Термодинамика процессов коррозии

Б. ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ СТАЛИ [c.14]

Основы термодинамики процессов коррозии металлов [c.30]

ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ [c.22]

Из анализа термодинамики процесса коррозии очевидно, что для всех четырех рассмотренных конструкционных материалов можно принципиально выделить три области защитных потенциалов [c.53]

Здесь рассматриваются только причины выхода из строя компрессорных машин из-за чисто коррозионного воздействия или совместно с механическими напряжениями (коррозионно-механического). Коррозия металлов — это самопроизвольный процесс разрушения их при воздействии окружающей среды. Причина коррозии — термодинамическая неустойчивость металла в данной среде, когда переход из металлического состояния в химическое соединение происходит с уменьшением свободной энергии. Для предотвращения этого естественного с точки зрения термодинамики процесса приходится прилагать большие усилия, расходовать огромные средства, но тем ие менее полностью защитить металлы от коррозии пока ие всегда удается. Ведь с помощью различных способов защиты лишь удерживают металл в состоянии неустойчивого равновесия с окружающей средой (исключение составляют благородные металлы). Стоит только несколько изменить агрессивность среды, ослабить степень защиты или ухудшить качество металла, как это равновесие нарушится и начнется коррозионный процесс. [c.6]

Из теории микроэлементов вытекает, что при отсутствии на поверхности металла разнородных участков процесс коррозии не будет иметь места. Опыты с чистыми металлами (дистиллированным цинком) показывают, что их скорость коррозии значительно меньше, чем технического металла. Однако имеются гомогенные сплавы (амальгамы), которые в то же время разрушаются очень быстро. Гипотеза невозможности растворения гомогенных металлов оказывается в противоречии с опытом и термодинамикой. Для объяснения электрохимического механизма растворения амальгам А. Н. Фрумкиным была выдвинута теория гомогенно-электрохимического растворения металлов, не исключающая, а дополняющая теорию микроэлементов — теорию гетерогенно-электрохимического процесса растворения металлов. [c.40]

Изложенный выше способ рассмотрения процессов коррозии основан на использовании электрохимической термодинамики и кинетики — поэтому он не вызывает сомнений. Но этот способ не является единственным. Многие коррозионисты у нас и за рубежом придерживаются иной концепции. Ввиду ее распространенности необходимо, хотя бы кратко, познакомиться с этой концепцией и критически ее рассмотреть. [c.188]

Процессы диффузии определяют, например, образование зародышей, рост кристаллов, образование осадков, фазовые превращения в твердых телах, процессы спекания и протекание твердофазных реакций. При разрушении материалов (например, вследствие образования окалины или коррозии) явления диффузии также играют существенную роль. Стойкость различных материалов при повышенных температурах и в присутствии реакционноспособных газов (О2, Н2О) зависит в значительной степени от диффузии этих газов в основное кристаллическое вещество. Причины диффузии, т.е. ее движущие силы, можно объяснить законами термодинамики. Процессы диффузии возможны, если при этом уменьщается свободная энергия системы или повышается энтропия. Так как диффузионные процессы связаны с повышением энтропии, они необратимы (см. 6.3.1). Если система находится в равновесии, т.е. энтропия максимальна, то диффузия не может происходить самопроизвольно. Таким образом, процессы диффузии всегда происходят при отклонении от термодинамического равновесия. [c.232]

При окислении происходит переход атомов металла из нейтрального состояния в положительно заряженные ионы, входящие в состав продуктов коррозии. С точки зрения термодинамики процесс окисления металла возможен в том случае, если он сопровождается понижением свободной энергии системы (металл+среда — продукты окисления) при этом продукты окисления являются наиболее устойчивыми. [c.7]

Термодинамика газовой коррозии. Термодинамическая возможность процесса газовой коррозии с образованием окисной пленки определяется величиной изменения свободной энергии системы. Существует удобная форма определения термодинамической возможности протекания коррозии за счет окисления металла, которая сводится к сравнению упругости диссоциации полученного продукта реакции окисления с парциальным давлением кислорода в газовой фазе. [c.46]

