Дифференциальная аэрация

Различные виды местной коррозии возникают вследствие самых разнообразных причин (крупнозернистое строение сплава, неодинаковая толщина и пористость защитных пленок, неравномерная обработка поверхности металла, наличие в сплаве включений, дифференциальная аэрация, концентрация напряжений и др.). [c.160]

Щелевая коррозия металлов встречается почти в любой конструкции НЛП любом аппарате при условии наличия в них зазоров, застойных ЗОИ и т. п. и вызывается, согласно теории Ю. Р. Эванса, возникновением пар дифференциальной аэрации вследствие доставки растворенного в электролите кислорода к. металлической поверхности в щелн с меньшей скоростью, чем к примыкающим к ней участкам поверхность металла в щели становится при этом анодом. [c.171]

Рис. 2.4. Элемент дифференциальной аэрации

Элементы дифференциальной аэрации часто являются причиной язвенной или щелевой коррозии нержавеющих сталей, алюминия, никеля и других пассивных металлов в водных средах, например в морской воде. [c.25]

Рис. 2.5. Элемент дифференциальной аэрации на железе со ржавчиной

Рис. 2.6. Коррозия по ватерлинии — пример элемента дифференциальной аэрации

КИСЛОРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОД И ЭЛЕМЕНТ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ АЭРАЦИИ [c.37]

Отрицательное значение э. д. с. указывает на то, что AG для реакции (15) положительно, значит, реакция самопроизвольно не идет. Напротив, электроны переносятся в элементе слева направо. Таким образом, левый электрод (И) положительный (катод), а правый (13) — отрицательный (анод). Это выражает сформулированное ранее положение, что в любом элементе дифференциальной аэрации электрод, контактирующий с кислородом при низком давлении стремится быть анодом, а при более высоком давлении — катодом. [c.38]

Так как напряжение на поверхности концентрируется в вершине надреза или в области дефекта, там и происходит быстрый рост трещин. Поверхностные дефекты (например, питтинги или усталостные трещины) действуют как эффективные концентраторы напряжений. К тому же в достаточно глубоких поверхностных дефектах электрохимический потенциал, как отмечалось ранее, отличается от потенциала поверхности состав и pH раствора в местах поражений также изменяются вследствие работы элементов дифференциальной аэрации. Эти изменения в сочетании с повышенным локальным напряжением способны инициировать КРН или ускорить рост трещины. Именно поэтому титановые сплавы с гладкими поверхностями устойчивы к КРН в морской воде, но разрушаются, если на поверхности образовались коррозионноусталостные трещины [44]. Действительное напряжение в вершине трещины глубиной а в напряженном пластичном твердом теле может быть рассчитано как коэффициент интенсивности напряжения Ki- Для образца, изображенного на рис. 7.9, Ki вычисляется по формуле [45, 46] [c.146]

Нитевидная коррозия не зависит от освещения, металлургических характеристик стали и наличия бактерий. Хотя нити видны только под прозрачными лаками и эмалями, они, вероятно, достаточно часто образуются под светонепроницаемыми пленками краски. Появление нитей наблюдалось при использовании различных типов связующего и на различных металлах, включая сталь, цинк, алюминий, магний и хромированный никель. На стали этот вид коррозии наблюдается только на воздухе с большой относительной влажностью (например, 65—95 %). При 100 % относительной влажности нити могут расширяться, вспучивая покрытие. Если пленка относительно непроницаема для воды, то нити могут вовсе не образоваться, как это установлено в случае парафина [14]. Нитевидная коррозия может служить характерным примером явлений, связанных с образованием элементов дифференциальной аэрации. [c.256]

Схематическое изображение процессов, происходящих при нитевидной коррозии, представлено на рис. 15.2. Анализами показано [14], что головка нити пополняется сравнительно концентрированными растворами солей двухвалентного железа. Поэтому именно на этом участке нити имеется тенденция к абсорбции воды из атмосферы. Кислород также диффундирует через пленку, и поэтому на границе раздела между головкой и основной частью нити, а также по периметру головки достигается (относительно поверхности металла) более высокая концентрация кислорода, чем в центре головки. Образуется элемент дифференциальной аэрации, в котором катодами (где происходит накопление ионов 0Н ) являются все участки соприкосновения пленки с металлом, [c.256]

Рис. 15.2. Схематическое изображение нити, образующейся при подпленочной коррозии стали показано возникновение элемента дифференциальной аэрации, вызывающего разрушение

