Потенциал локальный

Электрохимические измерения потенциала локального нарушения пассивности и коррозии в камере морского климата показали значительное повышение коррозионной стойкости сварных швов после электрохимической обработки, вплоть до отсутствия следов коррозии после стандартных испытаний. [c.26]

Введение температуры каждой фазы связано с принятием гипотезы локального равновесия, но только в пределах фазы (когда локальное равновесие всей смеси может и не выполняться, например, при неодинаковых температурах фаз). Эта гипотеза позволяет также определить и другие термодинамические функции для каждой фазы наряду с внутренней энергией U (энтропию, энтальпию, свободную энергию, термодинамический потенциал). [c.32]

При потенциале ниже критического ионы С1 не могут заместить адсорбированный кислород до тех пор, пока пассивная пленка остается неповрежденной, поэтому питтинг не развивается. Если бы пассивность была нарушена другим путем, например снижением концентрации кислорода или деполяризатора в щелях (щелевая коррозия) или локальной катодной поляризацией,- пит-тинг мог бы тогда возникнуть независимо от того, выше или ниже критического значения находится потенциал основной поверхности. Но в условиях однородной пассивности на всей поверхности металла, чтобы организовать катодную защиту для предотвращения питтингообразования, требуется лишь сдвинуть потенциал металла ниже критического значения. Это противоречит обычному правилу применения катодной защиты, согласно которому необходима более глубокая поляризация металла — до значения анодного потенциала при разомкнутой цепи. [c.88]

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]

Как указывалось в разд. 4.10, защита осуществляется наложением внешнего тока, который поляризует катодные участки локальных элементов до значений потенциала анодных участков при разомкнутой цепи [1]. Поверхность становится эквипотенциальной (катодный и анодный потенциал равны), и коррозионный ток более не протекает. Иными словами при достаточно большой плотности внешнего тока суммарный положительный ток протекает на всей поверхности металла (включая анодные участки), следовательно, отсутствуют условия для перехода ионов металла в раствор. [c.215]

В многокомпонентных системах, каковые представляют собой современные технические сплавы, движущей силой диффузионного перераспределения элементов служат не градиенты их концентраций, а градиенты химических потенциалов элементов. Последний определяет изменения свободной энергии локального объема твердого раствора или фазы данного состава при добавлении одного моля диффундирующего элемента. В свою очередь, химический потенциал будет зависеть от термодинамической активности элемента, определяемой его концентрацией и взаимодействием с другими элементами, находящимися в растворе. Одни из них могут повышать, другие — понижать активность диффундирующего элемента. Диффузия элемента идет от зон, где его активность выше, в зоны, где она ниже. В этом случае возможна так называемая восходящая диффузия, при которой поток элемента направлен против градиента концентраций, т. е. в сторону увеличения концентрации элемента. При этом на первом этапе пребывания сплава при высоких температурах возможно усиление МХИ некоторых элементов, а затем после перераспределения других элементов — выравнивание их концентрации по объему. [c.508]

Критерий эволюции (3.4) определяет только часть прироста энтропии, связанную с изменением термодинамических сил, поэтому он не позволяет ввести такой функции состояния — термодинамического потенциала, который бы в стационарном состоянии имел экстремум, подобно энтропии, энергии Гельмгольца, энергии Гиббса при малых (спонтанных) отклонениях от равновесия. Однако при некоторых условиях форма ёхР приобретает свойства полного дифференциала, что позволяет и в сильно неравновесной области ввести локальные потенциалы с экстремальными свойствами. [c.32]

Локальные флуктуации приводят к нарушению термического механического, диффузионного (химического) равновесия. Нарушение термического равновесия связано с локальными флуктуациями температуры, нарушение механического равновесия — с флуктуациями давления. Диффузионное равновесие нарушается вследствие флуктуаций химического потенциала, которые для термически и механически однородной системы обусловлены локальными флуктуациями концентраций компонентов. Если система находится в состоянии устойчивого равновесия, то последующая временная эволюция возникшей флуктуации приводит к возврату системы в равновесное состояние. Согласно гипотезе Онзагера,. пространственно-временная эволюция флуктуаций в среднем описывается законами неравновесной термодинамики ( 7.7). Таким образом, флуктуации позволяют охарактеризовать устойчивость состояния равновесия по отношению к непрерывным изменениям состояния системы и, кроме того, получить информацию о некоторых свойствах динамических характеристик неравновесных процессов. [c.150]

