Тема 3. Виды коррозии и их характеристика

1.1. Кислородная коррозия металла в водной н газовой средах

На поверхности металла в условиях эксплуатации при работе и останове оборудования в период контакта с водной средой возникает множество анодных и катодных участков, создающих условия для протекания коррозионных процессов. Анодными участками являют­ся зерна феррита, катодными - всевозможные включения в структуру металла, окалина и ржавчина на поверхности металла, потенциал которых значительно выше потенциала железа. На аноде происходит растворение металла, например железа по реакции:

2Fe-4e=>2Fe²⁺

На катоде идет деполяризация электронов молекулами кислорода

О₂+4ё+2Н₂О=4ОН-

В процессе отвода электронов от катодного участка (процесс деполяризации) создаются предпосылки для развития коррозии, так как деполяризация катодного участка позволяет поддерживать раз­ность потенциалов между катодом и анодом уменьшается и может упасть до нулевых значений при которых процесс коррозии прекра­щается.

На анодном участке накапливаются продукты коррозии - ионы Fe²⁺, на катодном участке - ионы ОН, Там, где встречаются продук­ты катодной и анодной реакции, образуется гидрат закиси корроди­рующего металла

Fe²⁺ + ЮН- => Fe(OH)₂

Образование осадка Fe(OH)₂ при работе макропар обычно про­исходит в толще раствора, но в случае работы микропар можно ожи­дать образования гидрооксида металла на корродирующей поверхно­сти [17].

В процессах коррозии металлов кислород выполняет двойствен­ную роль: во-первых, может выступать в роли деполяризатора ка­тодных участков коррозионных элементов при условии, что катод­ный процесс является контролирующем фактором, во-вторых, с по­вышением концентрации и при отсутствии депассиваторов кислород способствует окислению металла и образованию защитных оксидных пленок. При низких концентрациях весь молекулярный кислород восстанавливается на металлической поверхности и действует как про­стой деполяризатор. При увеличении содержания кислорода в воде в присутствии депассиваторов скорость коррозии стали увеличивается пропорционально его концентрации (рис.1.1).

При повышении рН до 9,6 скорость коррозии при отсутствии кислорода практически равна нулю. Растворение железа в воде, по данным автора [1], при рН<9,6 продолжается до достижения концен­трации оксидов железа в растворе, соответствующей пределу насы­щения. При этом значение рН возрастает за счет перехода железа в раствор. Двухвалентное железо в растворе окисляется кислородом воздуха

2Fe(OH)₂ +1 / 2О₂ + ЩО О 2Fe(OH)₃ (1-4)

при этом рН среды снижается, стимулируя дальнейшее развитие процесса коррозии.

С ростом концентрации солей растворимость кислорода падает (рис. 1.2), а так как коррозия большинства металлов, в частности же­леза, идет в этих растворах с кислородной деполяризацией, скорость кислородной коррозии, в этом случае при прочих равных условиях значительно уменьшается.

Способность сплавов пассивироваться под действием кислорода зависит от их состава. Так, с увеличением содержания хрома в сталях область возможного пассивного состояния значительно расширяется.

Дата добавления: 2014-12-25