюминий вытесняет ртуть, которая образует с ним сплав — ртутную амальгаму, препятствующую возникновению защитной пленки. Поэтому оставленная на воздухе пластинка быстро покрывается рыхлыми хлопьями гидрата окиси алюминия — продуктом коррозии алюминия.

В данном случае коррозия усиливается еще и вследствие контакта алюминия с малоактивным металлом — ртутью.

Понятно, что образующийся на поверхности металла слой окислов или каких-либо других соединений может служить защитой только в том случае, если он является достаточно плотным, прочным и нерастворимым в воде. В противном случае он не может помешать коррозии. Так, например, появляющаяся на железе ржавчина совершенно не защищает его от дальнейшей коррозии, так как слой ее оказывается очень рыхлым, хрупким и слабо пристающим к поверхности металла.

Вещества, способствующие возникновению на металле защитной пленки, носят название пассивирующих агентов. Таковыми для большинства металлов являются сильные окислители. Для железа хорошим пассивирующим агентом служат также ионы ОН’.

Как уже указывалось раньше , многие довольно активные металлы становятся пассивными после обработки их концентрированной азотной кислотой вследствие образования на поверхности металла тончайшего невидимого слоя окиси, препятствующего дальнейшему окислению. Существование таких «оксидных пленок» доказано различными методами: поляризацией отраженного света, рентгенографическим путем и др. Теория «оксидных пленок» была подробно развита в начале нынешнего столетия В. А. Кистяковским (1865—1952), работы которого имели большое значение для борьбы с коррозией.

Некоторые вещества разрушают или ослабляют защитную пленку металла, тем самым способствуя коррозии. Такие вещества называются активирующими агентами или активаторами.

Наиболее энергичным активатором для всех металлов является ион Cl. Быстрое разрушение подводных металлических частей морских судов объясняется главным образом присутствием ионов Сl’ в морской воде. Очень энергичными активаторами для многих металлов являются ионы водорода. Кислород, растворенный в воде, также сильно ускоряет коррозию, связывая первичные продукты реакции (например, окисляя Fe(OH)2 в Fe(OH)3 в случае коррозии железа) и тем самым предотвращая возможность обратной: реакции.

Убытки, причиняемые коррозией металлов, огромны. Вычиc-лено, например, что вследствие коррозии ежегодно гибнет такое количество железа, которое равно приблизительно 1/4 всей мировой его добычи за год. Поэтому изучению процессов коррозии и отысканию наилучших средств ее предотвращения уделяется очень много внимания.

Способы борьбы с коррозией чрезвычайно разнообразны. Наиболее простой из них заключается в защите поверхности металла от непосредственного соприкосновения с окружающей средой путем покрытия масляной краской, лаком, эмалью или, наконец,, тонким слоем другого металла. Особенный интерес с теоретической точки зрения представляет покрытие одного металла другим. Посмотрим, к каким результатам оно приводит.

Так как коррозия всегда возникает на поверхности металла, то до тех пор, пока слой защищающего металла является сплошным, изделие ведет себя так, как если бы оно целиком состояло из защищающего металла. Но если в защитном слое появляются царапины, трещины и т. п., обнажающие поверхность защищаемого металла, то в этих местах сейчас же создаются условия, благоприятствующие коррозии. Однако процесс коррозии будет протекать совершенно различно в зависимости от относительного положения обоих металлов в ряду напряжений.

Разберем сперва случай так называемого катодного покрытия, когда защищающий металл стоит в ряду напряжений правее защищаемого. Типичным примером может служить коррозиялуженого, т.е. покрытого оловом, железа (белая жесть).

Олово само по себе очень устойчиво и хорошо защищает металл, пока слой его на железе является сплошным. При нарушении целостности защитного слоя и соприкосновении обнаженного места с влагой образуется гальваническая пара, в которой положительным электродом (катодом) служит олово , а отрицательным (анодом) —железо. Поток электронов направляется от обнаженной поверхности железа к олову и здесь разряжает ионы водорода, а железо подвергается разрушению, посылая все новые и новые ионы в раствор (рис. 132, а). Таким образом, в месте повреждения луженое железо ржавеет гораздо быстрее, чем нелуженое.

Рис. 132. Схема коррозии: а — луженого к б — оцинкованного железа

Совершенно иначе протекает коррозия, если защищающий металл стоит в ряду напряжений левее защищаемого, как, например, при покрытии железа цинком (анодное покрытие). В этом случае при повреждении защитного слоя тоже получается гальваническая пара, но теперь железо служит катодом, а анодом — цинк, и электроны переходят от цинка к железу; поэтому цинк разрушается, а железо остается защищенным (рис. 132, б). Защита действует до тех пор, пока не будет разрушен весь слой цинка, на что потребуется довольно много времени.

Из сказанного ясно, что для защиты от коррозии целесообразнее покрывать поверхность металла слоем более активного металла, чем слоем менее активного. Однако другие соображения нередко заставляют применять также покрытия из менее активных металлов.

На практике чаще всего приходится принимать меры к защите железа, как металла, особенно подверженного коррозии. Кроме цинка, из более активных металлов для этой цели иногда применяют кадмий, действующий подобно цинку. Из менее активных металлов для покрытия железа чаще всего применяют олово, медь и никель.

Покрытые никелем железные изделия имеют красивый вид, чем объясняется широкое распространение никелирования.

При повреждении слоя никеля коррозия происходит менее-интенсивно, чем при повреждении слоя меди (или олова), так как разность потенциалов для пары никель — железо гораздо меньше, чем для пары медь — железо.

Из других способов борьбы с коррозией упомянем еще о способе, протекторов, заключающемся в том, что защищаемый металлический объект приводится в контакт с большой поверхностью более активного металла. Так, в паровые котлы вводят листы цинка, находящиеся в контакте со стенками котла и образующие с ними гальванический элемент.