Коррозия в щелях подчиняется тем же закономерностям, что и питтинговая коррозия. Чем выше электрическая проводимость электролита и больше площадь катодной поверхности вне щели, тем выше скорость растворения в щели, которая является анодом. Инициация щелевой коррозии, однако, не связана с достижением критического потенциала питтингообразования. Она зависит только от факторов, влияющих на нарушение пассивности внутри щели. Депассивация может произойти, например, из-за уменьшения концентрации в щели растворенного кислорода вследствие протекания незначительной общей коррозии сплава. Тогда образуется элемент дифференциальной аэрации, и в щели накапливаются кислые продукты коррозии (в результате анодной реакции). Такие изменения в составе электролита существенно способствуют [c.314]

На больших глубинах скорость коррозии ниже, чем в поверхностных слоях (рис. 6). Средние скорости коррозии углеродистой стали уменьшаются с глубиной погружения, а степень местных поражений повышается. Рост глубины каверн связан с неравномерностью обрастания поверхности металла живой и неживой органикой и образованием пар дифференциальной аэрации из-за неодинакового притока кислорода к отдельным участкам поверхности. Низкие скорости коррозии могут быть объяснены низкой температурой и малой скоростью перемещения слоев воды, что уменьшает приток кислорода вследствие диффузии и конвекционных токов. [c.19]

Более высокое содержание углекислоты и низкое содержание кислорода в почвенном воздухе по сравнению с атмосферным обусловлены протекающими в почве биохимическими процессами. Кислород расходуется главным образом на процесс разложения органических остатков и потребляется корневыми системами растений. Весной и в начале лета на глубине, неодинаковой в разных почвах, наблюдается невысокое содержание кислорода. Зависимость воздухопроницаемости почвы и грунта от гранулометрического состава, влажности и изменения кислорода по глубине слоя является причиной образования пар дифференциальной аэрации. Анодом пары становится та часть подземного сооружения, к которой приток кислорода затруднен, а участки, омываемые достаточным количеством кислорода, служат катодами. Уменьшение аэрации в определенной степени характеризуется уменьшением электросопротивления. [c.44]

По уменьшению эффективной работы пары неравномерной аэрации металлы располагаются в ряд цинк, хром, углеродистая сталь, серый чугун, кадмий, алюминий, медь, свинец, нержавеющая высокохромистая стапь, висмут, цирконий, тантал, титан. Из приведенного перечня следует, что весьма перспективный конструкционный материал для подземных сооружений - это титан, который, помимо высоких механических свойств, малой плотности, обладает также хорошими коррозионными характеристиками высокой общей коррозионной стойкостью и высокой устойчивостью к иону хлора, а также низкой чувствительностью к образованию пар дифференциальной аэрации. Из приведенных данных можно также сделать предположение о целесообразности применения циркония в качестве защитного покрытия на стальных изделиях в почвенных условиях. [c.48]

В качестве примеров пар дифференциальной аэрации можно привести следующие пары различного заложения сооружения (в частности, верх — низ трубы), трубопровод, пролегающий в грунтах с различной кислородной проницаемостью, таких, как песок — глина (диффузия кислорода в глине существенно меньше, чем в песке, анодный участок — часть трубопровода в глинистых грунтах). [c.185]

Щелевая коррозия изучалась под открытым небом на образцах проволоки и тросах, изготовленных из нержавеющей стали КС-97. Через 23—30 сут после начала опыта в тросах образовались продукты коррозии железа, а отдельные образцы проволоки, к которым имелся свободный доступ кислорода, остались без изменения. Это объясняется образованием коррозионных пар дифференциальной аэрации, в которых в щелях и зазорах металл [c.86]

Рис. 2S. Наружная коррозия стальной трубы центрального отопления, расположенной под попом и изолированной влажной шлаковой ватой коррозия вызвана элементами дифференциальной аэрации около балки

Коррозия под действием пар дифференциальной аэрации [c.105]

Действием пар дифференциальной аэрации объясняется также питтинг, от которого часто страдают подземные сооружения из стали или чугуна. Это обусловлено тем, что почва, с которой соприкасается поверхность, имеет неравномерную проницаемость для кислорода (см. 5.2). [c.106]

