Коррозионная активность сред влияние на коррозию металлов

Глава начинается с достаточно элементарного анализа проблемы ползучести и разрушения конструкционных сплавов под напряжением при высоких температурах и описания различных эффектов, наблюдаемых при воздействии внешней среды. Затем следует краткий обзор высокотемпературной коррозии и обсуждение многочисленных путей ее влияния на механические свойства сплавов, после чего уже непосредственно рассмотрены коррозионная ползучесть и разрушение материалов вследствие коррозии под напряжением. Следует отметить, что в данной главе рассматриваются процессы, протекающие при высоких температурах, как правило выше 0,5 Тт, где Тт — абсолютная температура плавления рассматриваемого сплава. Поэтому в круг обсуждаемых вопросов не входят такие сложные явления, как коррозионное растрескивание под напряжением, охрупчивание при контакте с жидким металлом или понижение сопротивления излому, вызванное поверхностно-активными веществами. По этим вопросам имеются авторитетные обзоры [8, 9]. [c.9]

На практике часто имеют место случаи, когда детали работают в условиях одновременного воздействия циклических механических напряжений, повышенных температур и периодического контакта с коррозионной средой. Периодическая подача среды на нагретую деталь приводит к возникновению градиента механических напряжений, которые могут быть самостоятельной причиной усталостного разрушения металлов или, суммируясь с напряжениями от внешней нагрузки, — интенсифицировать процесс разрушения. Отрицательное влияние периодической подачи коррозионной среды связывают не только с возникновением термических напряжений, но и, по всей вероятности, с облегчением разрушения пассива-ционных пленок или продуктов коррозии на поверхности детали, что способствует более активному взаимодействию ее со средой. [c.107]

Ниже проведена оценка влияния наиболее значащих факторов испытаний на развитие в металле трещин. Особое внимание уделено особенностям коррозионных поражений сварных соединений. Как известно, склонность (К) металлических конструкций к разрушениям в активных рабочих средах определяется тремя основными условиями (82) свойствами металла (М) напряженным состоянием (Н) воздействием среды (с), т.е. М + Н + С = К. Тогда возможны различные виды разрушения конструкции от механического разрущения, когда роль среды незначительна, до видов разрушений, когда незначительна роль напряжений, например, при сплошной коррозии. В настоящем разделе рассматривается лишь один из трех факторов — фактор среды (С), значимость которого, в свою очередь, зависит от состава, концентрации, температуры, давления и условий контакта испытательной среды. [c.71]

Большинство предшествующих исследований коррозии, вызванной суль-фатвосстанавливающими бактериями, было посвящено почвенной коррозии или влиянию лабораторных культур бактерий. Очень мало внимания уделялось важной роли сульфатвосстанавливающих бактерий в морских средах. Рассмотренные выше результаты натурных коррозионных испытаний, проведенных Научно-исследовательской лабораторией ВМС США, показывают, что эти анаэробные бактерии оказывают определяющее влияние на коррозию конструкционных сплавов на основе железа в океане. Во всех местах, включая полусоленые воды бухты Чисапик, сульфатвосстанавливающие бактерии оказывали воздействие на металл. К концу первого года экспозиции коррозионные продукты, содержащие сульфид железа, были обнаружены на большинстве образцов. Питтинг на всех пластинах был умеренным. Отдельные раковины или участки с толстым слоем отложений не приводили к образованию более глубоких питтингов. В результате деятельности анаэробных бактерий на всех металлических поверхностях под образовавшимся слоем продуктов коррозии и приросших морских организмов возникал мягкий, плохо сцепленный с металлом слой, состоявший в основном из сульфида железа. При наличии такого слоя расположенные над ним продукты коррозии и обрастания легко удаляются большими целыми кусками. Проведенные испытания показали, что при образовании на металле в процессе обрастания достаточно толстого сплошного покрытия создаются анаэробные условия. При этом процесс коррозии определяется бактериальной активностью. [c.450]

