Гальванопары

Мероприятия по защите от контактной коррозии. Если сочетания разнородных металлов неизбежны, то уменьшить или устранить контактную коррозию можно подбором совместимых металлов или полной электрической изоляцией одного металла от другого выбором оптимальных площадей анода и катода увеличением расстояния между неодинаковыми металлами в проводящей среде заменой анодных деталей или изготовлением их большей толщины нанесением эффективных непористых покрытий, в особенности на катодные поверхности контактных пар использованием контактной коррозии в ее полезной форме для катодной защиты деталей, которым угрожает разрушение от коррозии, а также следует избегать размещения гальванопар из разнородных металлов в пористых, поглощающих влагу материалах и электропроводных покрытий, если они несовместимы с сопряженным металлом. [c.10]

Расчет показал существенно неравномерное распределение плотности тока гальванопары на поверхности сварного соединения максимальные значения плотности тока локализовались в узкой области зоны шва, ближе к линии сплавления, и составляли 600—620 мА/см , что соответствовало скорости коррозии 0,650 г/(м -ч) или 0,72 мм/год. [c.239]

Закон Ома связывает силу тока подобных гальванопар с их [c.32]

Роль механического нагружения при коррозии под напряжением сводится, в первую очередь, к созданию деформационной электрохимической гетерогенности, уровень которой определяет величину э. д. с. короткозамкнутой гальванопары, обусловливающей зарождение трещин и их последующее развитие. 58 [c.58]

Функционирование коррозионной гальванопары в трещине, определяющее протекание там электрохимических (коррозия и наводороживание) процессов, зависит от состава и структуры стали, состава агрессивной среды и уровня приложенных к металлу напряжений. Отмечено, что механическая прочность сталей далеко не всегда коррелирует с их трещиностойкостью в агрессивной среде, что связано, по-видимому, со сравнительно низкой коррозионной стойкостью высокопрочных сталей [27, 57]. [c.61]

Трещины коррозионного растрескивания, как и трещины усталости, зарождаются по месту стойких полос скольжения [8, 71]. Также они могут зарождаться по месту локального деформационного разрыва поверхностных пленок на металле, что приводит к местному оголению металла [8]. Оголенный металл во всех случаях имеет более отрицательное значение электродного потенциала и в гальванопаре с остальной поверхностью служит анодом, т. е. растворяется [53, 55]. [c.62]

Зарождение трещин растрескивания и усталости имеет преимущественно коррозионно-электрохимическую природу и связано с деформационной локализацией коррозии, при которой на поверхности металла появляются гальванопары, т. е. наступает второй (уже коррозионный) период зарождения трещины. Для таких гальванопар площадь локальных анодных участков несоизмеримо меньше остальной катодной поверхности металла, кроме того, гальванопары - короткозамкнуты по металлу (53, 55]. Согласно теории короткозамкнутых гальванических элементов [2], подобным гальванопарам характерно следующее [c.62]

Сила коррозионного тока гальванопары формально описывается уравнением [c.63]

Электрохимическая гетерогенность металла (сплава) - важная характеристика поверхности. Ее следует понимать, как статическое распределение потенциальных катодных и анодных участков на металлической поверхности. Однако при помещении металла в электролит вследствие короткого (через металл) замыкания всех гальванопар его поверхность в электролите становится практически эквипотенциальной. Тем не менее ранее [c.63]

Учитывая уравнения (3) и (4) и допуская, что значение а постоянно и не зависит от а, скорость чисто коррозионного подрастания трещины Vj в результате работы деформационной гальванопары можно описать уравнением [c.67]

Углубление трещины вследствие работы деформационной гальванопары в соответствии е уравнением (5) будет равномерно ускоренным, так как с ростом глубины трещины при постоянной нагрузке на деталь напряжения о-в вершине трещины увеличиваются. [c.67]

Поскольку катодный ток равен анодному, а последний для рассматриваемой гальванопары определяется уравнением (2), количество водорода, поглощаемое берегами трещины за единицу времени, т, е, скорость наводороживания металла vn , можно выразить уравнением [c.69]