Знание формы существования примесей в жидких металлах необходимо для понимания процессов очистки и контроля чистоты, для понимания поведения примесей при изменении температурных и концентрационных условий, для анализа процессов газо-выделения из жидких металлов и процессов коррозии. Известные и применяемые в настоящее время методы физико-химического анализа жидких металлов, как правило, не позволяют определить, в форме какого соединения находится тот или другой элемент примеси. Необходимо дальнейшее развитие методик определения форм существования примесей посредством физических, химических, рентгеноструктурных и других анализов. Предварительное суждение о состоянии примесей можно составить, используя расчетный аппарат химической термодинамики. Химико-термодинамические расчеты могут быть выполнены, если известны величины, характеризующие термодинамическую стабильность соединений, которые вступают во взаимодействие друг с другом в растворе жидкого металла. Такими величинами являются изменения изобарно-изотермических потенциалов реакций взаимодействия или реакций образования примесей А2°. Так как для точного расчета необходимы эмпирические константы (например, активность а), отсутствующие в большинстве случаев, то расчеты могут быть [c.45]

Даны современные представления о термодинамике и кинетике окисления металлов, механизме образования и законах роста различных пленок, рассмотрены механизм и различные виды электрохимической коррозии, описаны важнейшие методы исследования коррозионных процессов. [c.2]

Коррозия является процессом химического или электрохимического взаимодействия металлов с коррозионной средой. Для установления механизма и общих закономерностей этого взаимодействия и разработки методов борьбы с ним необходимо знание свойств металлов и коррозионных сред, а также основных закономерностей химических и электрохимических процессов. Поэтому научной базой для учения о коррозии и защите металлов являются металловедение и физическая химия, в первую очередь такие ее разделы, как термодинамика и кинетика гетерогенных химических и электрохимических процессов. [c.10]

Наконец, одним из практических методов защиты металлов от коррозии является создание условий, уменьшающих или полностью исключающих возможность протекания коррозионного процесса (применение защитных газовых атмосфер, обескислороживание воды, катодная защита), которые могут быть рассчитаны с помощью термодинамики. [c.11]

Хотя термодинамика дает возможность определить, насколько изучаемая система отдалена от состояния равновесия [числитель правой части уравнения (1)1, однако она в большинстве случаев не дает ответа на весьма важный и с теоретической, и с практической стороны вопрос с какой скоростью будет протекать термодинамически возможный коррозионный процесс Рассмотрением этого вопроса, а также установлением влияния различных факторов на скорость коррозии и характер коррозионного разрушения металлов занимается кинетика (учение о скоростях) коррозионных процессов. [c.11]

Современная теория электрохимической коррозии металлов не противопоставляет два пути (гомогенный и гетерогенный) проте--кания процесса, полагая, что соответствующие теоретические положения, основанные в обоих случаях на использовании электрохимической термодинамики и кинетики, дополняют друг друга, так как каждое из них имеет свои границы применения. В связи с этим попытки необъективной критики одной из этих теорий являются ненужными. [c.188]

Хемомеханическим эффектом нами названо [2] явление, представляющее собой изменение физикомеханических свойств и тонкой структуры (пластифицирование) тела под влиянием химических (электрохимических) реакций на его поверхности, вызывающих дополнительный поток дислокаций. Это явление было установлено и показано с привлечением методов неравновесно [ термодинамики, поскольку необратимые процессы механохимической коррозии связаны с возникновением энтропии в системе. [c.117]

При коррозии с водородной деполяризацией процесс окисления металла протекает со сравнительно большой скоростью. В кислотах активно растворяется большинство металлов (кроме ртути, серебра, золота и платины). Можно показать, что чисто термодинамически вероятность коррозионного разрушения металлов в кислых средах возрастает с уменьшением концентрации ионов металла в среде и с увеличением концентрации ионов водорода. Следует подчеркнуть, что термодинамика рассматривает вопрос только о возможности процесса (в том числе и коррозионного) при отсутствии сопротивления ему, поэтому термодинамические расчеты не определяют кинетику коррозии. [c.21]

Наука о коррозии и защите металлов изучает взаимодействие металлов и сплавов на их основе с коррозионно-активной средой, раскрывая механизм этого взаимодействия, его общие закономерности. Являясь процессом химического или электрохимического взаимодействия металла с коррозионной средой, она базируется на материаловедении и физической химии, в первую очередь на таких ее разделах, как термодинамика и кинетика гетерогенных химических и электрохимических процессов. Конечной ее целью является разработка практических мероприятий, обеспечивающих долговечную и надежную работу различного вида технологического оборудования и конструкций в самых разнообразных условиях эксплуатации. [c.4]