При безвихревом течении компоненты вихря равны нулю составляющие скорости (см. 11) являются частными производными потенциала скорости ф(л , у, г, t) [см. формулы (2.15)] локальные производные составляющих скорости [c.84]

Понимание физико-химической природы коррозионного разрушения наиболее важно в случае роста трещин при низких значениях коэффициента интенсивности напряжений, кинетика которых определяет долговечность изделий с трещиной. Здесь доминирующим является либо водородное охрупчивание, либо локальное анодное растворение. Механизм водородного охрупчивания (см. 41) характеризуется тем, что независимо от состава среды и приложенного потенциала в вершине трещины вследствие гидролиза продуктов коррозии устанавливаются всегда такие значения pH и потенциала, при которых термодинамически воз-моя ен проце.сс разряда ионов водорода [c.344]

Судить о развитии коррозионных процессов можно по моменту отклонения потенциала от нулевого значения (что может быть связано только с Локальным нарушением пассивности, т.е. появлением первых трещин в газонасыщенном слое). Из рис. 90 видно, что отклонение потенциала от нулевого значения для образцов с газонасыщенным слоем начинается при о= 220- 260 МПа, а для образцов в исходном состоянии и со снятым газонасыщенным слоем —лишь при а= 650- -700 МПа. [c.135]

Эффективным методом исследования коррозии металла котлов, в частности локальных коррозионных повреждений, является изучение кривых анодного заряжения поверхности. Для их получения электрод заряжается анодно током постоянной плотности. По характеру изменения потенциала во времени можно однозначно определить, подвергается ли металл локальной коррозии или нет. Метод анодного заряжения дает возможность по кривым потенциал -время определять минимальное положительное значение потенциала, при котором начинается активирование поверхности, и выявлять некоторые специфические особенности локальной коррозии. Подробнее об этом методе см. в 6.1. [c.143]

Вместе с тем задача контроля локальных коррозионных разрушений металла котлов является весьма актуальной. Одним из методов надежного контроля локальных видов коррозии, а также оценки эффективности противокоррозионного действия пленок и поверхностных слоев на поверхности стали является метод анодного заряжения поверхности. Метод основан на том, что металл в данной коррозионной среде заряжается анодно током постоянной плотности. По характеру изменения потенциала во времени можно однозначно определить, подвергается ли металл локальной корро- [c.185]

Для простоты приводится одна анодная поляризационная кривая для щели и открытого участка поверхности сплава. Как видно из рис. 17, сплав в щели находится в активном состоянии, а на открытой поверхности — в пассивном состоянии (коррозионный потенциал им ет более положительное значение). В этих условиях между участком сплава в щели и открытой поверхностью возникают локальные токи, что приводит к сближению их потенциалов ( к, и к,). Однако в этих условиях система часто остается не полностью заполяризованной. В процессе коррозии металла в щели изменяется состав раствора (pH, концентрация ионов металла и других компонентов раствора) из-за возникающих диффузионных ограничений, что приводит к изменению хода анодной парциальной кривой для этой части поверхности. При этом может изменяться положение равновесного потенциала, Еа и значения других величин, и парциальные анодные кривые для сплава в щели и на открытой поверхности становятся разными. [c.42]

Таким образом, выявление фигур деформации обусловлено не только изменением потенциала растворения участков, локально деформированных выше предела текучести, а также более интенсивным травлением этих участков вследствие гетерогенности, вызванной обогащением нитридами, по сравнению с недеформи-рованными зонами. [c.60]

Рис. 3.28. Распределение тока и потенциала в области локального анода поД земного трубопровода а — расположение электродных участков и электродов сравнения 6 — схема распределения потенциалов в — результаты измерения ф — электрический потенциал L/— напряжение