199 200 201

Вы читаете, статья на тему Коррозия металлов

Коррозия металлов. Все виды особенности и факты

Коррозия — разрушительный процесс, который пагубно влияет на металлические конструкции. Процесс может иметь как химические, так и химико-физические причины. Чаще всего причиной возникновения таких проблем является неустойчивость материала к воздействию внешних факторов, чаще всего термодинамического характера.

Чаще всего ржавчина прогрессирует исключительно в верхних слоях материала, но иногда проникает и вглубь.

Виды коррозийных процессов

Коррозия металлов имеет большое количество разновидностей. Но в основном все виды подразделяются на два основных типа:

  1. Коррозия общего характера. Она называется равномерной, а встречается чаще всего. Причиной возникновения такой коррозии считаются химические и электрохимические реакции. Такая разновидность коррозии приводит к отрицательному воздействию на всю поверхность материала и металлической конструкции. При этом процесс может быть равномерным или неравномерным. При неравномерном распределении ржавчины, она на одном участке разъедает материала быстрее и сильнее, чем на соседнем.
  2. Местный вид коррозии. Возникает на одном участке, где и развивается.
  3. Местная пятнами. Возникает на отдельных участках материала.
  4. Язвенная, ее еще называют питтинг.
  5. Межкристаллитная — такая коррозия возникает на пограничных областях металлического кристалла. Чаще вспыхивает в тех материалах, которые содержат в составе никель и алюминий. Металл в кратчайшие сроки остается без первоначальных показателей прочности и эластичности.
  6. Растрескивающая.
  7. Подповерхностная.
  8. Коррозия под током — возникает под воздействием блуждающего или постоянного тока.
  9. Коррозийная кавитация — вариант разрушений, когда помимо ржавчины на металл воздействует и ударная сила.
  10. Фреттинг-коррозия — одновременное воздействие ржавчины и вибрации, которые совместно приводят к разрушению металлических конструкций. варианты.

Есть еще различия и по механизму воздействия.

См.также: Самые дорогие металлы в мире

Химический вариант разрушения

Это разновидность процесса, при котором рушатся связи металлические, а между атомами веществ материала и окислителей возникает химическая взаимодействие. В такой ситуации не образуется электрический ток между различными областями материала. В свою очередь такой вид разрушения подразделяется еще на два типа:

  1. Газовый вариант. Получается при воздействии агрессивных азов, а также паров в сочетании с высокими показателями температуры. Если материал относится к активным, то воздействие таких сред может привести к окончательному разрушению материала по всей поверхности. К таким средам относятся: сероводород, диоксид серы, пары воды, кислород. Такой вид разрушительного процесса чаще всего заметен в промышленности и на химическом производстве.
  2. Жидкостный вариант ржавчины. Случается в неэлектролитических веществах. Если имеется даже небольшое содержание жидкости, то процесс становится электрохимическим.

Важно, что при химической разновидности коррозии металл разрушается со скоростью протекания химической реакции.

См.также: Обработка металла давлением

Электрохимическая ржавчина

Этот вариант разрушительных процессов возникает в среде электролитов. Процесс сочетается с возникновением тока. В итоге из решетки вещества убирается атом и одновременно протекают два процесса:

  1. Анодный — вещество материала в качестве ионов входит в раствор.
  2. Катодный — те вещества, которые получаются в предыдущем процессе, связываются при помощи деполяризатора.

Собственно отвод электродов так и называется — деполяризация, а непосредственно вещества, которые способствуют данному процессу именуются деполяризаторами.

Наиболее часто возможно встретить вариант разрушения с водородной и кислородной деполяризацией.

Разновидность металлов по отношению к коррозии электрохимического вида

Все металлы по отношению к такому виду ржавчины делятся на 4 подтипа:

  1. Активные вещества или материалы с высокими параметрами термодинамической нестабильности. Это все щелочные виды металлов. Они подвержены влиянию коррозии даже в абсолютно нейтральных средах, где нет кислорода и других окислительных веществ.
  2. Средние материалы по уровню активности — в таблице Менделеева расположены между кадмием и водородом. Это материалы отличающиеся термодинамической нестабильностью в агрессивных кислых средах.
  3. Материалы с низкими параметрами активности или вещества с промежуточными параметрами стабильности по термодинамике. Противостоят коррозии в кислых и нейтральных атмосферах, при отсутствии кислорода.
  4. Благородные разновидности веществ. Это материалы с высокой стабильностью. Они поддаются коррозии только в кислых средах и в присутствии сильнейших окислителей.

Такие типы ржавчины могут разделяться по видам агрессивных сред, в которой она протекает:

  1. Процесс в электролитных веществах — процесс протекает в жидких кислых, щелочных средах, а также в простой воде.
  2. Атмосферный вид — любой газовый вариант с наличием влажности. Это очень распространенный вариант электрохимического разрушения металла. Главное, чтобы в данной среде была влажность. Только при таких условиях есть возможность протекания необходимых реакций.

При электрохимической вариации процесса одна часть металла служит анодом, а другая — катодом. Последним становятся те участки металла, куда больше поступает кислорода.

В зависимости от воздействующих сред есть и другие разновидности коррозий:

  1. Почвенная — протекает с разной степенью интенсивности. Все зависит от агрессивности почвы. В таких условиях происходит подземные разрушительные процессы на трубах и прочих подземных конструкциях.
  2. Аэрационная — причиной служит неравномерный приток воздуха к разным участкам материала.
  3. Морская — процесс проходит строго в соленой воде.
  4. Биокоррозия — результат жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов. Они выделяют газы, которые и приводят к возникновению разрушительных процессов.
  5. Электрокоррозия — является результатом воздействия блуждающего тока.

Кроме того основные виды коррозии могут различаться в зависимости от типа металла, на которых они возникают.

Разрушительные процессы на меди

Медь считается достаточно стабильным металлом. Ее стабильность замечена в следующих средах:

  1. Атмосфера.
  2. Морская и пресная вода.
  3. Галогеновые среды со специальными условиями.
  4. В кислотах-неокислителях.