Скорость процессов химической коррозии керамики зависит также от ее структурных особенностей, т. е. пористости и характера распределения пор, их формы и размера, состояния поверхности, степени кристаллизации, распределения кристаллической и стекловидной фаз. Как и во всяком химическом процессе, скорость химического взаимодействия зависит от температуры, давления, концентрации, скорости относительного перемещения реагирующей среды и керамического изделия. Оценка возможного взаимодействия той или иной среды с керамикой может быть произведена с помощью термодинамических расчетов. Термодинамика дает основание установить возможность самопроизвольного процесса химического взаимодействия при определенных условиях. [c.26]

Хорошилов Андрей Владимирович — научный сотрудник лаборатории термодинамических основ неорганического материаловедения ИОНХ РАН им. Н.С.Курнакова, к.х.н. Автор около 40 публикаций и книг Область научных интересов теоретические основы карбонатной коррозии сталей, синтез и свойства новых неорганических жаростойких материалов, термодинамика гетерогенных процессов. [c.4]

Таким образом, термодинамика дает не только сведения о возможности или невозможности протекания коррозионного процесса, но и количественную оценку его движущих сил. Суждение о степени термодинамической нестабильности различных металлов в растворах электролитов, т. е. суждение о возможности или невозможности протекания электрохимической коррозии металла может быть приближенно сделано также по величине стандартного электродного потенциала металлов [7] (см. табл. 2). [c.14]

Таким образом, термодинамика дает исчерпывающие сведения о возможности или невозможности протекания коррозионного процесса в данных условиях. На основании термодинамических расчетов по уменьшению свободной энергии коррозионного процесса или для электрохимической коррозии по значению э. д. с. коррозионного процесса можно также количественно оценить движущую силу коррозионного процесса. [c.11]

При ВЫСОКИХ температурах практически полностью исчезает перенапряжение, связанное с затруднениями в электрохимических актах электронных переходов (при ионизации металлов, перезаряде и разряде ионов). Вследствие этого анодный (ионизация металлов) и катодный (восстановление деполяризатора) процессы могут протекать как на одних и тех же, так и на различных участках поверхности корродирующего. металла. Какой из предполагаемых процессов будет лежать в основе коррозии и с какой скоростью будет протекать процесс в данных условиях, можно судить из более детального рассмотрения термодинамики и кинетики соответствующих реакций. [c.187]

Обзор литературы по коррозии металлов в солевых расплавах показывает, что эта проблема еще далека от сколько-нибудь удовлетворительного Р ешения. По многим важным вопросам, касающимся природы процессов, их термодинамики и кинетики, среди исследователей нет единого мнения. Недостаточно разработана экспериментальная часть коррозионных испытаний. Некоторые исследователи проводят эксперименты в таких условиях, которые не позволяют сделать однозначные выводы относительно процессов , лежащих в основе наблюдаемых эффектов. [c.197]

Рассмотрены методы определения коррозии металлов и их сплавов в расплавленных солях весовой, аналитический, стационарных потенциалов и поляризационных кривых, а также коррозия металлов под воздействием газов (кислорода, хлористого водорода), растворенных в расплавленных солях. Обсуждаются процессы бестокового переноса металла катионами низших валентностей. Значительное внимание уделено термодинамике и кинетике коррозионных процессов. Приводятся данные по пассивации металлов и защите их от коррозии при высоких температура в расплавах. [c.213]

Как видно из табл. 12, коррозия подавляющего большинства металлов — процесс термодинамически неизбежный, и приходится удивляться не тому, что он происходит, а скорее тому, что этот процесс, приводящий к образованию, например, термодинамически устойчивых окисных соединений, в ряде случаев удается очень сильно затормозить. Однако, как известно, термодинамика не может дать ответ на вопрос о скорости реакции — для этого необходимо обратиться к изучению кинетики электродных коррозионных процессов. [c.121]

До сих пор коррозионные гальванические микро- и макропары мы рассматривали преимущественно с точки зрения законов термодинамики. Однако этого недостаточно для решения многих вопросов. Во-первых, при термодинамических расчетах трудно предусмотреть сложное влияние среды, которая зачастую играет решающую роль в определении степени коррозии металла. Во-вторых, с помощью термодинамики принципиально невозможно вычислить скорость коррозионных процессов, определяющих долговечность конкретных сооружений и сроки их ремонта. В-третьих, коррозия металлов почти повсеместно сопровождается сложными побочными и вторичными процессами, сказывающимися иногда чрезвычайно сильно на скорости развития основной химической реакции, тогда как термодинамические данные пригодны (и то с рядом ограничений) для расчета основ- [c.125]