Если у трубопроводов с катодной защитой сопротивления изоляции значительно меньше обычных практических значений и нет никаких контактов с низкоомно заземленными сооружениями (см. раздел 3.6.1), то должны иметься значительные повреждения изоляционного покрытия. Для оценки эффективности коррозионной защиты эти повреждения могут быть локализованы путем измерения интенсивности и оценены по величине (см. раздел 3.6.2.2), причем определяется и локальный потенциал труба — грунт. [c.130]

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]

В 1940 г. Дикс [24] высказал предположение, что между металлом и анодными включениями (такими, как интерметаллид-ная фаза uAlj в сплаве 4 % Си—А1), выпадающими по границам зерен и вдоль плоскостей скольжения, возникают гальванические элементы. Когда сплав, подвергнутый растягивающему напряжению, погружен в коррозионную среду, локальное электрохимическое растворение металла приводит к образованию трещин к тому же растягивающее напряжение разрывает хрупкие оксидные пленки на краях трещины, облегчая таким образом доступ коррозионной среды к новым анодным поверхностям. В подтверждение этого механизма КРН был измерен потенциал на границе зерна металла, который оказался отрицательным или более активным по сравнению с потенциалом тела зерна. Более того, катодная поляризация эффективно препятствует КРН. [c.138]

В сварочных дугах имеются три характерные зоны — катодная, анодная и столб дуги. Столб сварочных дуг при атмосферном давлении представляет собой плазму с локальным термическим равновесием, квазинейтральностью и свойствами идеального газа. В столбе вакуумных сварочных дуг термическое равновесие может не наблюдаться, т. е. Te> Ti=Tn). С помощью физики элементарных процессов в плазме определяют потенциал ионизации газов Ui, эффективное сечение взаимодействия атомов с электронами (по Рамзауэру) Qe и отношение квантовых весов а . С использованием термодинамических соотнощений (первое начало термодинамики, уравнение Саха) определяют эффективный потенциал ионизации о, температуру плазмы столба Т, напряженность поля Е и плотность тока / в нем. [c.60]

Несоответствие величин защитных потенциалов, зарегистрирован-пьу при отказах МГ по причине КР. с "уекой областью" потенциалов Р обычно объясняется несколькими причинами отличием общего защитного потенциала от поляриртционного. измерения которого связаны с определенными трудностями,и перераспределением потенциала ц цели под отслоившейся изоляцией в локальных областях. [c.40]

Для решения задачи оптимизации трибосистем, реализующих явление избирательного переноса, в [64] предложено использовать аппарат и принципы неравновесной термодинамики. Зону элементарного контакта разбивают на области, внутри которых, согласно Гленодорфу-Пригожину, предполагается существование локального равновесия, т е. отсутствие градиентов термодинамических величин типа химического потенциала и температуры, напряжения сдвига. Записывают уравнение Гиббса в локальной форме для каждой области и, считая, что полная энергия сохраняется, получают суммарный дифференциал энтропии в виде [c.110]

Термодинамика имеет дело с превращениями энергии. Своеобразие превращений энергии при трении и изнашивании заключается в их многообразии. Пластическая деформация жесткопластического тела (металла, полимера) протекает в условиях неоднородного напряженного состояния, неоднородного химического потенциала и температур , . В соответствии с принципом Ле-Шателье всякое внешнее воздействие, выводящее тело (систему) из равновесия, инициирует в нем процессы, стремя1циеся ослабить результаты этого воздействия. Поэтому образование разрыва спло1пности материала при появлении дефектов структуры должно вызывать перенос массы окружающего материала к месту дефекта, чтобы заполнить и уменьшить разрыв. Возникновение переноса вещества при пластической деформации металла является следствием локального изменения химического потенциала в очаге деформации от его значения в сплошном металле. Таким образом, развитие процесса пластического деформирования характеризуется соотношением конкурируюпщх потоков энергии, стремящихся разрушить материал и противостоящих его разрушению [1]. [c.113]