При этом медные конструкции отличаются нестабильностью в следующих условиях:

  1. При контакте с соединениями серы, а также с самой серой в чистом виде.
  2. При погружении в растворы солей-окислителей.
  3. В агрессивной воде.

Также часто встречается и атмосферная коррозия меди.

Ржавление железа

Еще один популярный элемент, который часто подвергается действию ржавчины — железо. Чаще всего железо подвергается разрушительным процессам в результате контакта с воздухом или кислотным раствором.

Способы защиты от коррозии металлов

Используется несколько основных методов по защите металлических конструкций от разрушительного воздействия коррозии. При использовании защиты в основном делается упор на то, что ржавчина без внешних повреждений не может проникнуть к металлу.

При этом важно, что защитные покрытия выполняют не только предохраняющую функцию, но и придают металлическим конструкциям симпатичный внешний вид.

Прежде всего, это покрытия, которые разделяются на три типа, по материалам нанесения:

  1. Металлические.
  2. Неметаллические.
  3. Химические.

Каждый из них имеет свои особенности и преимущества.

Металлические покрытия. Это способ, при котором на металлическую конструкцию наносят тонким слоем другой вид металла, который более стабилен к разрушительному действию коррозии при аналогичных условиях.

Покрытие может называться анодным или катодным в зависимости от того более активный или менее активный металл сверху.

Неметаллические покрытия. Они подразделяются на органические и неорганические. Чаще всего используется высокополимерный пластик, стекло и керамика. Из органических известны и популярны лаки, битум, краски, а также резина.

Химические покрытия. Это вариант, при котором на поверхности металлической конструкции при помощи химической обработки, наносится пленка, устойчивая к воздействию коррозии. Таких пленок может быть несколько разновидностей:

  1. Оксидирование — нанесение оксидных пленок.
  2. Фосфатирование — получение пленки фосфатов.
  3. Азотирование — пленка из активного азота.
  4. Воронение стали.
  5. Цементация — соединение с углеродом.

Также в качестве защиты используется изменение состава коррозийной среды. Еще один вариант защиты — ввести в металл технические соединения, которые повышают стойкость материала к разрушительным действиям коррозии.

Протекторный вид — вариант электрохимической защиты, при которой к конструкции присоединяются пластины с более активным металлом. При этом протектор — материал с отрицательными параметрами потенциала, а защищаемый материал — катод.

Заключение 

Процесс коррозийной порчи материала разнообразный и многосторонний. Нюансы зависят от среды, от вида и активности металла, а также от дополнительных факторов влияния. Поэтому существует много способов защиты металлических конструкций от разрушительного влияния ржавчины и агрессивных сред.

Чаще всего применяются защитные пленки, как металлические, так и неметаллические. В отдельных случаях металл специально подвергают химической обработке. Наиболее стабильны по отношению к коррозии считаются благородные металлы, в том числе золото и платина.

20.8: Коррозия — Chemistry LibreTexts

Цели обучения

  • Чтобы понять процесс коррозии.

Коррозия — это гальванический процесс, при котором металлы разрушаются в результате окисления — обычно, но не всегда до их оксидов. Например, на воздухе железная ржавчина, потускнение серебра, а также медь и латунь приобретают голубовато-зеленую поверхность, называемую патиной. Из различных металлов, подверженных коррозии, железо является наиболее важным в коммерческом отношении.По оценкам, только в Соединенных Штатах ежегодно тратится 100 миллиардов долларов на замену железосодержащих объектов, разрушенных коррозией. Следовательно, разработка методов защиты металлических поверхностей от коррозии является очень активной областью промышленных исследований. В этом разделе мы описываем некоторые химические и электрохимические процессы, вызывающие коррозию. Мы также исследуем химическую основу некоторых распространенных методов предотвращения коррозии и обработки корродированных металлов.

Коррозия — это РЕДОКС-процесс.

В условиях окружающей среды окисление большинства металлов является термодинамически спонтанным, за исключением золота и платины. Поэтому на самом деле несколько удивительно, что какие-либо металлы вообще полезны во влажной, богатой кислородом атмосфере Земли. Однако некоторые металлы устойчивы к коррозии по кинетическим причинам. Например, алюминий в банках для безалкогольных напитков и в самолетах защищен тонким слоем оксида металла, который образуется на поверхности металла и действует как непроницаемый барьер, предотвращающий дальнейшее разрушение.Алюминиевые банки также имеют тонкий пластиковый слой для предотвращения реакции оксида с кислотой в безалкогольном напитке. Хром, магний и никель также образуют защитные оксидные пленки. Нержавеющие стали отличаются высокой устойчивостью к коррозии, поскольку они обычно содержат значительную долю хрома, никеля или того и другого.

В отличие от этих металлов, когда железо корродирует, оно образует красно-коричневый гидратированный оксид металла (Fe 2 O 3 x H 2 O), широко известный как ржавчина, который не обеспечивает плотная защитная пленка (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).Вместо этого ржавчина постоянно отслаивается, обнажая свежую металлическую поверхность, уязвимую для реакции с кислородом и водой. Поскольку для образования ржавчины требуются кислород и вода, железный гвоздь, погруженный в деоксигенированную воду, не ржавеет даже в течение нескольких недель. Точно так же гвоздь, погруженный в органический растворитель, такой как керосин или минеральное масло, насыщенное кислородом, не будет ржаветь из-за отсутствия воды.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ржавчина, результат коррозии металлического железа.Железо окисляется до Fe 2 + (водн.) На анодном участке на поверхности железа, который часто является примесью или дефектом решетки. Кислород восстанавливается до воды в другом месте на поверхности железа, которое действует как катод. Электроны передаются от анода к катоду через электропроводящий металл. Вода является растворителем для Fe 2 + , который образуется изначально и действует как солевой мостик. Ржавчина (Fe 2 O 3 • xH 2 O) образуется в результате последующего окисления Fe 2 + кислородом воздуха.+ _ {(aq)} \ label {Eq4} \]

