Восстановление растворенного на поверхности корродирующего

Образовавшийся на поверхности корродирующей латуни слой мелкокристаллической меди практически не тормозит анодное растворение латуни, но восстановление ионов меди из раствора является дополнительным катодным процессом и поэтому скорость коррозии латуни возрастает примерно в 1,5 раза. Дело осложняется тем, что осаждение меди начинается в наиболее активных точках поверхности и это провоцирует возникновение ряда локальных коррозионных поражений. Из них наиболее опасными являются пробочное разрушение (язвы, заполненные губчатой медью) и растрескивание. [c.216]

Рис. IV, 10. Поляризационные кривые, описывающие восстановление кислорода в водном растворе на поверхности корродирующего металла.

Поверхность корродирующего в электролите металла представляет собой короткозамкнутый многоэлектродный, в простейшем случае— бинарный (двухэлектродный) гальванический эле мент. Переход ионов металла с анодных участков в раствор, одновременное перемещение электронов по металлу от анодных участков к катодным и восстановление деполяризатора на катодных участках создают так называемые коррозионные (локальные) гальванические токи, суммарная величина которых определяет материальный эффект коррозии. При катодной поляризации металла притекающий к нему от внешнего источника ток противодействует току в цепи локальных анодов, вследствие чего снижается коррозия защищаемого металла. [c.198]

В СВЯЗИ С ЭТИМ возникает вопрос первичным или вторичным ингибитором является ФАК Иначе говоря, имеются ли на поверхности корродирующего металла продукты превращения ФАК и можно ли им приписать ответственность за адсорбцию и ингибирование. С помощью весьма чувствительной реакции арсина с раствором хлорида двухвалентной ртути в эфире можно обнаружить следы продукта (IV). Однако в газовой атмосфере над корродирующим железом в соляной кислоте и в водном растворе кислоты арсин обнаружен не был. Интересно, что в этих же условиях при замене железа на цинк арсин обнаруживается. Вероятно, в указанных условиях при выделении водорода на железе ФАК либо не восстанавливается, либо восстановление идет до образования промежуточных продуктов (II) и (III). [c.50]

Общая скорость коррозии зависит от удельной силы тока, которая приходится на единицу поверхности корродирующего металла. В том случае, если в раствор перейдет лишь 1 % поверхностных атомов, металл приобретает потенциал, близкий к I В [76]. Так как расстояние между частицами электронов и ионами составляется всего около 10- см, при таком потенциале возникают весьма значительные силы электростатического взаимодействия, которые удерживают ионы. Поэтому длительный процесс перехода ион-атомов металла из решетки в раствор в таких условиях невозможен без одновременного процесса реакции восстановления, связанной с ассимиляцией избыточных электронов. При наличии двух реакций процесс может развиваться непрерывно. [c.35]

Для любого корродирующего металла количество его, переходящее в раствор на анодных участках, эквивалентно количеству продуктов восстановления на катодных, т. е. для любого участка поверхности металла /а = / . Соответствующая плотность тока на анодных участках зависит от площади анодной поверхности металла А . В общем, IJA = а IJA = / , но /а = / , только если Ла = (т. е. если 50 % площади поверхности является анодом, а 50 % — катодом). При этом условии общее уравнение отношения анод—катод /внеш = может быть приведено к соотношению между плотностями тока /внеш = /а — /к [c.61]

Целевая коррозия представляет собой существенно локализованный процесс ускоренной коррозии в щелях, трещинах и других дефектах малого объема, где корродирующий металл контактирует с неподвижным раствором. Например, щелевая коррозия возможна в уплотнительных соединениях, на прижатых поверхностях, в соединениях внахлестку, под головками болтов и заклепок, под налетом грязи, накипи или продуктов коррозии. До недавнего времени предполагалось, что щелевая коррозия является следствием разности концентрации либо кислорода, либо ионов металла в щели по сравнению с концентрацией их в окружающем металле. Результаты более поздних исследований свидетельствуют, однако, о том, что локальные реакции окисления и восстановления приводят к уменьшению концентрации кислорода в области щели, что вызывает увеличение положительного заряда в щели вследствие увеличения концентрации ионов металла. Это в свою очередь вызывает потоки ионов хлора и кислорода в щель, которые ускоряют процесс коррозии в щели. [c.596]