Коррозии под действием пар дифференциальной аэрации подвергаются также конструкции, теплоизолированные пористым материалом, например минеральной ватой или вспененным полиуретаном, если они подвергаются действию воды. Такие повреждения наблюдаются на водоводах районных теплосетей. Последние состоят из центральной стальной трубы, окруженной изолирующим материалом, который, в свою очередь, окружен защитной оболочкой из цемента или пластика. Если через неплотные соединения защитной оболочки или каким-то другим путем вода попадает в изоляцию, то возникают пары дифференциальной аэрации, которые ведут к поражению центральной стальной трубы. Аналогичному типу коррозии могут подвергаться отопительные трубы в зданиях, когда изоляция увлажняется, например, вследствие дождя или протечек через швы (см. рис. 25). В некоторых случаях отопительные трубы оказывались пораженными насквозь еще до завершения строительства. [c.106]

Рнс. 116. Элемент дифференциальной аэрации в зазоре между двумя латунными листами, который частично заполнен водой действие элемента вызывает обесцвечивание латуни I - латунь 2 - вода 3 - катод 4 - анод 5 - воздух [c.131]

Одним из путей обеспечения удаления с поверхности деталей влаги и инородных частиц является подбор текстуры и смачиваемости поверхностей. При грубой текстуре поверхности детали происходит ее интенсивное коррозионное разрушение. Это объясняется тем, что к участкам металла в углублениях поступает кислорода меньше, чем к участкам на гребнях. В связи с этим при взаимодействии нейтральной или щелочной среды, когда процесс коррозии металла идет с кислородной деполяризацией, на участках с большой концентрацией кислорода значение положительного потенциала выше, чем на участках с меньшей концентрацией кислорода. Вследствие дифференциальной аэрации возникает коррозионный микроэлемент. Кроме того, на детали собираются и удерживаются влага, пыль, грязь, остатки перерабатываемых и транспортируемых продуктов, которые, в свою очередь, могут способствовать размножению микроорганизмов и протеканию процессов биокоррозии. При грубой текстуре затрудняется нанесение качественных гальванических покрытий. [c.33]

Из всего сказанного в данном разделе следует, что в корро-зионно-механичес Кой трещине возможна реализация пары дифференциальной аэрации. В результате этого участки металла вокруг вершины трещины станут анодами, а вследствие гидролиза продуктов коррозии среда в трещине будет более кислой, чем вне ее. [c.60]

Работа коррозионной гальванопары с электродами общая поверхность трещины (т, е. поверхность бывшей СОП) - поверхность детали ( старая поверхность, являющаяся катодом), которая может функционировать практически весь период до-критического подрастания трещины, но не в состоянии обеспечить заметного коррозионного продвижения трещины за эхо время, поскольку общая плотность коррозионного тока D на аноДе вследствие его большой площади (21 ) весьма мала. По-видимому, эта пара, равно как и пара дифференциальной аэрации, влияет на коррозионное подрастание трещины только в самом начале ее развития, когда анодная (по отношению к поверхности детали) площадь ее стенок еще очень незначительна. Из этого следует, что на рассматриваемом этапе чисто коррозионное подрастание трещины реализуется преимущественно за счет локальной коррозии по месту СОП в ее вершине. [c.99]

Высокая электропроводность морской воды создает благоприятные условия для работы макропар в случае контакта двух металлов или сплавов. Обрастание металла водорослями и другими микроорганизмами влияет на протекание коррозии. Так, вследствие затрудненности подвода кислорода к поверхности стали из-за обрастания общая коррозия может уменьшиться, а из-за увеличения мощности пар дифференциальной аэрации под слоем обрастания развивается язвенная коррозия. [c.38]

Эффект неравномерной (дифференциальной) аэрации можно количественно оценить по величине тока, протекающего между одинаковыми железными или цинковыми образцами, погруженными Б раствор Na l, разделенный диафрагмой (пористой пере- [c.246]

Ранее было указано, что па скорость коррозии металлов оказывает влияние и характер обработки поверхности конструкции. Экспериментально было установлено, что гладкая поверхность металла по сравнению с rpy6oii, шероховатой, обладает большей стойкостью к коррозии. Гладкая поверхность металла имеет меньше различных дефектов в виде зазоров, царапин и т. д., которые могут явиться причиной образования очагов коррозии. Так, например, поверхности, грубо обработанные резцом,. могут подвергаться более сильной коррозии вследствие того, что к поверхности металла, лежащего в углублении рисок, будет поступать меньше кислорода, чем к участкам, лежащим на гребнях поэтому в случае 1ейтраль[юй или щелочной среды, когда процесс коррозии металла идет с кислородной деполяризацией, па участках с большей концентрацией кислорода (гребни) потенциал будет более положителен, чем на участках с меньшей концентрацией кислорода (углубление), и вследствие дифференциальной аэрации возникает коррозионный микроэлемент. [c.84]