Знак и величина E ° для процесса коррозии (Уравнение \ (\ ref {Eq3} \)) указывают на то, что существует сильная движущая сила для окисления железа O 2 при стандартных условиях (1 MH + ). В нейтральных условиях движущая сила несколько меньше, но все же заметна (E = 1,25 В при pH 7,0). Обычно реакция атмосферного CO 2 с водой с образованием H + и HCO 3 обеспечивает достаточно низкий pH для увеличения скорости реакции, как и кислотный дождь.Производители автомобилей тратят много времени и денег на разработку красок, которые плотно прилегают к металлической поверхности автомобиля и предотвращают контакт насыщенной кислородом воды, кислоты и соли с основным металлом. К сожалению, даже самая лучшая краска подвержена царапинам или вмятинам, а электрохимическая природа процесса коррозии означает, что две относительно удаленные друг от друга царапины могут работать вместе как анод и катод, что приводит к внезапному механическому отказу (Рисунок \ (\ PageIndex { 2} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \) Небольшие царапины на защитном лакокрасочном покрытии могут привести к быстрой коррозии железа. Отверстия в защитном покрытии позволяют восстанавливать кислород на поверхности при большем контакте с воздухом (катод), в то время как металлическое железо окисляется до Fe 2 + (водн.) На менее незащищенном участке (анод). Ржавчина образуется, когда Fe 2 + (водный) диффундирует в место, где он может реагировать с атмосферным кислородом, который часто находится далеко от анода.Электрохимическое взаимодействие между катодным и анодным участками может вызвать образование большой ямы под окрашенной поверхностью, что в конечном итоге приведет к внезапному отказу с небольшим видимым предупреждением о том, что произошла коррозия.

Профилактическая защита

Одним из наиболее распространенных методов предотвращения коррозии железа является нанесение защитного покрытия из другого металла, который труднее окислить. Например, смесители и некоторые внешние детали автомобилей часто покрываются тонким слоем хрома с помощью электролитического процесса.Однако с увеличением использования полимерных материалов в автомобилях использование хромированной стали в последние годы сократилось. Точно так же «жестяные банки», в которых хранятся супы и другие продукты, на самом деле сделаны из стали, покрытой тонким слоем олова. Ни хром, ни олово по своей природе не устойчивы к коррозии, но оба образуют защитные оксидные покрытия.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Гальваническая коррозия. Если железо контактирует с более стойким к коррозии металлом, таким как олово, медь или свинец, другой металл может действовать как большой катод, что значительно увеличивает скорость восстановления кислорода.Поскольку восстановление кислорода связано с окислением железа, это может привести к резкому увеличению скорости окисления железа на аноде. Гальваническая коррозия может возникнуть, когда два разнородных металла соединены напрямую, позволяя электронам переноситься от одного к другому.

Как и в случае с защитной краской, царапины на защитном металлическом покрытии вызовут коррозию. Однако в этом случае присутствие второго металла может фактически увеличить скорость коррозии.Значения стандартных электродных потенциалов для Sn 2 + (E ° = -0,14 В) и Fe 2 + (E ° = -0,45 В) в таблице P2 показывают, что Fe окисляется легче, чем Sn. В результате более коррозионно-стойкий металл (в данном случае олово) ускоряет коррозию железа, действуя как катод и обеспечивая большую площадь поверхности для восстановления кислорода (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)) . Этот процесс наблюдается в некоторых старых домах, где медные и железные трубы были напрямую соединены друг с другом.Менее легко окисляемая медь действует как катод, заставляя железо быстро растворяться вблизи соединения и иногда приводя к катастрофическому отказу водопровода.

Катодная защита

Один из способов избежать этих проблем — использовать более легко окисляемый металл для защиты железа от коррозии. В этом подходе, называемом катодной защитой, более химически активный металл, такой как Zn (E ° = -0,76 В для Zn 2 + + 2e → Zn), становится анодом, а железо становится катодом.{2 +} _ {(aq)} + 2H_2O _ {(l)} \ label {Eq7} \]

Более химически активный металл вступает в реакцию с кислородом и в конечном итоге растворяется, «жертвуя собой» ради защиты железного объекта. Катодная защита — это принцип, лежащий в основе оцинкованной стали, которая представляет собой сталь, защищенную тонким слоем цинка. Оцинкованная сталь используется в различных предметах, от гвоздей до мусорных баков.

Кристаллическая поверхность горячеоцинкованной стальной поверхности.

В аналогичной стратегии расходуемых электродов , использующих, например, магний, используются для защиты подземных резервуаров или труб (Рисунок \ (\ PageIndex {4} \)).Замена расходуемых электродов более рентабельна, чем замена железных предметов, которые они защищают.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Использование жертвенного электрода для защиты от коррозии. Подключение магниевого стержня к подземному стальному трубопроводу защищает трубопровод от коррозии. Поскольку магний (E ° = -2,37 В) окисляется намного легче, чем железо (E ° = -0,45 В), стержень из магния действует как анод в гальваническом элементе. Поэтому трубопровод вынужден действовать как катод, на котором восстанавливается кислород.Грунт между анодом и катодом действует как солевой мостик, замыкающий электрическую цепь и поддерживающий электрическую нейтральность. Когда Mg (s) окисляется до Mg 2 + на аноде, анионы в почве, такие как нитрат, диффундируют к аноду, чтобы нейтрализовать положительный заряд. Одновременно катионы в почве, такие как H + или NH 4 + , диффундируют по направлению к катоду, где они пополняют запасы протонов, которые потребляются при восстановлении кислорода.Аналогичная стратегия использует много миль несколько менее реактивной цинковой проволоки для защиты нефтепровода на Аляске.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Предположим, что старый деревянный парусник, скрепленный железными винтами, имеет бронзовый гребной винт (напомним, что бронза — это сплав меди, содержащий около 7-10% олова).

  1. Если лодка погрузится в морскую воду, какая реакция коррозии произойдет? Что такое E ° Cell ?
  2. Как можно предотвратить возникновение этой коррозии?