Электрохимической коррозией называют процесс самопроизвольного взаимодействия металла с жидкостью— электролитом, в ходе которого последовательно протекает окисление металла и восстановление окислительного компонента окислительный компонент при этом не входит в состав продукта коррозии (например, Ре + НгО Ге(0Н)2 + 2Н -I- 2е). По процессу электрохимической коррозии корродирует подавляющее большинство металлических изделий. Электролитами могут быть всевозможные электропроводные жидкости, чаще всего щелочи, водные растворы кислот, солей, газов. При соприкосновении металла с электролитом ионы с поверхности металла переходят в электролит, определяя возникновение между ними электродвижущей силы. В отличие от обычного растворения (например, соли в воде), которое прекращается, когда раствор становится насыщенным, при растворении металла в электролит переходят лишь положительно заряженные ионы, в результате чего электролит, находящийся в контакте с металлом, заряжается положительно, а металл — отрицательно (за счет оставшихся электронов). [c.151]

В растворах солей многовалентных металлов (таких, как железо, ртуть, олово) сплавы Си — Ni корродируют со скоростью до 0,0Э8 см сутки. Соли металлов более благородных, чем медь (например, азотнокислые соли ртути или серебра), вызывают коррозию сплавов Си — Ni с такой же приблизительно скоростью, причем происходит восстановление ртути или серебра. Серебро, осаждающееся на поверхности сплава, иногда неравномерно осыпается, что благоприятствует развитию местной и точечной коррозии. Слой жидкой ртути, образовавшийся при реакции с ртутными солями, может проникать в сплав вдоль границ зерен, если в изделии имеются внутренние напряжения или если оно служит под нагрузкой. [c.212]

Явление, связанное с разрывом и восстановлением пленки помогает также нам понять, почему необходимо поддерживать малую концентрацию ингибитора в воде даже после того, как непрерывная пленка образовалась на всей поверхности. Железо, погруженное на некоторое время в раствор хромата калия, не испытывает заметного изменения, однако оно начнет постепенно корродировать, если его переместить в чистую воду. Благотворное последействие хромата можно продлить, если устранить неупорядоченный слой материала (который образовался или после шлифовки, или в результате случайного повреждения поверхности). Это было продемонстрировано на образцах, которые подвергались по очереди 1) шлифовке 2) травлению в кислоте с целью устранения дефективных участков, на которых в первую очередь развивается коррозия 3) погружению в электролит, содержащий хромат и хлорид в отношениях, при которых начинается местная коррозия таким образом удалялся материал, чувствительный к коррозии 4) удалению продуктов коррозии и, наконец, 5) промывке. Образцы, обработанные таким образом и помещенные в обычную воду, сохраняли пассивность в течение времени приблизительно в 100 раз большем, чем то, которое требовалось для образцов, не подвергнутых специальной обработке. Установлено, что образцы вели себя аналогичным образом при помещении их в воду из самых различных источников. При погружении в мягкие болотные воды, в которых необработанный образец железа покрывается продуктами коррозии приблизительно через час, потребовалось несколько дней, для того чтобы обработанный таким образом образец начал корродировать. Жесткая вода из известнякового источника приобретала окраску, характерную для ржавчины, через день после погружения в нее необработанного металла в случае же обработанного образца для появления окраски потребовалось несколько месяцев. Описанный процесс обработки металлов, вероятно, не имеет никакого практического значения, однако он может служить подтверждением правильности развитых выше взглядов [1041. [c.167]