Для придания пленкам особых свойств в раствор жидкого стекла вводили неорганические пигменты (AI2O3, РезОз, MgO, Т1О2, r Oj и др.), которые внедрялись в осадок и формировали его под действием высоких локальных температур. В работе [43] оценивается возможность взаимодействия различных окислов по величине изменения изобарно-изотермического потенциала реакций, протекающих при температуре 2000 К. В канале пробоя могут протекать следующие типы реакций [c.125]

Действие поверхностно-активных ингибиторов анионного типа в кислых средах обусловлено тормозящим эффектом, вызванным в первую очередь блокировкой поверхности корродирующего металла, при которой адсорбщ1Я анионов нередко сопровождается установлением химической связи между ними и поверхностными атомами металла, хотя при этом смещение потенциала максимума электрокапиллярных кривых в отрицательном направлении свидетельствует о таком изменении структуры двойного электрического слоя, которое должно бы приводить к ускорению коррозионного процесса. Чтобы значительно перекрыть отрицательное воздействие двойнослойного эффекта, необходимо гораздо большее заполнение поверхности металла ингибитором. В противном случае при введении таких ингибиторов общая коррозия может перейти в локальную. [c.153]

Многочисленные причины, вызывающие появление и развитие трещин при коррозионном растрескивании, сводятся к двум основным механизмам локальное анодное растворение в вершине трещины и водородное охрупчивание. Роль каждого зависит от состава сллава и его термической обработки, среды, условий нагружения и потенциала. Рассмотрим основнью положения этих механизмов. [c.56]

Ионы тяжелых металлов, особенно свинца, уменьшают не только общую коррозию, но и локальную. Так, есть сведения, что малые добавки ионов свинца почти полностью подавляют коррозионное растрескивание нержавеющей стали под напряжением и в условиях активного растворения в серной и азотной кислотах [214]. При эффективных концентрациях ионов свинца (10— — 10- моль/л) равновесные потенциалы свинца отрицательнее стационарного потенциала нержавеющей стали и поэтому контактное выделение с образованием фазового осадка здесь исключено и на поверхности стали возникает лишь субмономолекулярный слой свинца. Природа этого процесса еще окончательно не выяснена, но реальность процесса несомненна [209 238]. [c.88]

С ростом концентрации ионов-активаторов потенциал питтин-гообразования смещается в область катодных потенциалов (рие. 4, кривая Б) и область пассивности сокращается. При этом металл находящийся в пасеивной области и корродирующий равномерно по поверхности може г подвергнуться питтинговой коррозии. Значительное влияние на положение участков питтинговой коррозии оказывают различные неметаллические включения, которые являются источниками локальных напряжений, концентраторов напряжений при внешней нагрузке, коллекторами абсорбированного водорода. Как правило, образование питтингов наблюдается около неметаллических включений [22]. [c.30]

Проявление структурной и локальной коррозии сплавов зависит от природы структурных составляющих и физически неоднородных участков металла, но также и от величины окислитель но-восстановительного потенциала среды, концентрации водородных ионов и температуры раствора, присутствия поверхностно-активных веществ и адсорбционных свойств поверхности сплавов. Явления адсорбции также определяют электрохимическую гетерогенность сплавов, в зависимости от которой могут поддерл<иватьея различные плотности анодного тока на различных участках. [c.32]

При питтинговой коррозии основное коррозионное разрушение локализуется на отдельных небольших участках металла (магний, алюминий, железо, никель, титан и др.) и протекает с большой скоростью, что может приводить к сквозной точечной коррозии металла. Питтинговая коррозия наблюдается, обычно, когда основной металл находится в пассивном состоянии. Ионы-активаторы (СГ, Вг , I") адсорбируются в основном на участках поверхности, где плеяка оксида несовершенна (металлические или неметаллические включения, искажающие или нарушающие кристаллическую структуру оксида) [22]. Анионы частично замещают кислород в оксиде и образуют хорошо растворимые поверхностные комплексные ионы. Пассивная пленка нарушается, и металл начинает непосредственно контактировать с раствором. Потенциал металла на этих участках имеет более отрицательное значение, чем потенциал основного металла, покрытого оксидной пленкой, что приводит к возникновению локальных токов. Если пассивная пленка не обладает большим омическим сопротивлением, то система заполяризовывается и на участках питтингооб-разования в основном протекает интенсивно анодный процесс, а катодный процесс восстановления окислителя идет на пассивной поверхности металла. При этом миграция анионов-активаторов идет в основном к участкам питтингообразования. [c.38]