В основе механизма усталостного разрушения металлов, в какой бы среде оно ни происходило, лежит образование и развитие в процессе циклического нагружения микротрещин усталости. Факторы, способствующие процессу образования микротрещин усталости и облегчающие их дальнейшее развитие, будут тем самым снижать усталостную прочность металлов и, наоборот, факторы, затрудняющие образование этих трещин, замедляющие их развитие, будут способствовать возрастанию усталостной прочности. Влияние адсорбционно- и коррозионно-активных сред на усталостную прочность металлов зависит от того, в какой мере обеспечено возникновение пластических сдвигов в отдельных, наиболее нагру/кенных или наименее прочных зернах, и развитие на этой основе трещин усталости в поверхностном слое образца. Здесь важно подчеркнуть, что влияние коррозионной среды на усталостную прочность имеет место лшшь в том случае, когда коррозия развивается на внутренних поверхностях раскрывающихся микротрещин усталости. Справедливость этого утверждения следует из тех, хорошо известных фактов, что анодная поляризация циклически нагруженных образцов, увеличивая во много раз общую коррозию (с внешней поверхности металла), не снижает усталостной прочности известно также, что сжимающие напряжения, созданные в поверхностном слое образца обкаткой его роликами или обдувкой дробью, увеличивая общую коррозию, тем не менее повышают усталостную прочность металла в коррозионной среде. [c.162]

О наличии межкристаллитной коррозии можно было судить только на основании металлографического анализа. Быстрый и простой метод определения межкристаллитной коррозии по появлению треищн при загибе образца на 90°. применяемый для хромоникелевых сталей, в случае высокохромистых сталей оказался не пригодным, так как даже без испытания в коррозионно активных средах пониженная пластичность и ударная вязкость основного металла стали Х25Т и особенно зоны термического влияния в сварных соединениях (табл. 3) часто приводят к появлению трещин механического происхождения. [c.77]

Статья Бигоса дает солидный обзор по практике защиты в США. Он высказывает некоторые не совсем обычные взгляды. Он утверждает, что если разрушенная окалина оказывает очень вредное влияние в сильно агрессивной среде, то она может быть относительно безвредной в атмосфере средней активности (он указывает, что имеет ввиду прочно держащуюся окалину, не потерявшую сцепления с металлом в результате ржавления). Относительно разных атмосфер он утверждает, что американские промышленные атмосферы очень коррозионно-активны при испытании на открытых стендах, но начальная скорость коррозии (0,125 мм) быстро падает до 0,0125 мм в год в морской атмосфере начальная скорость коррозии ниже, но она уменьшается во вре- [c.532]

Большое влияние на коррозионную активность атмосферы имеет продолжительность нахождения влажной пленки на поверхности металла. Поэтому на скорость атмосферной коррозии влияет ориентация поверхности стали, так как от нее зависят количества влаги и загрязнений, попадающих на поверхность металла. Опыт показьшает, что поверхность, расположенная под углом 45°, корродирует на 10-20% быстрее, чем вертикальная. Часто более интенсивно развивается коррозионный процесс на поверхности металла, обращенной к земле, чем на верхней поверхности. Скорость атмосферной коррозии зависит от массы металла и влияет на продолжительность выравнивания температуры поверхности металла в зависимости от температуры окружающей среды. Это в свою очередь определяет количество конденсирующейся влаги и время, в течение которого поверхность металла остается влажной после дождя или росы. [c.10]

Результаты коррозионных испытаний металлов в условиях коксования (при различных температурах, напряженных состояниях образцов, содержания серы и длительности температурного воздействия) показывают, что с увеличением температуры скорость коррозии экспоненциально возрастает [25]. При температуре 300-320 °С характер влияния напряжений в образце изменяется. По нашему мнению, это связано с протеканием на поверхности металла, контактирующей с нефтяным остатком, конкурирующих взаимовлияющих процессов. Образующиеся на поверхности в результате действия напряжений активные центры, с одной стороны, интенсифицируют процессы коррозии в начальный момент времени, а с другой стороны, создают благоприятные условия для образования кокса, что в последующем ведет к их блокированию. В дальнейшем действие этого фактора преобладает. Такой характер коррозионного разрушения под напряжением в средах коксования более четко выражен при повышенных температурах, поскольку интенсивность коксообразования при этом значительно возрастает. [c.21]