В концентрационных элементах два одинаковых электрода контактируют с растворами разных составов. Существуют два типа концентрационных элементов. Первый называется солевым концентрационным элементом. Например, если один медный электрод погружен в концентрированный раствор сульфата меди, а другой — в разбавленный (рис. 2.3), то при замыкании такого элемента медь будет растворяться с электрода, находящегося в разбавленном растворе (анод) и осаждаться на другом электроде (катоде). Обе реакции ведут к выравниванию концентрации растворов. Другой тип концентрационного элемента, имеющий большое практическое значение, — элемент дифференциальной аэрации. Примером может служить элемент из двух железных электродов, погруженных в разбавленный раствор Na l, причем у одного электрода (катода) электролит интенсивно насыщается воздухом, а у другого (анода) — деаэрируется азотом. Различие в концентрации кислорода сопровождается возникновением разности потенциалов, что обусловливает протекание тока (рис. 2.4). Возникновение элемента этого вида вызывает разрушения в щелях (щелевая коррозия), образующихся на стыках труб или в резьбовых соединениях, поскольку концентрация кислорода в щелях ниже, чем снаружи. Этим также объясняется язвенное разрушение под слоем ржавчины (рис. 2.5) или коррозия на границе раздела раствор—.воздух (рис. 2.6). Доступ кислорода к участкам металла, покрытым ржавчиной или другими твердыми продуктами коррозии, затруднен по сравнению с участками, покрытыми тонкими пленками или свободными от них. [c.25]

Алюминий склонен к образованию питтинга в водах, содержащих ионы С1 . Это особенно сильно проявляется в щелях или застойных зонах, где пассивность нарушается в результате образования элементов дифференциальной аэрации. Механизм питтин-гообразования аналогичен механизму для нержавеющих сталей, описанному в разд. 18.4.1 и в этом случае наблюдается критический потенциал, ниже которого питтинг не возникает [4, 5]. При наличии в воде следов ионов Си + (даже в количестве 0,1 мг/л) или Fe + они реагируют с алюминием, и на отдельных участках отлагаются металлическая медь или железо. Эти металлы выполняют роль катодов, сдвигая коррозионный потенциал в положительном направлении до значения критического потенциала пит-тингообразования. Таким образом, они стимулируют как возникновение питтинга, так и его рост под действием гальванических [c.342]

Алюминиевые емкости для хранения авиационных топлив подвергаются коррозии в результате развития в керосинах микроорганизмов [12—15]. Основную роль среди этих микроорганизмов играет гриб ladosporium resinae [12]. Возможность и место протекания микробиологических процессов определяют в первую очередь температура и наличие воды. Рост микроорганизмов начинается на границе раздела топлива и воды, адсорбированной на. поверхности металла. В результате на поверхности бака образуется слой гриба. Скорость роста этого слоя контролируется температурой она максимальна при 30—35 °С. Последующую коррозию объясняют действием водорастворимых органических кислот, которые образуются в результате метаболизма микроорганизмов. Она может быть также следствием недостатка кислорода над растущим слоем гриба (элементы дифференциальной аэрации). Коррозию такого типа можно устранить, добавляя в топливо биоциды [12]. [c.346]

Источником кислорода служит не только воздушная среда, но и процесс фотосинтеза высших растений, который в некстгорых случаях приводит к локальному повьшюнию концентрации растворенного в воде кислорода и усилению действия коррозионных пар дифференциальной аэрации. Содержание кислорода в морской воде достигает 12 мг/л. Наибольшее количество кислорода содержится в поверхностных слоях воды. С увеличением глубины оно уменьшаете , а начиная с определенной глубины, может опять возрастать. Так, например, в воде Тихого океана содержание кислорода составляет, г/л на поверхности - 5,8 на глубине 700 м - 0,25 1500 м - 1,00. В воде Атлантического океана этот показатель соответственно равен 4,59 3,11 и 5,73 г/л [28]. [c.14]

