ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозия из "Очистка воды для промышленных предприятий " Явление коррозии рассматривается здесь потому, что оно имеет отношение к проблеме обработки воды. Для специального изучения коррозии следует обратиться к капитальным научным работам. Коррозионная активность исходной воды определяется характером содержащихся в ней примесей. Например, обычные конструктивные материалы подвергаются воздействию воды, содержащей растворенные кислоты, кислород и соли. На сталь котлов могут воздействовать также концентрированные щелочи. Но следует иметь в виду, что вода, обладающая высокой степенью чистоты в химическом отношении, может быть дал е еще более коррозионной, чем исходная вода, особенно в присутствии растворенного кислорода. [c.18] Отрицательными последствиями коррозии являются 1) потеря механической прочности, возникающая в результате общего утонения металла, или образование трещин 2) образование точечной коррозии и сквозных отверстий в металле 3) загрязнение воды 4) ухудшение передачи тепла. [c.18] Заслуживающими рассмотрения с точки зрения обработки воды являются такие виды коррозии, как общая и точечная коррозия, а также щелочное растрескивание. [c.18] Общая и точечная коррозия. Любая поверхность металла, соприкасающаяся с водой, имеет тенденцию выделять в жидкость положительно заряженные ионы металла, оставляя в металле электроны. [c.18] Такой процесс происходит при коррозии железа с поглощением кислорода, схема которой показана на рис. 1.2. [c.19] Очевидно, что по всей поверхности металла образуются небольшие электролитические ячейки. На анодах этих ячеек металл корродирует и поступает в раствор в виде положительно заряженных ионов металла отрицательно заряженные электроны движутся в металле по направлению катодных участков, где происходит их разрядка с образованием водорода или гидроксильных ионов (см. рис. 1.1 и 1.2). Если определенный участок поверхности металла остается анодом продолжительный период, в течение которого этот участок окружен намного большим участком катода, то происходит точечная коррозия. [c.20] Часто данный участок некоторое время является анодом, а затем становится катодом, и таким образом вся поверхность металла подвергается равномерному агрессивному воздействию, т. е. наблюдается общая коррозия. [c.20] Рассеиваясь в растворе, ионы металла могут вступать в реакцию с растворенными веществами и образовывать нерастворимые осадки. Так, ионы двухвалентного железа, выделяемые из анодного участка, вступают в реакцию с гидроксильными ионами, образующимися на катоде или уже находящимися в растворе, и дают слаборастворимую гидроокись двухвалентного железа это вещество хорошо окисляется растворенным кислородом воды с образованием нерастворимой гидроокиси железа — конечного продукта коррозии. [c.20] Такие нерастворимые осадки могут остановить дальнейшую реакцию коррозии, если они образовались в виде сцементированной пленки, однако часто они возникают в местах, удаленных от корродирующего анодного участка, и поэтому мало препятствуют развитию процесса коррозии. [c.20] Коррозия с выделением водорода. Коррозия такого типа возникает обычно в кислых растворах, но иногда также при наличии щелочей или даже в нейтральной воде при высокой температуре. Этот процесс зависит от концентрации ионов водорода, положения металла в электрохимическом ряду и его водородного перенапряжения. Скорость протекания процесса коррозии часто повышается, если вода содержит растворенный кислород. Коррозия может равномерно распределиться по всей поверхности металла или иметь форму многочисленных каверн с резко очерченными краями, т. е. таких, стенки которых составляют почти прямой угол с первоначальной поверхностью металла. В таком случае коррозия происходит на небольших участках, так что металл охватывается коррозией на значительно большую глубину, чем при равномерной коррозии. Таким образом, этот вид коррозии является наиболее опасным и может привести к образованию отверстий в металле. [c.21] Коррозия с выделением водорода часто бывает связана с на+ личием в воде углекислоты. Например, углекислота, уходящая из котла вместе с паром, позднее вновь растворяется в конденсате и может таким образом вызвать коррозию конденсатопрово-дов. Органические кислоты, содержащиеся в болотной воде, могут также способствовать образованию коррозии этого вида. [c.21] В тех случаях когда коррозия с выделением водорода возникает в результате кислотности воды, ее можно предотвратить путем нейтрализации кислоты. Например, в котловую