Коррозионно-активными составляющими золы твердых топлив являются соединения серы, щелочных металлов и хлора. Хотя их содержание в золе невелико, присутствие этих соединений в отложениях приводит к значительному увеличению скорости коррозии металлов по сравнению со скоростью коррозии в газовых средах, содержащих кислород. Поэтому, например, максимальную температуру поверхностей нагрева угольных котлов, изготовленных из перлитных сталей, ограничивают обычно значением 540—580 °С. Коррозионные повреждения при сгорании углей вызываются в основном сульфатами щелочных металлов, а при сгорании сланцев — хлоридами щелочных металлов. Обычно указывается на определяющее влияние двойных сульфатов Na3Fe(S04)g и КзРе(504)з в процессах коррозии сталей в золо-вых отложениях, образующихся при сгорании углей. Двойные сульфаты образуются из сульфатов щелочных металлов (возникающих в процессе горения), а также из SO3 и FejOg. На стальных поверхностях происходит восстановление двойных сульфатов [c.223]

Вторая часть справочника содержит данные о влиянии химически активных сред на некоторые физические, главным образом механические свойства материалов. По сравнению с имеющимся рбъемом информации о скорости коррозии количество публикаций по коррозионно-механическим свойствам материалов невелико. Предлагаемая сводка, суммирующая в какой-то мере опыт химической промышленности, является первой в справочной литературе попыткой объединения сведений о склонности сталей и сплавов к коррозионному растрескиванию и о влиянии различных сред на прочность и пластичность металлов, пластмасс и резин. Число сред, представленных в разделе, далеко не исчерпывает номенклатуры важнейших соединений, но все же позволяет получить сведения о таких промышленно важных явлениях, как сульфидное и хлоридное растрескивание сталей, щелочная хрупкость, водородная коррозия и охрупчивание, аммиачное растрескивание медных сплавов, изменение механических свойств неметаллических материалов под действием галогенпроизводных, аммиака, киС лот и т. д. [c.4]

Стоимость защиты стали от коррозии в морских условиях очень высока, однако нередко эти затраты бывают отчасти излишними. Можно назвать две причины подобной перезащиты . Во-первых, объемный и непривлекательный вид продуктов коррозии, создающий впечатление значительного разрушения металла, хотя действительные скорости коррозии материала при продолжительной эксплуатации известны сравнительно плохо. Скорости коррозии, приводимые в литературе, получены, как правило, в краткосрочных испытаниях и представляют средние значения за весь период экспозиции. Известно, однако, что коррозия углеродистой стали в морских условиях обычно протекает очень быстро в начальный период, а затем выходит на стационарный режим, характеризуемый линейной зависимостью. Этот линейный участок зависимости коррозионных потерь от времени и определяет стационарную скорость коррозии — наиболее важный параметр для оценки срока службы стальной конструкции в морской воде. Во-вторых, чрезмерные защитные меры связаны с плохо изученным влиянием биологической активности среды на скорости коррозии металла. Сплавы на основе железа, по-видимому, в наибольшей степени подверл<ены воздействию морских организмов среди всех металлов, однако эти биологические факторы практически игнорируются коррозионистами. В классических курсах коррозии влияние биологической активности на коррозионные процессы либо не упоминается совсем, либо считается несущественным и изолированным явлением. [c.441]

Результаты длительных и краткосрочных коррозионных испытаний конструкционной углеродистой стали в естественных водных средах свидетельствуют о существенном влиянии морских организмов на скорости коррозии сплавов на основе железа в морской воде. В начальный период экспозиции, пока обрастание макроорганизмами не привело к образованию сплошного покрытия, наблюдались очень высокие скорости коррозии (до 400 мкм/год). Продолжительность этого начального периода, тип и интенсивность обрастания, а также коррозионные потери в течение первого года экспозиции в разных местах могут значительно отличаться. К концу первых 1—1,5 лег экспозиции большинство исследованных образцов было покрыто толстым слоем морских организмов, участвующих в обрастании. Хотя состав этих естественных покрытий сильно изменялся в зависимости от географического положения места испытаний, все они оказывали существенное защитное влияние на стальные пластины. Защитные свойства естественных покрытий, образующихся при обрастании, значительно уменьшаются, когда они становятся достаточно толстыми (биологически активными) и препятствуют проникновению кислорода к поверхности металла. В этих условиях процесс коррозии контролируется сульфатвосстанавливающими бактериями, активными в анаэробной среде на поверхности металла, сохраняющейся благодаря самозалечивающемуся покрытию, возникшему при обрастании. Скорость коррозии стали приобретает стационарное значение, причем для различных мест эти значения очень близки. [c.453]