В литературе имеются данные, что на СОП активно протекают как анодные, так и катодные процессы [77, 78]. Однако из этого ни в какой мере нельзя делать однозначный вывод, что в вершине реальной трещины на СОП протекают оба эти процесса. Короткоживущая СОП в вершине контактирует со значительно большей (в сравнении с поверхностью СОП) по площади старой поверхностью металла, т. е, поверхностью, где уже сформировались поверхностные пленки и потенциал ее приблизился к исходному его значению. Поэтому есть все основания предполагать, что в вершине скачкообразно подрастающей трещины периодически (после скачков) функционирует короткозамкнутая коррозионная гальванопара с электродами СОП - старая поверхность металла, где СОП - анод, а исходная поверхность - катод, [c.72]

На основании проведенных исследований была разработана -установка для получения СОП в условиях, имитирующих получение СОП в реальной трещине. Установка позволяет измерять электродный потенциал по месту СОП, силу тока короткозамкнутой гальванопары СОП — исходная старая поверхность, а также изменение этих показателей во времени [53, 55, 57, 58J. [c.73]

С течением времени это последнее значение весьма медленно дрейфует в положительную Сторону, стремясь в пределе к потенциал. лу старой поверхности. Сравнение полученной зависимости (рис. 3) с аналогичной токовой (рис. 4) показывает, что потенциал по месту СОП и ток короткозамкнутой гальванопары СОП - старая (т. е. обычная) поверхность спадают во времени по различным закономерностям, что связано с нелинейностью данных систем. Время жизни СОП, т. е. период ее активности, по потенциалу выше, чем по току. Последнее, как показали эксперименты, находится в пределах 0,5-10 с. [c.75]

В макроскопическом масштабе при коррозионном растрескивании участки пластически деформируемого металла (вершина трещин) и недеформируемого (остальная поверхность) образуют коррозионные элементы типа гальванопар со сложным распределением токов и потенциалов, испытываюш,ие вдобавок влияние ш,елевых условий коррозии. [c.58]

Столь значительный сдвиг потенциала анодного нарушения пассивного состояния (потенциала пробоя ) в сторону отрицательных значений для пришовной области ведет к особой опасности локального нарушения пассивности в тех коррозионных средах, где нержавеющая сталь при отсутствии напряжений находится в устойчивом пассивном состоянии, с образованием условий для усиленной локальной коррозии (в том числе коррозионного растрескивания) при наличии коррозионных гальванопар на поверхности сварного соединения типа активная пришовная зона — пассивная остальная поверхность. [c.223]

Предыстория изготовления труб или технологическая наследственность , в первую очередь механическая и термическая обработка, во многом обусловливают коррозию под напряжением. Так, формование уиоминаемых выше разрушившихся спиральношовных труб без должной настройки формующих машин привело к созданию в металле остаточных напряжений до 125 МПа (табл. 4). Кроме того, формующие ролики оставили спиральные вмятины на поверхности с соответствующим наклепом и понижением коррозионной стойкости (наблюдались полосы избирательной механохимической коррозии). Остатки прокатной окалины также создают на поверхности коррозионные гальванопары, которые могут привести электрохимический потенциал локальных участков к значениям, при которых возникают трещины. Механическая обработка поверхности (например, при зачистке поверхности трубы скребками) создает неоднородность физико-механического состояния поверхностного слоя и вызывает сильную электрохимическую гетерогенность поверхности, способствующую развитию значительной локальной коррозии. Большое влияние формы и количества неметаллических включений, т. е. степени загрязнения стали, на коррозионную усталость (снижение выносливости) также обусловлено электрохимической гетерогенностью в области включения, усиливающейся при приложении нагрузки вследствие концентрации напряжений. В этом отношении является неудовлетворительным качество стали 17Г2СФ непрерывной разливки в связи с большой загрязненностью неметаллическими включениями (в частности пластичными силикатами), что привело к почти полной потере пластичности листа в направлении поперек прокатки. [c.229]