Современные достижения теории коррозии позволили обоснованно подойти к разработке эффективных мер защиты металла па теплоэнергетических объектах. На базе изучения термодинамики и кинетики процесса разработана и с успехом осуществляется обширная комплексная система противокоррозионной защиты металла, которая позволяет обеспечить нормативный срок службы энергооборудования, равный 30 годам. [c.292]

С помощью теории обеднения можно вполне однозначно доказать связь межкристаллитной коррозии с выделением карбидов хрома, которое рассматривается ниже с точки зрения термодинамики и кинетики этого процесса. [c.54]

Процесс скатывания шарика определяет (по ана. 1огии) продолжительность жизни металла. Однако в отличие от расчетов по механике, с помощью которых можно определить время скатывания шарика, в области химической термодинамики и коррозии сделать расчеты продолжительности жизни металлов в условиях коррозии весьма затруднительно. [c.6]

Систематизирован обширный материал по термодинамике высокотемпературных реакций, физико-химическим свойствам металлов н сплавов, жидких стекол, шлаков и штейнов. Описаны наиболее важные физико-химические процессы, происходящие при производст-ве чугуна и стали, восстановлении руд и агломерации, а также высокотемпературная коррозия. Рассмотрены вопросы гетерогенного фазового равновесия, кинетики межфазных реакций, образования и роста зародыйей, тепло- и массопереноса и др. [c.5]

Коррозия является физико-химическим процессом и закономерности ее протекания определяются общими законами термодинамики и 1синетики гетерогенных систем. Различают внутренние и внешние факторы коррозии. Внутренние факторы характеризуют влияние на вид и скорость коррозии природы металла (состав, структура и т.д.). Внешние факторы определяют влияние состава коррозионной среды и условий протекания коррозии (температура, давление и т.д.). [c.13]

Рассмотрены основные процессы, протекающие в металлах и сплавах при окислении, и их термодинамика. Описаны закономерности прямого окисления металлов и сплавов. Приведены различные реакции в смешанных средах и виды гортчей коррозии. Особое внимание уделено методам контроля защитной атмосферы и механизму воздействия примесей на структуру и свойства образующейся оксидной пленки. [c.223]

С точки зрения термодинамики титан является очень неустойчивым металлом (его нормальный потенциал равен —1,63 в), а высокая коррозионная устойчивость титана в большинстве химических сред объясняется образованием на его поверхности заш,итных окисных пленок, исключаюш их непосредственный контакт металла с электролитом. Вследствие этого было интересно исследовать электрохимическое и коррозионное поведение титана в условиях поляризации его переменным током различной частоты, когда в катодный полупериод тока может происходить частичное или полное разрушение пассивного состояния, а в анодный полупериод — его возникновение. Подобные исследования кроме чисто научного интереса представляют, несомненно, и определенную практическую ценность, поскольку титан и его сплавы начинают все шире внедряться в технику как новый конструкционный материал с особыми свойствами и разносторонняя характеристика его коррозионных свойств в различных условиях становится необходимой. Помимо этого, можно полагать, что изучение электрохимических и коррозионных процессов путем наложения на исследуемый электрод переменного тока различной частоты и амплитуды при дальнейшем совершенствовании может явиться наиболее подходяш,им методом для исследования скоростей электродных процессов, а следовательно, и методом изучения механизма электрохимической коррозии и пассивности металлов. Цель настояш,ей работы — выяснение основных факторов, определяющих скорость коррозии титана под действием переменного тока, а также установление механизма образования и разрушения пассивирующих слоев, возникающих на поверхности титана [c.83]

Л. К. Лепинь РП] на основе нзучания кинетики гетерогенных реакций обращает внимание на возможность образования гидридов металлов при коррозии. Характером связи металл — водород нредопределяются дальнейшие стадии реакции между этими компанентами. При малой ее устойчивости реакция завершается распадом гидрида и выделением молекулярного водорода. Основой для ло-лучения оптимальных решений по защите металла от химической и электрохимической коррозии являются данные по термодинамике и кинетике процесса. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...