Технологические среды химических производств отличаются большим многообразием, различным сочетанием коррозионно-активных компонентов, и в каждом конкретном случае требуют своего решения. Поэтому в этой части 1сниги будут рассмотрены общие вопросы — влияние конструктивных факторов на развитие коррозионных разрушений машин и аппаратов и некоторые виды газовой коррозии, которые приводят к специфическим деструктивным изменениям металлов и сплавов. [c.150]

Карпенко экспериментально показал некоторое снижение усталостной кривой в коррозионно-инертной среде, содержащей поверхностно активные вещества, по сравнению с такой же кривой, полученной на воздухе. Отсюда он делает вывод, что начальная стадия разрушения металла при коррозии под напряжением обязана адсорбционно-расклинивающему эффекту поверхностно активных элементов коррозионной среды и проявляется в образовании ультрамикротрещин, которые в дальнейшем развиваются за счет обычного коррозионного процесса, протекающего в них. По мнению Карпенко, одним из важных факторов, по-видимому в пользу его точки зрения, являются эксперименты, в которых не было обнаружено влияние анодной поляризации на усталостную прочность стали. [c.40]

Результаты обследования показали, что для всех рассмотренных котлов в зоне коррозии экранные трубы, как правило, активно омываются топочной средой. Эта зона характеризуется повышенными температурами металла труб и их внутренней удельной загрязненностью. Общий характер расположения зон активной коррозии говорит о влиянии на него близости факела крайних к экрану горелок топки как за счет возрастания температуры топочной среды в пристенной зоне, так и за счет увеличения подачи к поверхности труб коррозионно-активных компонентов топочных газов. Как правило, зона активной коррозии экранов располагается в топке на уровне ядра факела, на наиболее теплонапряженных участках панелей труб. Измерения падающих тепловых потоков через штатные лючки на боковом экране НРЧ и по ширине верхнего ската экрана котла ТПП-210 свидетельствуют, что как в нредтопке, так и в открытой части экранов имеют место высокие тепловые нагрузки. По данным Ю. Г. Дашкиева в открытой части экранов в сечении пережима уровень тепловых потоков примерно одинаков для бокового и заднего экранов. [c.118]

Ориентировочно можно утверждать, что более высокое содержание солей, а следовательно, и более высокое значение электропроводности среды, соответствуют более высокой ее агрессивности. Исходя из этого положения, в практике выявления коррозионного поведения подземных сооружений применяют метод определения удельного сопротивления среды для оценки ее коррозионной активности. Почвы при удельном электросопротивлении менее 10 ом -м относятся к высокоагрессивным, при удельном сопротивлении 10—20 ом-м считаются среднеагрессивными, а при 20 ом-м и более — малоагрессивными. Структура почвы оказывает существенное влияние на скорость коррозии, так как она определяет условия поступления кислорода. Поэтому общая потеря массы металла больше в песчаных грунтах, а проницаемость его больше в глине (рис. 8). [c.25]

Среда, окружающая металл, подверженный действию повторнопеременных напряжении, оказывает сильное влияние на его сопротивляемость усталости. В то время как химически неактивные среды — чистый сухой воздух, чистые углеводороды — практически не влияют на выносливость, химически активные среды, такие как влажный воздух, вода и водные растворы различных электролитов (кислот, щелочей, солей и ряда органических соединений), вызывают коррозионную усталость (гл. I) — явление, выражающееся в сильном снижении усталостной прочности под влиянием коррозии. [c.205]