Влияние примесей на коррозию с кислородной деполяризацией. На стр. 86, 293 отмечалось, что в то время как примеси оказывают большое влияние на коррозию цинка в кислотах, где катодной реакцией является выделение водорода, их влияние незначительно в случае коррозии цинка, частично погруженного в раствор хлористой соли, т. е. в случае, когда катодный процесс заключается в восстановлении кислорода. Бианки обнаружил, что влияние примесей на скорость коррозии в таких случаях может зависеть от формы сосуда, в котором производится опыт. Он изучал поведение образцов-цинка, предварительно обрабатывавшихся в кислоте, что приводит к концентрированию катодных примесей в цинке на поверхности, испытывая их при неполном погружении в нейтральном растворе хлористого натрия в узких и в широких сосудах (фиг. 159, е, ж и з). Как правило, коррозия в широком сосуде протекала быстрее, чем в узком. Образцы цинка, не обрабатывавшиеся в кислоте, корродировали медленнее, причем скорость коррозии не зависела от формы образца. Ясно, что катодные примеси действуют,. [c.765]

Предложены самые разнообразные механизмы действия катионов, однако ни один из них не может исчерпывающим образом объяснить ингибирующее и стимулирующее действие. Ингибирующее действие катионов объясняется их адсорбцией на поверхности корродирующего металла в гидратированном состоянии, образованием монослоя восстановленного металла, образованием интерметаллических соединений, как, например, РеЗпг, чрезвычайно устойчивого в кислых средах, изменением характера катодной или анодной реакции, восстановлением ионов, способствующих коррозии и т. п. Так, в последнем случае, напрл-мер для подавления коррозии котельных сталей, при кислотных очистках паровых котлов используют ионы Sn2+. При растворении отложений образуется значительное количество Fe +, стимулирующего коррозию. Чтобы исключить деполяризующее действие Fe + в солянокислотные моющие растворы вводят Sn +, которые восстанавливают ионы Fe + по реакции [c.60]

Анодное разрушение алюминия чрезвычайно локализовано и хотя анодная поляризационная кривая начинается с более отрицательного уровня,, чем для цинка, она более крутая, и точка пересечения поляризационных кривых, определяющая стационарный потенциал, может лежать при более положительных потенциалах, так что цинк может быть использован для катодной защиты алюминия (стр. 179). Эффективный потенциал алюминия зависит от состава растворов, будучи, как обычно, более активным (более отрицательным) в растворе хлоридов, которые стимулируют анодную реакцию (стр. 223). Таким образом, в соленой воде алюминий, являясь эффективным анодным покрытием по отношению к стали, будет давать катодную защиту на ней при условии, что поверхность корродирующей стали не слишком велика, в то время как в большинстве водопроводных вод алюминий является либо катодом по отношению к стали, либо недостаточно аноден,. чтобы обеспечить необходимый защитный ток (фиг. 101, в). Это было показано в ранних опытах на стальных полосах, покрытых алюминием методом шоопирования. Образцы изгибались для того, чтобы повредить покрытие и погружались в воду. В водопроводной воде Кембриджа (содержащей-бикарбонат кальция, но практически не содержащей хлоридов) ржавление начиналось примерно через 3 часа, в то время как в 0,5 к. раствора NaQ сталь не обнаруживала коррозии даже через 31 сутки. Образцы, покрытые цинком методом распыления, защищались в обоих, электролитах, но разрушение в растворе хлорида протекает более быстро, чем в случае покрытия алюминием если цинк почти израсходован, образцы начинают ржаветь,, и это происходит через 20—27 суток в зависимости от толщины покрытия. Было сделано заключение, что там, где имеется риск повредить покрытие, необходимо в пресной воде применять цинковое покрытие, а для растворов солей, в которых любой из этих металлов дает защиту вначале, алюминиевое покрытие предпочтительнее, поскольку защита будет более длительной. Там, где в покрытии не было царапин, образец, покрытый алюминием распылением, не обнаруживает коррозии в водопроводной воде. Это может быть обусловлено тем, что поры блокируются продуктами коррозии, или тем, что поры не проникают до стали. Иммунитет стали в растворе хлорида в местах изгибов обусловливается катодной защитой царапины, образующиеся при изгибе стали, слишком широки, чтобы можно было бы говорить о блокировании их продуктами коррозии [116]. Иногда катодная защита распыленным-алюминиевым покрытием начинает проявляться лишь через некоторое время. Если какой-либо металл, покрытый окисной пленкой, приводится в соприкосновение с раствором, то нужно время, чтобы микроскопические разрушения разрослись в определенную площадь коррозии. В случае алюминия разрушения наблюдаются только в условиях, когда доставка кислорода мала (стр. 199). Потенциалы алюминиевой полосы, частично погруженной в 0,1 н. КС1, сдвигаются со временем в положительную сторону, что указывает на восстановление пленки, в то время как потенциал цинковых железных или стальных образцов в этих же условиях смещается в отрицательную сторону, что указывает на разрушение пленки [117]. [c.584]

