ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозия из "Экспериментальные жидкометаллические стенды " Металлические конструкции всегда находятся в какой-либо среде (или средах) и подвержены ее воздействию. Под влиянием окружающей среды происходит разрушение поверхности металла в результате химических или электрохимических процессов. Это явление называют коррозией. Скорость разрушения при равномерной коррозии характеризуют потерей массы с единицы поверхности образца в единицу времени г/(м -ч) — массовый показатель, или уменьшение толщины образца мм/год — глубинный показатель, проницаемость. [c.22] В зоне соприкосновения двух разнородных материалов возникает контактная разность электрических потенциалов. Один металл из этой пары, обладающий менее отрицательным потенциалом по сравнению с другим, является более благородным . Поверхность конструкционного материала может быть неоднородной по химическому составу, по физическим свойствам (местные нагартовки и пр.). Может быть неоднородной и среда-электролит (различная концентрация примесей). Это приводит к образованию макро- и микрогальванических элементов с появлением электрических токов, которые и являются причиной электрохимической коррозии. В системе возникают анодные и катодные участки. Анодные участки обладают более отрицательным электродным потенциалом. Здесь металл переходит в виде гидратированного иона в раствор, оставляя на поверхности электроны (процесс окисления). В области катода притекающие с анодного участка электроны передаются частицам вещества-деполяризатора, например кислорода. В зависимости от того, кинетика какой реакции определяет коррозию, говорят об анодном или катодном контроле скорости коррозии. [c.22] Из двух типов электрохимической коррозии — равномерной, когда разрушение имеет место на всей поверхности, и локальной, когда разрушение металла происходит в отдельных местах,— наиболее опасна последняя. Локальная коррозия часто появляется внезапно, ее не удается своевременно распознать, и защита от нее затруднена. Различают несколько видов локальной электрохимической коррозии, из которых наиболее существенны межкристаллитная, коррозионное растрескивание, контактная, щелевая и питтинговая [3]. [c.22] Межкристаллитная коррозия происходит как избирательное разрушение металла по границам зерен в результате электрохимической неоднородности тела зерна и его границ. Анодом является граница зерна. [c.22] При коррозионном растрескивании, или транскристаллит-ной коррозии, в результате одновременного действия агрессивной среды и переменных механических напряжений разрушение идет не только по границам зерен, трещина перерезает и тела зерен в местах наибольших растягивающих напряжений. [c.22] Усиление коррозии одних металлов при их контакте с другими называют контактной коррозией. [c.23] По значению электродного потенциала конструкционные материалы делятся на группы. Металлы, находящиеся в одной группе, имеют близкие друг к другу потенциалы, и их одновременное применение не сопровождается опасностью контактной коррозии. В тех случаях, когда требуется применить материалы, приводящие к контактной коррозии, предусматривается ряд конструктивных мер, устраняющих или ослабляющих коррозионный процесс. Ряд этих мер описан в работе [3]. При соединении трубопроводов, например, применяют разъемное соединение с прокладкой из изоляционного материала, обеспечивающее разрыв электрической цепи по стенке трубы. Ограничить в разумных пределах коррозию можно также посредством правильного выбора соотнощений поверхностей. Ответственные детали малых размеров с малой поверхностью контакта (заклепки, клапаны вентилей и пр.) изготовляют из более благородных металлов. В коррозионную среду вводят ингибиторы, сближающие электродные потенциалы металлов. [c.23] В узких щелях и зазорах вследствие затрудненных условий отвода продуктов реакции и притока свежего электролита могут изменяться электрохимические свойства металла, кинетика электрохимических реакций. [c.23] При этом гальванические цепи образуются как в области самой щели, зазора, так и между металлом в щели и свободно омываемым металлом. Металл в щели функционирует в качестве анода, что приводит к подкислению среды щели. Особенно чувствительны к щелевой коррозии металлы, корродирующие обычно с анодным контролем. [c.23] Для предупреждения щелевой коррозии кроме использования малочувствительных к ней материалов следует выбирать такие решения в конструкции аппаратов, при которых исключалось бы образование щелей, зазоров, застойных зон. Во фланцевых соединениях применяют прокладки, чтобы не допустить затекание среды в разъем. [c.23] Поскольку под слоем осадка может развиваться щелевая коррозия, в сосудах должна быть обеспечена возможность дренажа. Нужно избегать острых углов, карманов, где мог бы задерживаться или конденсироваться электролит. [c.23] Наиболее опасным видом локальной коррозии является питтинговая, когда разрущение металла происходит в виде малых по площади, но глубоких поражений — питтингов. Механизм процесса этой коррозии до конца не выяснен. И. Л. Розенфельд [3] рассматривает ее как особый вид щелевой коррозии. [c.23] Борьба против питтинговой коррозии включает такие методы, как введение в среду ингибиторов, применение сталей, содержащих молибден, и другие способы. В сухих газах и жидкостях, не являющихся электролитами, имеет место химическая коррозия. [c.24] В жидкометаллических средах коррозия происходит главным образом в результате физических процессов растворения. Различают следующие виды коррозии (4] 1) растворение твердого металла в жидком 2) термический перенос массы 3) изотермический перенос массы 4) межкристаллитное разрушение 5) образование твердых растворов и соединений 6) взаимодействие с примесями в жидком металле. [c.24] При растворении атомы твердого металла переходят в жидкий теплоноситель, образуя раствор. По мере увеличения концентрации растворяемого компонента процесс замедляется, а по достижении уровня насыщения — прекращается. Этот процесс имеет место в изотермических условиях. Термический перенос массы наблюдается, когда по циркуляционному контуру существует перепад температур. Растворение в горячей зоне происходит интенсивнее, чем в остальных. Если концентрация раствора в горячей зоне превысит уровень насыщения для самой холодной зоны, то в последней растворенный компонент выпадет из пересыщенного раствора в виде кристаллов. Таким образом, коррозии будет подвергаться лишь участок наиболее горячей зоны. [c.24] Изотермический перенос массы может иметь место, когда с жидким металлом контактируют одновременно разные твердые тела, образующие друг с другом твердые растворы или интерметаллические соединения. Растворенные компоненты, попадая на другое тело, диффундируют в него или вступают в химическую реакцию с образованием интерметаллических соединений. В результате изменяются механические свойства поверхности стенки. Если жидкий металл способен растворяться в твердом конструкционном материале или вступать в химическую реакцию, с ним могут образовываться твердые растворы. Такой вид коррозии приводит к изменению механических свойств, структуры, химического состава конструкционного материала. [c.24] Адсорбционно-активная среда сама по себе не вызывает разрушения, она способствует, помогает ему. Наличие адсорбционного механизма воздействия на твердые тела означает, что данные о механических свойствах материалов, полученные при измерениях в одних средах, нельзя без проверки переносить на другие среды. По данным работы [4], время до разрушения образцов из сплава ЭИ437Б при температуре 800° С в натрии могло быть в 5 и более раз короче (в зависимости от нагрузки), чем при испытании на воздухе, заметно больше была и скорость ползучести в натрии. [c.25] Для щелочных металлов наиболее характерными видами коррозии являются изотермический и термический перенос массы. [c.25] Наличие примесей в теплоносителе может приводить к усилению различных видов коррозии. [c.25] Формула (2.18) справедлива в диапазоне параметров 623°К 1023° К С = 2ч-100 ррт, Urp 10 м[сек. Для сталей типа 18-8 граничная скорость составляет около 3 м/сек. [c.25] Вернуться к основной статье