Анализ исследований, выполненных в нашей стране и за рубежом, позволяет отметить следующие характерные особенности воздействия сероводорода на металлы. Воздействие сероводорода проявляется тем сильнее, чем выше прочностные характеристики металла - твердость, предел текучести и предел прочности. Механические напряжения играют большую роль в процессе коррозионного растрескивания, стимулируя электрохимическое локальное растворение металла, и, как следствие, зарождение и развитие трещин. Степень коррозионного воздействия 3 1висит от отношения приложенного напряжения к пределу текучести. Исследования влияния pH раствора на коррозию малоуглеродистых сталей в системе НгЗ - СО - НгО показали значительное снижение коррозии с переходом от кислых к нейтральным и щелочным растворам. Считается, что при pH > > 10 коррозионное растрескивание не происходит. Необходимым условием для протекания активных процессов коррозии в сероводородсодержащих средах является наличие влаги, в которой сероводород нгосодится в диссоциированном состоянии. При этом коррозионные процессы приобретают электрохимический характер, катодный процесс протекает с водородной деполяризацией, в результате которой появляется водород в атомарной и молекулярной формг1х. При относительно малой влажности (4-26 %) сероводород оказывает незначительное влияние на углеродистые стали, вызывая за 30 сут только потускнение его поверхности. Наличие капельной влаги увеличивает коррозию сталей примерно в 100 раз по сравнению с сухим газом [138]. С повышением внутренних напряжений возникает [c.18]

В ряде работ было показано, что в аустенитно-ферритных сталях, находящихся в щелочных средах, преимущественному коррозионному разрушению подвергается ферритная структура. Отмеченное подтверждается результатами работы [9], в которой показано влияние погонной энергии на коррозионную стойкость сварных соединений стали типа 10X21Н5Т, выполненных дуговой сваркой под флюсом. В качестве сварочных материалов использовали проволоку 5СВ-04Х19Н10Б (аустенитный вариант) и 5Св-10Х21Н5Т (аустенитно-ферритный вариант). С увеличением погонной энергии от 320 до 3700 кДж/м скорость коррозии сварных соединений при аустенитном варианте в 40 %-ном водном растворе едкого натра возрастает в 6 раз. Это объясняется, с одной стороны, увеличением содержания ферритной фазы в металле околошовного участка ЗТВ, склонной к растворению в коррозион-но-активной среде, а с другой — возрастанием тока коррозии в макросистеме аустенитный шов — аустенитно-ферритный основной металл из-за наличия разности потенциалов между ними. [c.281]

Определенную помощь для уменьщения расходов и времени на коррозионный прогноз может оказать программа для проведения прогноза коррозионной стойкости нержавеющих сталей в водных сульфатсодержащих средах [102]. Программа учитывает влияние шести независимых факторов коррозии температуру, pH среды, скорость движения водного раствора, концентрацию растворенного кислорода и ионов Ре + и С1 . Для определения коррозионного состояния системы используются термодинамические и экспериментальные параметры данной системы, а также эмпирические зависимости. Программа включает прогнозирование потенциала металла системы, силы тока коррозии, хода поляризационных кривых, области иммунности (активную и пассив1ную), 01на позволяет находить наиболее неблагоприятные сочетания условий, обеспечивающие развитие коррозии. Авторы наметили пути усоверщенствования программы прогнозирования коррозии, что должно повысить точность и достоверность прогноза для величин, характеризующих корродирующую систему. [c.178]

Помимо наличия исходной неоднородности поверхности стали, для развития точечной коррозии необходимы условия, обеспечивающие устойчивую работу коррозионной пары активный участок поверхности (анод) —пассивная поверхность (катод). Устойчивая работа такой пары возможна в том случае, когда возникший точечный анод в данных условиях не пассивируется под влиянием анодного тока (что привело бы к полной пассивации всей поверхности и общему прекращению коррозии). Кроме того, пассивная поверхность, работающая катодом, не должна активироваться под действием установившегося катодного тока (что привело бы к полной ликвидации пассивности на всей поверхности стали и к развитию равномерной коррозии). Подобные условия обеспечиваются наличием, с одной стороны, активных ионов (С1 , Вг ) в растворе и, с другой стороны, одновременным наличием в коррозионной среде кислорода или другого окислителя при не очень низких значениях pH раствора. В этих условиях возникшая активная анодная точка станет развиваться преимущественно не в ширину (по поверхности), а в глубину металла. Это связано с тем, что остальная поверхность находится в стойком пассивном состоянии (за счет хорошего доступа кислорода или другого окислителя) и в глубине питтинга происходит некоторое местнос подкисление среды (в результате протекания иа дне питтинга анодной реакции и выпадения внутри образовавшейся полости вторичных гидроокисных коррозионных продуктов). [c.513]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...