Особенно сильно ускоряется коррозия металлов вследствие их контакта с другими металлами, имеющими более положительные значения электродных потенциалов, поскольку здесь уже возникает типичная коррозионная макрогальванопара и катодный процесс переходит на более благородный металл. Так, например, ряд аварий морских судов обусловлен коррозионно-механическим разрушением систем рулевого управления (стального пера руля и его деталей) вследствие того, что вблизи руля в кормовой части судна находится латунный гребной винт и возникает коррозионная гальванопара руль-винт, стимулирующая коррозию рулевого устройства. Характерным примером является также активное коррозионное разрушение зубных коронок из нержавеющей стали, если рядом находятся золотые коронки. [c.32]

Щелевая коррозия сталей реализуется в щелях и зазорах, Основной причиной ее служит возникновение градиента концентраций агрессивного компонента среды внутри и вне щели. Это приводит к образованию коррозионной гальванопары и ускоренному растворению металла в щели. Особенно склонны к щелевой коррозий а 1юминиевые сплавы и нержавеющие стали. Этот вид коррозии проявляется при неудовлетворительной сварке неплотного шва, в конструкционных неплотностях и зазорах, в щелях между прокладками и т. п. Для коррозии в щелях и зазорах характерно подкисление среды непосредственно в щели в результате протекания там гидролиза продуктов коррозии.. [c.35]

Короткозамкнутая деформационная гальванопара вершина трещины (анод) - берега трещины (неполяризуемый катод) является первопричиной коррозионного углубления трещины и генератором охрупчивающего водорода [53, 55]. [c.59]

Если электрохимическая система генерирует измеримый электрический ток, то она уже термодинамически не обратима и превращается в гальванический элемент (гальванопару). Часть полезной энергии при необратимом режиме работы утрачивается, переходя в теплоту (теплота Ленца-Джоуля). Гальванический элемент генерирует максимальный ток в режиме короткого замыкания, т. е, в режиме, когда проводимость, 1агруэки (проводника между электродами) заведомо превышает проводимость по электролиту. Следует отметить, что коррозионные гальванопары в большинстве случаев являются короткозамкнутыми. [c.61]

Учитывая, что сопротивление электролита в коррозионной гальванопаре весьма мало по сравнению с поляризапиошым Ря/Sa + Рк/ к, а площадь анодного образования (в этом случ-чае -место деформационного разрыва пленок или полоса скольжения) несоизмеримо меньше площади катодных участков, которыми служат близлежащие неактивированные поверхности, первым и третьим членом в знаменателе пренебрегаем. Тогда уравнение (1), применительно к гальванопаре, обусловливающей коррозионное возрождение трещины, принимает следующий вид [c.63]

Этот параметр важен, поскольку коррозионное зарождение трещины возможно только при эд.с. локально-коррозионной гальванопары LE, превышающей т.е. Д >Д<(3. Если это условие не выполняется, анодными участками на поверхности будут, наряду с линиями и полосами скольжения, и остальные участки поверхности с наиболее отрицательным значением их локальных электродных потенциалов, т. е. жесткой локализации коррозии не произойдет. Из этого следует парадоксальный, на первый взгляд, вывод чем выше фоновая условная гетерогенность поверхности металла, тем большим сопротивлением зарождешю коррозионно-механических трещин он должен обладать. [c.64]

Гальванопара, обусловливающая деформационно-электрохимическое перерождение зародышевой трещины в собственно трещину, а также ее дальнейшее чисто коррозионное углубление, называется иногда. д альванопарой Эванса , по имени ученого, впервые описавшего ее 19, 89]. 3iд.с. данной гальванопары >Ei, если допустить, что а не зависит от а, определяется произведением этих величин [c.66]