Дано: идентичность металлов

Запрошено: реакция коррозии, E ° ячейка и профилактические меры

Стратегия:

  1. Запишите реакции, которые происходят на аноде и катоде.Из них запишите общую реакцию клетки и вычислите E ° , ячейку .
  2. Предложите возможные профилактические меры на основании относительной окислительно-восстановительной активности различных веществ.

Решение:

  1. A Согласно таблице P2, и медь, и олово являются менее активными металлами, чем железо (т. Е. Имеют более высокие положительные значения E °, чем железо). Таким образом, если олово или медь вступят в электрический контакт морской водой с железом в присутствии кислорода, произойдет коррозия.\ circ _ {\ textrm {total}} = \ textrm {1,68 V}
    \ end {align} \)

    Со временем железные винты растворятся, и лодка развалится.

    1. B Возможные способы предотвращения коррозии в порядке уменьшения стоимости и неудобств: разборка лодки и ее восстановление с помощью бронзовых винтов; вынуть лодку из воды и хранить в сухом месте; или прикрепление недорогого металлического цинка к валу гребного винта в качестве расходуемого электрода и его замену один или два раза в год.Поскольку цинк является более активным металлом, чем железо, он будет действовать как расходуемый анод в электрохимической ячейке и растворяться (уравнение \ (\ ref {Eq7} \)).

    Цинковый расходный анод (закругленный объект, привинченный к нижней стороне корпуса), используемый для предотвращения коррозии винта в лодке за счет катодной защиты. Изображение предоставлено Реми Каупп и использовано с разрешения.

    Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

    Предположим, водопроводные трубы, ведущие в ваш дом, сделаны из свинца, а остальная сантехника в вашем доме — из железа.Чтобы исключить возможность отравления свинцом, вы вызываете сантехника для замены свинцовых труб. Он называет вам очень низкую цену, если он сможет использовать имеющиеся у него запасы медных труб для выполнения этой работы.

    1. Вы принимаете его предложение?
    2. Чем еще должен заниматься сантехник у вас дома?

    Ответ

    1. Нет, если вы не планируете в ближайшее время продать дом, потому что соединения труб Cu / Fe приведут к быстрой коррозии.
    2. Любые существующие соединения Pb / Fe должны быть тщательно осмотрены на предмет коррозии железных труб из-за соединения Pb-Fe; менее активный Pb будет служить катодом для восстановления O 2 , способствуя окислению более активного Fe поблизости.

    Сводка

    Коррозия — это гальванический процесс, который можно предотвратить с помощью катодной защиты. Разрушение металлов в результате окисления — это гальванический процесс, называемый коррозией. Защитные покрытия состоят из второго металла, который окисляется труднее, чем защищаемый металл. В качестве альтернативы, на металлическую поверхность можно нанести более легко окисляемый металл, тем самым обеспечивая катодную защиту поверхности. Тонкий слой цинка защищает оцинкованную сталь.Жертвенные электроды также могут быть прикреплены к объекту для его защиты.

    Что такое коррозия?

    Консервационная инфраструктура

    Способность электрохимических процессов расщеплять соединения на элементы или создавать новые соединения может быть как разрушительной, так и продуктивной. Коррозия — это очень распространенный результат электрохимических реакций между материалами и веществами в окружающей их среде.

    Коррозия — одно из самых разрушительных и дорогостоящих природных явлений, наблюдаемых сегодня.

    Что такое коррозия?

    Коррозия — опасная и очень дорогостоящая проблема. Из-за этого могут рушиться здания и мосты, ломаться нефтепроводы, протекать химические заводы и затопляться ванные комнаты. Корродированные электрические контакты могут вызвать возгорание и другие проблемы, корродированные медицинские имплантаты могут привести к заражению крови, а загрязнение воздуха вызвало коррозию произведений искусства по всему миру. Коррозия угрожает безопасному удалению радиоактивных отходов, которые должны храниться в контейнерах десятки тысяч лет.

    Наиболее распространенные виды коррозии возникают в результате электрохимических реакций. Общая коррозия возникает, когда большинство или все атомы на одной и той же металлической поверхности окисляются, повреждая всю поверхность. Большинство металлов легко окисляются: они склонны терять электроны из-за кислорода (и других веществ) в воздухе или в воде. Когда кислород восстанавливается (приобретает электроны), он образует оксид с металлом.

    Когда происходит восстановление и окисление различных металлов, контактирующих друг с другом, этот процесс называется гальванической коррозией.При электролитической коррозии, которая чаще всего возникает в электронном оборудовании, вода или другая влага попадает между двумя электрическими контактами, между которыми прикладывается электрическое напряжение. Результат — непредусмотренная электролитическая ячейка.

    Возьмите металлическую конструкцию, такую ​​как Статуя Свободы. Выглядит прочно и прочно. Однако, как почти все металлические предметы, он может стать нестабильным, поскольку вступает в реакцию с веществами в окружающей среде и портится. Иногда эта коррозия безвредна или даже полезна: зеленоватая патина, покрывающая медную кожу статуи, защищает металл под ней от погодных повреждений.Однако внутри статуи коррозия за эти годы нанесла серьезный ущерб. Его железный каркас и медная кожа действовали как электроды огромного гальванического элемента, так что почти половина каркаса заржавела к 1986 году, к столетнему юбилею статуи.

    Естественная защита

    Некоторые металлы приобретают естественную пассивность или устойчивость к коррозии. Это происходит, когда металл вступает в реакцию с кислородом воздуха или разъедает его. В результате образуется тонкая оксидная пленка, которая блокирует склонность металла к дальнейшей реакции.Примерами этого являются патина, образующаяся на меди, и выветривание некоторых скульптурных материалов. Защита не работает, если тонкая пленка повреждена или разрушена структурным напряжением — например, мостом — или царапинами или царапинами. В таких случаях материал может повторно пассивироваться, но если это невозможно, корродируют только части объекта. Тогда ущерб часто еще больше, потому что он сосредоточен в этих местах.