Гатос [20] показал, что оптимальное игнибирование стали в воде с pH = 7,5, содержащей 17 мг/л Na l, происходит при концентрациях, превышающих 0,05 % бензоата натрия или 0,2 % натриевой соли коричной кислоты. С использованием радиоактивного изотопа в качестве индикатора, на поверхности стали, погруженной на 24 ч в 0,1, 0,3 и 0,5 % растворы бензоата натрия, было обнаружено, соответственно, всего лишь 0,07, 0,12 и 0,16 мономолекулярного слоя бензоата (0,25 нм , фактор шероховатости 3). Эти данные подтверждают полученные ранее [12] результаты измерений в бензоате с использованием индикатора Чтобы объяснить, почему столь малое количество бензоата на поверхности металла может увеличивать адсорбцию кислорода или в определенной степени уменьшать восстановление кислорода на катодных участках, требуются дальнейшие исследования. Этот эффект характерен именно для катодных участков на железе, так как при контакте железа с золотом в 0,5 % растворе бензоата натрия восстановление кислорода на золоте, видимо, не замедляется, и железо продолжает корродировать. [c.264]

На рис. 1.15 дана анодная кривая AB D, определенная потенциостати-чески для системы металл— среда, которая подвергается изменению в точке В. По мере того как потенциал становится более положительным, плотность тока возрастает в активной области АВ и достигает критической величины (критической плотности тока г кр), при которой скорость- коррозии внезапно падает благодаря образованию защитной окисной пленки на поверхности металла. В этом случае говорят, что металл пассивен и скорость его коррозии, которая зависит от окисной пленки, значительно меньше, чем в активных условиях. Пассивное состояние определяется также окислительно-восстановительным потенциалом раствора и кинетикой катодной реакции. Линия ПК описывает восстановление ионов Н+ на катоде, когда металл активно корродирует в кислоте. Скорость коррозии и коррозионный потенциал определяются пересечением этой линии и анодной кривой в точке 7. В электролите с высоким окислительно-восстановительным потенциалом, который получают насыщением восстановительной кислоты кислородом или добавлением таких окис- [c.39]

Выделим основные стадии процесса обесцинкования латуней, которые могут бытЬ заторможены с помощью инги> биторов. Для а-латуни, корродирующей в аэрированном водном растворе электролита это ионизация цинка и меди, а также восстановление (обратное осаждение) ионов меди и восстановление молекулярного кислорода. В случае р- и (а-ЬР)-латуни к этим процессам прибавляется стадия фазовой перегруппировки атомов меди н а поверхности с образованием, новой фазы. [c.181]

Цинк. На рис. 66 приведены кривые катодной поляризации цинка в пленках электролита различной толщины. Если в объеме раствора нейтральных солей цинк корродирует со смешанной кислородно-водородной деполяризацией, то в тонких пленках того же электролита, вследствие почти беспрепятственного поступления кислорода к поверхности металла, имеет место преимущественно кислородная деполяризация. Из рисунка видно, что скорость катодного процесса с уменьшением толщины пленки электролита резко возрастает. В пленке толщиной 100 мк цинк работает в качестве катода весьма эффективно, т. е. электрод почти не поляризуется. Скорость восстановления кислорода в тонком слое 100 мк, например при потенциале —0,8 в, увеличивается на цинке в 30 раз. Разность эффективных потенциалов двух электродов, один из которых погружен в раствор, а другой покрыт пленкой электролита, составляет при плотности тока J00 MKal M 400—-500 мв. Таким образом, чем тоньше пленка электролита, [c.107]