Рассматриваемая гальванопара Эванса является короткозамкнутой. Ее электроды замкнуты накоротко (по металлу) на ее внутреннее сопротивление (на электролит в трещине). Поэтому значение электродного потенхщала непосредственно в напряжен-но-деформированной вершине трещины практически не должно отличаться от такового на берегах (стенках) трещины, где прог текает катодный процесс. Эксперименты по моделированию пары Эванса показали, что высказанное положение соответствует действительности потенциал напряженного металла в момент контакта последнего в электролите с большей по площади пластиной ненапряженного металла смещается до величины потенциала данной пластины. [c.68]

Это уравнение учитывает только атомарный водород, поступающий в металл, т. е. водород, прошедший стадию восстановления. Кроме этого, в металл возможно, по-видимому, поступление ионов водорода Н Есть основание считать, что интенсивность. наводорозкиванйя и его разупрочняющее воздействие на коррозионном этане развития трещины очень невелик так как площадь анодной поверхности в вершине трещины в этом случае исчезающе мала. Следует отметить, что данные гальванопары нелинейны, т. е. — функция силы тока. [c.69]

Таким образом, на плавном этапе развитие трещины обусловливается чисто коррозионным ух лублением ее в металл в результате работы короткозамкнутой гальванопары напряженная вершина трещины (анод) — ненапряженные берега трещины (катод). Роль водорода на данном этапе относительно велика и сводится к ускорению локальной коррозии напряженного металла в вершине трещины, роль адсорбционных процессов заключается в адсорбции водорода и компонентов среды на металле. Адсорбционное понижение прочности (эффект Ребнндера) в его классическом понимании на коррозионном этапе подрастания трещршы существенной роли играть, по-видимому, не будет. [c.70]

Рио. 4. Спад во времени анодной плотности тока гальванопары СОП -исходная (, тарая") поверхность в 3 %-м водном растворе Na l Ст. 45 в разлищом структурном состоянии [c.75]

Стабилизация потенциала СОП и спад тока рассмотренной гальванопары во времени обусловлены, по-ввдимому, формиро- [c.75]

Pif . 5. Изменение плотности анодного тока (1) и общего удельного количества электричества (2) с увеличением площади катода для гальванопары СОП - исходная ( старая ) поверхность (Ст. 40, мартенсит). [c.76]

Анализируя спад величины электродного потенциала по мес-. ту СОП и спад тока гальванопары СОП - старая поверхность, следует отметить, что эти характеристики едва ли сравнимы. Спад потенциала по месту СОП определяется формированием на ней пленок вследствие адсорбции и протекания на СОП как катодного, так и анодного процесса. Спад тока гальванопары обусловлен адсорбцией на СОП и протеканием на ней преимущественно анодного процесса. Установлено, что в момент короткого замьисания СОП со старой поверхностью в электролите (площадь старой поверхности в 100 раз больше площади поверхности СОП) потенциал СОП мгновенно сдвигается в положительную сторону и становится равным потенциалу старой поверхности [62]. Таким образом, как в рассмотренной гальванопаре, так и в реальной трещине потенциал по месту СОП вследствие короткозамкнутого режима гальванопары практически равен потенциалу старой поверхности (потенциалу стенок трещины). [c.76]

Из приведенных на рис. 5 данных следует, что с увеличением. площади катода ( старой поверхности) сила тока гальванопары существенно возрастает, а общее количество электричества, гфодуцированное тальванопарой за период ее активного функционирования, увеличивается (более чем в 15 раз). Это свидетельствует о том, что при контакте СОП со старой поверхностью, в особенности, когда площадь ее существенно больше площади СОП, по месту СОП происходят преимущественно анодные процессы, катодные же в основном переносятся на старую поверх-76 [c.76]

Нами были получены токовые кинетические зависимости для короткозамкнутой гальванопары СОП — старая поверхность в системе углеродистая сталь — 3 %-й водный нейтральный (pH = = 7) раствор Na l и, для сравнения, данные по скорости общей коррозии тех же сталей, найденные весовым методом. Токовые характеристики гальванопар снимались при условии превышения площади катода над площадью анода (СОП) в 1000 раз (наиболее характерные приведены на рис. 4). В этих условиях исходная поверхность служит уже практически неполяризуемым катодом [57]. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...