    Вредную коррозию можно предотвратить множеством способов. Электрические токи могут образовывать пассивные пленки на металлах, которые обычно не имеют их.Некоторые металлы более стабильны в определенных средах, чем другие, и ученые изобрели сплавы, такие как нержавеющая сталь, для улучшения характеристик в определенных условиях. Некоторые металлы можно обрабатывать лазером, чтобы придать им некристаллическую структуру, устойчивую к коррозии. При гальванике железо или сталь покрывают более активным цинком; это образует гальванический элемент, в котором коррозирует цинк, а не железо. Другие металлы защищены гальваническим покрытием инертным или пассивирующим металлом.Неметаллические покрытия — пластмассы, краски и масла — также могут предотвратить коррозию.

    Учебное пособие по химии коррозии

    Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом сайте.
    Без рекламы = для нас нет денег = для вас нет бесплатных вещей!

    Пример коррозии: ржавчина железа

    Если вы внимательно посмотрите на кусок железа, который начинает ржаветь, вы можете заметить две вещи:

    • Кое-где есть чешуйки красной ржавчины.
    • В других местах есть небольшие ямки или ямы.

    Это связано с тем, что место, где вы видите красную ржавчину, не является местом первоначального окисления железа.

    Чтобы ржавчина образовалась на железе, железо должно содержать примеси, то есть место, куда могут перемещаться электроны, высвобождающиеся в результате окисления железа.

    Чтобы замкнуть электрическую цепь, ионы должны иметь возможность проходить через электролит, и это обеспечивается влагой, водой в воздухе, окружающем железо, в котором ионы могут растворяться и перемещаться к месту образования ржавчины.

    Процесс образования ржавчины на железе показан на диаграмме ниже:

    Fe (s) окисляется до Fe 2+ , и на поверхности железа образуется ямка.

    Fe (с) → Fe 2+ (водн.) + 2e

    В месте появления примеси кислород восстанавливается до гидроксид-ионов.

    O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e → 4OH (водн.)

    Электроны текут через железный стержень от ямы к примеси.

    Ионы проходят через водный электролит к месту ржавления.

    В месте ржавления образуется гидроксид железа (II), Fe (OH) 2 (s) , который легко подвергается окислению с образованием гидратированного оксида железа (III), Fe 2 O 3 .H 2 O (s) , (ржавчина).

    Уравнения, представляющие реакции на аноде, катоде и в месте образования ржавчины, показаны ниже:

    Анод
    (окисление)
    питтинг
    проявление
    Fe (т) Fe 2+ (водн.) + 2e
    Катод
    (редукционный)
    участок
    примеси
    O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e 4OH (водн.)

    Ячейка
    Реакции
    участок
    ржавчина
    Fe 2+ (водн.) + 2OH (водн.) Fe (OH) 2 (т)
    РЕДОКС
    Реакция
    4Fe (OH) 2 (т) + O 2 (г) 2Fe 2 O 3 .H 2 O (с) + 2H 2 O (л)

    Что такое коррозия и как ее предотвратить? — Marine Coatings

    Что такое коррозия?

    Коррозия — это естественный процесс движения материалов, обычно металлов, к их самому низкому энергетическому состоянию, что приводит к спонтанной реакции между материалом и окружающей средой, что приводит к его разрушению.Слово происходит от латинского « corrodere» , что переводится как «грызть на куски».

    Для морских применений низкоуглеродистая сталь остается металлом номер один в конструкционных целях благодаря своей относительно низкой стоимости, механической прочности и простоте изготовления. Его главный недостаток состоит в том, что он легко корродирует в морской воде и, если он не имеет надлежащей защиты, быстро теряет прочность, что может привести к разрушению конструкции. На приведенной ниже диаграмме показан цикл коррозии. От добычи оксида железа и производства стали до коррозии.

    Изображение: ResearchGate

    Ремонт покрытий на море может стоить до 100 раз дороже первоначального покрытия, и, по оценке NACE International, общая стоимость морской коррозии во всем мире составляет от 50 до 80 миллиардов долларов в год. Источник: Морская промышленность. 2018. Морская промышленность. [ONLINE] Доступно по адресу: https://www.nace.org/Corrosion-Central/Industries/Maritime-Industry/ .

    При правильном планировании судовладельцы могут гарантировать, что их суда работают с максимальной производительностью и поддерживают экономическую эффективность, сохраняя при этом состояние своих активов. Если плохая подготовка поверхности является причиной порчи, единственное решение — удалить краску и начать заново. Важно сделать все правильно с первого раза.

    Два типа коррозии, особенно актуальных для морской промышленности, — это точечная коррозия и бактериальная коррозия.

    Как предотвратить коррозию

    Предотвращение коррозии требует устранения или подавления с использованием двух основных методов: катодной защиты и покрытия .Обычно системы катодной защиты используются вместе с системами покрытий.

    Катодная защита

    Целью катодной защиты является подавление происходящей электрохимической реакции. В нормальных коррозионных условиях ток от анода приводит к потере металла на анодном участке, что приводит к защите металла на катодном участке.

    Защита может быть обеспечена путем создания структуры, которую вы хотите защитить катодной, двумя способами:

    1. Расходные аноды:

    Когда два разнородных металла погружаются в морскую воду, металл с наименьшим электрическим потенциалом подвергается наибольшей коррозии.Например, скорость коррозии мягкой стали можно контролировать, соединив ее с цинком, поскольку она затем станет анодом и подвергнется коррозии. В этом примере цинковый анод упоминается как расходуемый анод , потому что он медленно расходуется (корродирует) во время процесса защиты.

    Еще одно применение цинка в качестве расходуемого анода — это покрытие стали цинком; либо в виде гальванизации или металлизации, либо в виде краски с высоким содержанием активного цинка.

    1. Системы постоянного тока:

    Корпус судна можно сделать катодным с помощью источника постоянного тока.Наложенный ток подается в противоположном направлении, чтобы нейтрализовать ток коррозии и преобразовать коррозирующий металл с анода на катод. В этом примере отрицательная клемма постоянного тока подключена к защищаемому трубопроводу. Анод удерживается внутри для увеличения электрического контакта с окружающей средой.