воду добавляют летучие амины (в частности, циклогексиламин), которые нейтрализуют кислотность конденсата и таким образом уменьшают коррозию конденсатопровода. [c.21] Коррозия с поглощением кислорода. Коррозия такого типа обычно происходит в нейтральных водах или водах, состав которых близок к нейтральному. [c.21] Кислород, необходимый для возникновения этого типа коррозии, должен присутствовать в воде, но по мере связывания он может поступать из воздуха. Коррозия с поглошением кислорода часто принимает форму точечной, которая сопровождается вздутием поверхности над пораженными местами например, это наблюдается при точечной коррозии магистральных трубопроводов для горячей и холодной воды, изготовленных из низкоуглеродистой стали и чугуна. Влияние нейтральных солей на явление коррозии очень сложно, но известно, что хлориды способствуют возникновению коррозии. [c.21] Современная практика химической дегазации заключается в том, что в воде иаровых котлов, работающих иод давлением свы-ще 14 ат, поддерживается определенный резерв сульфита натрия для предотвращения коррозии для этой цели применяют также и гидразин. [c.22] К особому виду коррозии с поглощением кислорода относится коррозия иод слоем осадка — местная точечная коррозия, поражающая обычно металлы, находящиеся под слоем различного рода отложений. Этот процесс связан с перепадами концентрации растворенного в воде кислорода при переходе от одной точки к другой по всей поверхности металла находящийся иод слоем осадка металл становится анодом по отношению к участку, свободному от отложений, который получает значительно больше кислорода. В результате образуется слой продуктов коррозии, а металл под осадком переходит в раствор. Этот вид коррозии встречается в трубчатых конденсаторах и холодильниках при горизонтальном расположении труб такая коррозия наблюдается чаще, чем при вертикальном. Конденсаторы и холодильники, по которым проходит загрязненная вода (особенно с малой скоростью), при наличии условий, благоприятных для развития обрастаний, также подвержены коррозии иод слоем осадка. [c.22] Ингибиторы. Ингибиторами называют вещества, добавляемые в воду с целью замедления процесса коррозии. Они действуют путем замедления анодной [см. уравнение (1.5)] или катодной [см. уравнения (1.6) и (1.7)] реакции и поэтому классифицируются как анодные или катодные ингибиторы. Некоторые вещества могут действовать и в том, и в другом случае. Из многочисленных анодных ингибиторов для стали к наиболее эффективным можно отнести окислители, например хроматы, которые окисляют ионы двухвалентного железа, образующиеся в соответствии с уравнением (1.5), в ионы трехвалентного железа и таким образом вызывают осаждение трехвалентной гидроокиси на анодных участках. Но на катодных участках эти окислители могут выполнять роль растворенного кислорода, и поэтому их можно рассматривать как катодные ускорители. [c.22] Щелочное растрескивание. Таким растрескиванием называют форму коррозии, которая возникает в случае, когда малоуглеродистая сталь находится в контакте с сильными растворами каустической соды (или едкого кали) при возникновении растягивающих напряжений, превыщающих предел текучести. Этой коррозии подвержены все виды простых углеродистых сталей, содержащих до 5% углерода, а также легированные и нержавеющие стали исключение, по-видимому, составляют только стали, содержащие 12—14% хрома. Такой вид коррозии не возникает в чугуне, а также в некоторых других материалах (за исключением никеля). Минимальная концентрация каустической соды, способная вызвать растрескивание, по-видимому, лежит в пределах от 5 до 10%. [c.23] Щелочное растрескивание отличается от усталостных трещин и коррозионной усталости тем, что при этом процессе трещины в основном образуются но границам зерен металла, тогда как усталостные трещины проходят через собственно зерна. Кроме того, щелочное растрескивание может произойти без многократно повторяющегося изменения знака напряжений в металле, необходимого для образования усталостных трещин. [c.23] В исходной воде, подаваемой в паровой котел без какой-либо обработки (в большинстве случаев при испарении), каустическая сода не образуется, но она может образоваться, если в такой воде содержится растворенный бикарбонат натрия. Обработанная котловая вода почти всегда содержит свободную каустическую соду, так как щелочь (иногда в виде карбоната натрия) часто добавляют к питательной или котловой воде для удаления солей жесткости или для предотвращения коррозии. [c.23] Вернуться к основной статье