Влияние примесей на коррозию металлов в водной среде

На скорость и характер коррозии металла влияют как внутренние факторы - состав, гетерогенность, механические напряжения метал­ла, так и внешние. Одним из решающих внешних факторов следует считать влияние на процессы коррозии присутствующих в воде раз­личных химических соединений.

Так, анионы CJ, Вг, I мало влияют на кинетику анодного растворения металла в активной области коррозионного процесса и даже несколько тормозят реакцию. В пассивной области эти анионы часто вызывают депассивацию и локальную коррозию металла. Депассивирующее действие галогенов имеет адсорбционную природу. Механизм депассивации объясняется адсорбцией хлор-ионов пассив­ной пленкой, из которой соответственно вытесняются и замещаются ионы кислорода. При этом получаются растворимые хлористые соединения металла и на участках металлической поверхности обра­зуются поры [2].

Аустенитные нержавеющие стали способны пассивироваться в растворах и в присутствии хлоридов, но с увеличением концентрации последних область пассивного состояния уменьшается. В растворе хлоридов при отсутствии кислорода аустенитная сталь не подвергается коррозионному растворению, а с введением кислорода она корродирует тем быстрее, чем выше его концентрация в растворе. При темпе­ратуре 250 - 300'С коррозионное растрескивание аустенитных сталей наступает уже при содержании в воде хлоридов и кислорода более 0,5 мг/кг каждого.

В слабокислых растворах при наличии хлор-иона возникает точечная коррозия нержавеющих аустенитных сталей, развивающая­ся не на границах зерен, а в отдельных точках поверхности и распро­страняющаяся со временем вглубь. Этот вид коррозии наблюдается для металла, находящегося на границе пассивного состояния, когда защитная пленка еще не обладает достаточной прочностью. Ослаб­ленными частями поверхности могут быть отдельные включения ок­сидов реагирующих элементов, неровности поверхности, места, где защитная оксидная пленка еще только зарождается, и др.

Для развития точечной электрохимической коррозии в этом слу­чае необходимо чтобы работала коррозионная пара анод-катод. Ус­тойчивая работа такой пары возможна, если возникающий точечный анод в данных условиях не пассивируется под действием анодного тока. Это обеспечивается, например, наличием в растворе активных ионов хлора с одновременным присутствием кислорода или другого окислителя при слабокислой среде. В результате протекания анодно­го процесса на дне язвинки образуются вторичные гидрооксидные продукты коррозии, снижающие рН раствора. Скорость коррозии в глубину увеличивается из-за малых площадей анода и больших пло­щадей катодных участков.

Высокая степень перехода продуктов коррозии в хлоросодержащую воду определяется уменьшением концентрации ионов Fe²^, преобразующихся в комплексное соединение трехвалентного железа по реакции

2Fe²⁺ +Н₂О+ 1 / 2О₂ +8С7~ = 2[FeCl₄ ]- +20//- (i.5)

Однако введение в раствор посторонних ионов может подавить депассивацию галогенами за счет их вытеснения из пассивной ок­сидной пленки.

По данным [41] существует определенное соотношение концен­траций посторонних анионов и хлоридов a—C_NiA/C_NaCi, при котором язвенная коррозия подавляется. Значения а для различных анионов при рН=7 приведены ниже:

Анионы А-............ SO²_A- Cr²~ Щ СЮ' СЮ-

а........................ 10 7 0,4 2 0,5

При совместном воздействии кислорода пассивное состояние

Дата добавления: 2014-12-25