    Изображение: Основные принципы катодной защиты

    Покрытия

    Эффективность покрытий, предотвращающих коррозию, зависит от многих факторов, например от типа покрытия, конечного использования покрытия и условий эксплуатации резервуара.

    Низкая проницаемость и хорошая «влажная адгезия», т.е. адгезия при погружении, широко считаются наиболее важными аспектами контроля коррозии с помощью покрытий.

    Для максимальной адгезии покрытий стальные поверхности перед покраской должны быть чистыми, сухими и свободными от масла, ржавчины, солей и других загрязнений.

    Сильно сшитые химически отверждаемые системы, вероятно, будут иметь относительно низкие характеристики проницаемости, и на них может повлиять толщина пленки. Как правило, более толстые пленки задерживают прохождение кислорода и воды к поверхности стали.Таким образом, высокая толщина пленки (> 400 мкм dft) может обеспечить высокую степень защиты от коррозии, которая лучше всего достигается в многослойных системах, а не в одном слое.

    Покрытия в эксплуатации могут подвергаться механическим повреждениям. Следовательно, поддержание защиты от коррозии может быть наилучшим образом достигнуто с помощью покрытий, которые обеспечивают как сопротивление истиранию, так и защиту от коррозии. Рекомендуется, чтобы покрытия обладали хорошей стойкостью к «подрезанию», то есть стойкостью к ползучести под пленочной коррозии на поврежденных участках.

    Другие механизмы, используемые для предотвращения коррозии в непогруженных, надводных областях, включают:

    • Использование антикоррозионных пигментов, например фосфата цинка. Этот пигмент малорастворим и может образовывать молекулярный слой, препятствующий коррозии, на поверхности стали.
    • Использование металлического цинка в качестве жертвенного пигмента, по сути, разработка системы катодной защиты «на месте».

    Наш успех в защите от коррозии:

    Многим клиентам AkzoNobel удалось предотвратить коррозию с помощью Intershield 300.Подробнее:

    Свяжитесь с нами

    Свяжитесь с нами , если вам нужна дополнительная информация о том, как предотвратить коррозию, или свяжитесь с вашим торговым представителем.

    1 Коррозия — ее влияние и контроль | Возможности исследований в области науки и техники коррозии

    Системы ядерных реакторов

    Коммерческие и военные ядерные реакторы испытали широкий спектр проблем с коррозией за последние 55 лет, и — начиная с 1960-х годов — исследования коррозии нашли хорошее применение для смягчения и решения этих проблем.Все действующие заводы в США используют обычную легкую воду с небольшим количеством примесей, но, тем не менее, они удивительно подвержены коррозии.

    В системах реакторов с кипящей водой преобладающей проблемой было межкристаллитное коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) в аустенитной нержавеющей стали 304, сенсибилизированной сваркой, что приводило к серьезным простоям оборудования. Эту ситуацию изменило понимание того, что растрескивание можно контролировать, изменяя химический состав воды и состояние увлажненных поверхностей установки.

    Во-первых, было снижено содержание примесей в воде; затем вводили водород в нежелательно высоких концентрациях, чтобы снизить коррозионный потенциал стали. Затем, в классическом применении науки о коррозии, было показано, что влажное осаждение благородных металлов на поверхности растений может обеспечить аналогичный уровень защиты с гораздо более низким содержанием водорода. Все эти практические меры по смягчению последствий были поддержаны обширными научными исследованиями в области коррозии, включая разработку датчиков на месте для мониторинга содержания водорода, электродного потенциала и скорости роста трещин.

    В реакторах с водой под давлением проблемы коррозии были связаны в основном с парогенераторами, где сплав 600 на основе никеля первоначально использовался для труб, которые отделяли воду теплоносителя первого контура от воды, которая кипятится для привода турбин. Это оказалось неудачным выбором, потому что материал был подвержен SCC с обеих сторон. Однако меры по исправлению положения — включая термическую обработку материала труб, замену трубок новым сплавом и уменьшение отложений шлама, возникающего из-за примесей в питающей воде, — продлили срок службы парогенераторов.

    В процессе этого смягчения последствий были проведены превосходные исследования в поддержку критических вопросов в металлургии, химической инженерии, коррозии и даже геохимии. Теперь отрасль находится в таком положении, что она может — с достаточной уверенностью — прогнозировать чрезвычайно долгий срок службы своих новых станций, а также превышать целевые показатели по продлению срока службы отремонтированных станций.

    Оба типа ядерных установок столкнулись с проблемами SCC из-за нейтронно-облученного материала в активной зоне, и некоторые из самых амбициозных исследований коррозии за последние два десятилетия имели дело с полученным сочетанием изменения свойств материала, микроструктуры и поведения SCC с использованием достижений в моделировании и характеристике.В результате экспериментов и фундаментальных исследований срок службы материала можно предсказать более точно, и существуют рекомендации для новых сплавов с повышенной устойчивостью к этой специальной форме SCC. Конечная цель — количественное прогнозирование срока службы после того, как будут полностью поняты механизмы коррозии и деградации.

    Различные типы коррозии: точечная коррозия

    Что такое питтинговая коррозия?
    Точечная коррозия — это локализованная
    коррозия металлической поверхности, ограниченной
    точка или небольшой участок, имеющий форму полостей.Питтинговая коррозия является одним из
    наиболее разрушительные формы коррозии. Питтинг-фактор — это отношение
    глубина самого глубокого
    ямы в результате коррозии, разделенные на среднее значение
    проникновение, рассчитанное на основе потери веса. Продолжение
    На фото показана точечная коррозия дуплексной нержавеющей стали SAF2304 после воздействия
    3,5% раствор NaCl.