При создании как протекторной, так и катодной защиты потенциал металлической конструкции должен быть снижен до такого значения, при котором на всей поверхности конструкции,. контактирующей с электролитом, идут только реакции восстановления (кроме выделения водорода). В таких условиях конструкция не будет корродировать. Значение потенциала, при котором достигается абсолютная защита конструкции, носит название з а-щитного потенциала. Например, для стали в морской воде он равен —0,85 В (относительно электрода медь/насыщенный раствор uSO ). [c.51]

На фиг. 50 приведены графики скорости коррозии этих же сплавов в аэрированных 0,1 н. растворах КС1. Все они корродируют примерно с одинаковыми скоростями [54]. В нейтральных растворах основной катодной реакцией является восстановление кислорода, а эта реакция не зависит от состава поверхности цинковых спла-вов . [c.97]

Магний корродирует в азотной, серной, соляной, фосфорной кислотах. В азотной кислоте магний растворяется бурно с восстановлением HNO3 до катионов NH ", а в концентрированной серной — до H2S. В плавиковой кислоте магний имеет высокую коррозионную стойкость вследствие образования на его поверхности защитной пленки нерастворимого фторида магния Mgp2. [c.140]

Доказательство наличия пленки. На железе отложение сульфата Ре + (или при некоторых обстоятельствах основного сульфата) в результате процесса пассивации приводит к потускнению поверхности, как это отмечено Хеджесом (стр. 218, [17]) и Оливером (стр. 216) но если уже имеет место достаточное выделение кислорода, то кристаллы сульфата покрываются с поверхности пузырьками кислорода и, в основном, снова растворяются если имеет место полная пассивация, то поверхность железа оказывается блестяш,ей, почти такой же, как в начале опыта. Как бы то ни было, пленка действительно существует, как это показано в опытах автора с наклонным анодом (фиг. 51) (прибор конструируется таким образом, чтобы поверхность находилась все время в поле зрения микроскопа) [6]. Образцы изготовлялись из холоднокатаного электролитического железа и шлифовались перед опытом, в качестве раствора применялась 1 н. На504. Внешняя э. д. с. составляла 6 е. Сначала анод корродировал, но высокая плотность тока вскоре приводила к пассивации, так что начинал выделяться кислород. Если затем сила тока на мгновение прерывалась при помощи особого ключа, то анод оставался пассивным, даже когда цепь снова замыкалась, но если ток прерывается длительно, то анод снова становится активным и перед пассивацией (и выделением кислорода) должен еще раз наступить новый период активации (коррозии). Был проведен небольшой опыт, дающий возможность предсказать время, в течение которого должен быть восстановлен ток для того, чтобы иметь в активном состоянии электрод, который еще пассивен в большей части, но уже активен в некоторых точках. Если уловлен правильный момент, то коррозия начинается с активных мест и постепенно распространяется под пленку, присутствующую на пассивных участках, так что пленка таким путем отделяется. Как только контакт с металлом нарушен, пленка становится ясно видимой эта пленка достаточно устойчива в кислотах. Успех опыта зависит от правильного выбора момента для включения и выключения тока было найдено, что следует изменять э. д. с. в пределах 4—6 в при помощи особого ключа, в соответствии с требованием положения, которое необходимо для наблюдения (за процессом) в микроскоп. Необходимы некоторые простые предварительные опыты, после которых может быть получен успешный результат при соответствующей манипуляции с обоими ключами. При отделении пленки необходимо иметь в виду три основных требования 1) пленка, находящаяся в контакте с металлом, разрушается кислотой в отсутствие тока (или когда ток слабый) вследствие восстановительного растворения (это явление будет объяснено ниже) 2) пленка, находящаяся в контакте с металлом, не поддается разрушению кислотой, когда через ячейку протекает сильный ток 3) пленка вне контакта с металлом сопротивляется быстрому разрушению кислотой вне зависимости от того, включен или выключен ток. [c.211]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...