На основе локальной катодной защиты (защиты опасных мест ) в последние 10 лет была разработана технология совместной катодной защиты подземного оборудования и коммуникаций всего комплекса электростанций и промышленных агрегатов [51]. Эта технология целесообразна в том случае, когда системы трубопроводов уже нельзя надежно или экономично изолировать от железобетонных фундаментов или заземляющих устройств [52]. При наложении защитных токов в несколько сот ампер и применении глубинных анодных заэемлителей в этом случае можно было предотвратить образование протяженных макроэлементов путем снижения потенциала катодно защищаемых поверхностей [53]. В ФРГ с 1974 г. катодная защита магистральных газопроводов с давлением свыше 0,4 или 1,6 МПа считается обязательной и регламентируется рабочими нормалями Западногерманского объединения специалистов газового и водопроводного дела (DVQW Q-462 и Q-463) это относится и к нефтепроводам, защита которых регламентируется нормалью па магистральные трубопроводы для транспортирования опасных (горючих) жидкостей (TRbF301). В настоящее время общая длина трубопроводов, имеющих катодную защиту, превыщает в ФРГ 40 тыс. км. [c.39]

Принцип измерения был описан со ссылкой на рис. 2.7 [43]. При отсутствии измерительных подсоединений к трубопроводу или слишком больших расстояний между ними, а также ввиду низкой точности измерение электродных потенциалов трубопроводов нецелесообразно. В этих случаях более выгодны измерения разности потенциалов. На рис. 3.28 представлены более подробные данные о размещении электродов сравнения вокруг локального (местного) анода, а также схемы распределения потенциалов и результаты измерений. Для облегчения понимания схем распределения потенциалов и пояснения знаков делается ссылка на рис. 2.8. Электрические потенциалы трубопровода и электродов сравнения обозначены через <рме, фвк, срвх, фвх и фв =. При этом электроды сравнения Вм, Вх и располагаются пад трубопроводом, а электрод Во — на той же высоте, что и Вх, но чуть в стороне. Электрический потенциал земли не зависит от места и на рис. [c.124]

ПО знаку. Это и понятно, поскольку ввиду независимости потенциалов фмв и фвоо от места оба результата измерений воспроизводят только зависимость от места потенциала фв и тем самым потенциала на поверхности земли. На локальном аноде потенциал На имеет минимум, а потенциал гУд максимум. Для потенциала U получается нулевое значение с точкой перегиба. [c.125]

На рнс. 3.29 схематически предстаблеиа зависимость от места (изменение но длине трубопровода) потенциалов 1 м, U в практического применения и ввиду возможных помех под влиянием внешних полей значения Um U меньше подходят. Локальные аноды лучше всего можно определять по точке перегиба между двумя экстремальными значениями потенциала и [Щ. [c.126]

Зависимость (4.8) для Д[/=0,5 В, х=200 мкСм см , Р+ = 26 мВ и /а = = 10 А см-2 (скорость коррозии по уменьшению толщины при стационарном потенциале 0,01 мм в год) показан на рис. 4.1. Сплошные кривые относятся к значению параметра fe=0, а штриховые к значению k, рассчитанному по выражению (4.9). При формировании защитного слоя постоянные значения k по формуле (2.44) могут быть учтены путем прибавления к величине параметра I. Обычно плотность тока возрастает по мере повышения напряжения элемента, увеличения электропроводности и уменьшения размеров дефекта I ll- Скорость коррозии превышает 1 мм в год. Таким образом, возникновение элемента с деталями других объектов, имеющими более положительный потенциал, представляет собой значительную опасность коррозии, которая практически не может быть предотвращена пассивными мерами защиты. Эффективными мероприятиями по защите могут быть гальваническое разделение, предусматриваемое, например, для газовых вводов в дома [13], и локальная катодная защита (см, раздел 13), [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...