Средняя ориентировочная скорость коррозии незащищенных кон-струквд1й небольшой протяженности из низколегированной стали составляет 0,2—0,4 мм/год. На протяженных объектах, например трубопроводах, в связи с воздействием макропар дифференциальной аэрации и особенно блуждающих токов скорость коррозии значительно выше. У серого чугуна скорость коррозии в 1,5—2 раза выше, чем у стали. Однако эта разница не имеет существенного значения, так как вследствие более толстых стенок чугунных труб и затухающего характера почвенной коррозии чугунные трубы работают часто дольше стальных. [c.47]

Вследствие резкой гетерогенности грунтов весьма вероятно возникновение контактов металла сооружения с различными почвенными электролитами, отличными по pH, минерализации, составу минеральных солей, составу растворенных в электролите газов и составу газовой фазы грунта. Наиболее известна макрокоррозионная пара дифференциальной аэрации. Она образуется из-за различной диффузии кислорода — основного деполяризатора катодных реакций — к различным участкам сооружения из-за либо различий в диффузионных свойствах среды, либо разности путей диффузии. [c.185]

Результаты экспериментальных работ и фактические данные о коррозии трубопроводов показывают подчиненную роль макрокоррозионных пар дифференциальной аэрации в коррозионном процессе на стальных сооружениях в грунтах. [c.185]

Кислород может тормозить протекание анодного процесса, вызывая пассивацию металла, особенно в щелочных электролитах. При неполной пассивации на внутренней поверхности котельных труб отмечается образование язв, питтиногов, а также разрушений, вызванных действием пар дифференциальной аэрации. [c.59]

Поступление кислорода. Кислород принимает участие в катодной реакции и поэтому его присутствие является предпосылкой для коррозии в почве. Содержание кислорода сравнительно высоко над уровнем грунтовых вод и значительно ниже под ним. Оно также изменяется с типом почвы, например в песке оно велико, а в глине -ниже. При этом содержание кислорода значительно выше в мелкограиулированной почве, которая была взрыхлена, например в процессе земляных работ, чем в почвах, находящихся в нетронутом, естественном состоянии. Если протяженная конструкция, например трубопровод, пересекает два или более типа почв, например песок и глину, имеющие различные характеристики в отношении проникновения кислорода, то может образоваться концентрационный элемент, а именно, элемент дифференциальной аэрации (рис. 52). В таком элементе анод расположен там, где подвод кислорода затруднен, и там наблюдается описанная выше локальная коррозия. Коррозионные элементы по той же причине могут возникать там, где конструкция окружена смешанной почвой, содержащей, например куски глины. Под этими кусками, в местах их соприкосновения с металлом будет происходить образование питтингов (рис. S3). Концентрационный элемент может также образоваться на конструкции, пересекающей уровень грунтовых вод, поскольку выше этого уровня проникновение кислорода происходит легче, чем ниже его. Поэтому локальная [c.51]

Другой тип изменения цвета называют солевыми пятнами , так как они возникают, если на поверхности присутствуют гигроскопические соли. Последние могут, например, появляться в результате испарения остатков хлоридсодержащей промывной воды, использованной после травления. В каплях раствора, образующихся вокруг гигроскопичных кристаллов соли, возникают элементы дифференциальной аэрации, в ретультате действия которых появляется темный оксид меди. [c.132]

Приблизительно аналогичная картина найдццается и в случае токов дифференциальной аэрации на железе /1 . В обоих случаях, в завиоимооти от состава раствора, ток иногда оказывается большим нрв малой и малым—ари большой общей разности потенциалов между алектродами. Высказанные соображения и уравнение 5 помогают понять подобные факты. [c.18]

Станем называть макрокоррозионной иарой замкнутую систему из двух и более электродов, для каждого из которых по тем или иным причинам условия протекания парциальных электрохимических процессов анодного и катодного направлений не совпадают. Такие системы, в частности, образуют два разнородных металла, погруженных в один и тот же раствор. Макрокоррозионные пары возникают, если металл находится в растворе, состав которого по какому-либо компоненту не одинаков, а различается на границе с разными участками его поверхности. Примером служат пары дифференциальной аэрации Эванса или пары, обусловленные различием концентрации других каких-либо (помимо кислорода) окислителей в растворе. Наконец, интересной разновидностью служат пары, возникающие, когда два электрода из одного и того же металла погружены соответственно в холодный и горячий раствор. [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...