    Какие материалы восприимчивы
    питтинговой коррозии?
    Питтинг
    коррозия
    обычно встречается на пассивных металлах и сплавах, таких как алюминиевые сплавы,
    нержавеющие стали и нержавеющие сплавы, когда ультратонкие пассивные
    пленка (оксидная пленка) химически
    или механически повреждены и повторно не пассивируются.Результирующий
    ямы могут становиться широкими и мелкими или узкими и глубокими, что может быстро
    перфорировать толщину стенки металла.

    ASTM-G46 имеет стандартную визуальную диаграмму для
    рейтинг питтинга
    коррозия.

    Форма
    точечная коррозия может быть идентифицирована только
    с помощью металлографии, где образец с ямками имеет поперечное сечение и форму ямки,
    размер ямы и глубина проникновения ямы могут быть определены.

    Что вызывает точечную коррозию?
    У бездефектного «идеального» материала питтинговая коррозия вызывается
    ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА (химия), которая может содержать агрессивные химические вещества
    например хлорид. Хлорид особенно опасен для пассивной пленки.
    (оксид) так
    точечная коррозия может начаться при разрыве оксида.

    В окружающей среде также может быть установлена ​​дифференциальная аэрация.
    ячейка (например, капля воды на поверхности стали) и точечная коррозия
    может инициироваться на анодном участке (центре капли воды).

    Для однородной среды
    точечная коррозия вызвана
    МАТЕРИАЛ, который может содержать включения (MnS является основным виновником
    инициирование точечной коррозии сталей) или дефектов. В большинстве случаев оба
    окружающая среда и материал способствуют зарождению ямы.

    Какие факторы
    влияние точечной коррозии?

    ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА (химия) и МАТЕРИАЛ
    (металлургия) факторы определяют возможность репассивации существующего карьера
    или не.Достаточная аэрация (подача кислорода к месту реакции) может
    усилить образование оксида на
    участок питтинга и, таким образом, репассивация или
    залечить поврежденную пассивную пленку (оксид) — яма репассивация и нет
    происходит точечная коррозия. Существующий котлован также может быть перепассивирован, если материал
    содержит достаточное количество легирующих элементов, таких как Cr, Mo, Ti, W, N,
    и т. д. Эти элементы, в частности Мо, могут значительно улучшить
    обогащение Cr оксидом и, таким образом, лечит или репассивирует ямку.Больше
    подробности об эффектах легирования можно найти в техническом документе на

    «Нержавеющие стали и сплавы: почему они сопротивляются

    Коррозия и способы ее устранения «.

    Как оценить сопротивление
    сплава к точечной коррозии?
    Устойчивость материала к питтинговой коррозии обычно оценивается и классифицируется.
    используя критические
    температура питтинга (CPT)
    в соответствии со стандартом ASTM
    G48-03: Стандартные методы испытаний на точечную и щелевую коррозию нержавеющей стали.
    Стали и сплавы с использованием FeCl 3 .Критический питтинг
    температура — это минимальная температура (C), вызывающая точечную коррозию и
    CPT обычно выше критического
    температура щели
    (CPT).

    Моделирование и прогнозирование
    Питтинговая коррозия



    EVS-Компас:
    Статистика экстремальных значений для моделирования коррозии и коррозионной стойкости
    Прогноз

    Экстремальный
    статистика стоимости (EVS) используется с 1950-х годов для
    экстраполяция коррозионных повреждений (максимальная глубина ямы, глубина щели, трещина
    глубина и т. д.) из небольших лабораторных образцов, полевых купонов или частичного покрытия
    в настоящее время блоки осмотра на большие площади сооружений и активов
    или в будущем. WebCorr’s
    EVS-Compass — единственное на рынке программное обеспечение EVS, не зависящее от устройств и ОС, для моделирования коррозии и прогнозирования срока службы подверженных коррозии
    конструкции. Дизайнеры,
    OEM-инженеры, консультанты, обслуживающий персонал, техническое обслуживание и осмотр
    инженеры и государственные регулирующие органы могут быстро и точно определить:

    1. время до первой протечки или перфорации;

    2. количество протечек или перфорации при
      в любой момент времени;

    3. время до N -я утечка или
      перфорация на любой заданный номер N ;

    4. площадь перфорационных отверстий;

    5. глубина самой большой ямы на любом
      данное время;

    6. глубина N th
      самая большая яма в любой момент времени;

    7. количество ям, превышающее заданное
      глубина D в любой момент времени;

    8. время, необходимое для N
      ямы глубиной более D ;

    9. вероятность отказа (POF) при
      заданное время и заданная толщина стенки;

    10. срок службы данной стены
      толщина при заданном пороге POF;

    11. максимальная площадь поверхности для EVS
      экстраполяция при проверке частичного покрытия

    12. рекомендуемая площадь для лабораторных купонов
      или контрольные блоки

    13. рекомендуемое количество лабораторных купонов
      или контрольные блоки;

    14. графики, показывающие (а) глубину карьера в зависимости от
      срок службы; (b) глубина котлована в зависимости от площади; (c) вероятность отказа vs
      срок службы; (d) вероятность отказа по площади; (e) вероятность
      разрушение против толщины стенки.

    CRA-Compass : Ваш путеводитель по
    Коррозионно-стойкие сплавы
    — Прогнозирование коррозии, выбор и пределы применения для устойчивости к
    Питтинг, щелевая коррозия и SSC / SCC

    Обзор CRA-Compass для воды и
    Рассолы

    Этот модуль касается
    пределы применения 55 распространенных коррозионно-стойких сплавов, используемых в воде
    системы, включая природную морскую воду, хлорированную морскую воду, рассолы, произведенные
    вода, пластовая вода, солоноватая вода, грунтовые воды, пресная вода и
    Питьевая вода.Пользователи могут определять свои собственные сплавы для CRA-Compass для оценки
    пределы применения по их стойкости к питтингу, щелевой коррозии,
    и коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) при указанных условиях эксплуатации.
    условия. Эффективность CRA в прибрежной / морской среде составляет
    также включен в этот модуль. Более подробная информация о CRA-Compass есть
    имеется в наличии

    здесь .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *