Потенциал в морской воде

В морских конструкциях находят все большее применение алюминиевые сплавы. Это способствует облегчению транспортировки и монтажа конструкций в открытом море при сохранении достаточной прочности и требуемой долговечности. К числу сплавов, получивших наибольшее распространение в погружаемых конструкциях, относятся сплавы А1 — Mg. Алюминиевые сплавы, как известно, склонны к питтингу, однако, несмотря на повышение солености воды по глубине моря, увеличение глубины питтингов в глубь моря неравномерно. Она оказалась наибольшей на глубине около 700 м в Тихом океане, т.е. в зоне наименьшей концентрации кислорода (рис. 7). Отсюда следует, что питтинговая коррозия алюминиевых сплавов зависит не столько от глубины погружения в море, сколько от концентрации кислорода. Склонность различных алюминиевых сплавов к питтинговой коррозии можно сравнить, измеряя их потенциал в морской воде. Сплавы с более электроотрицательным потенциалом проявили большую склонность к питтинговой коррозии, чем сплавы с более электроположительным потенциалом. Особенно склонны к питтингу высокопрочные сплавы, а сплавы серии Al-Mg сравнительно невосприимчивы к этому виду коррозии, однако при глубоком погружении даже эти сплавы подвержены довольно сильному питтингу. [c.23]

Потенциал в морской воде (относительно каломельного электрода). . . -- 0,21 [c.493]

Электроды сравнения для контроля потенциала опускают на прочном лине возможно ближе к стенке корпуса судна целесообразно утяжелить этот электрод грузом свинца массой 20 кг. Ввиду хорошей электропроводности морской воды погрешностью от омической составляющей по формуле (2.34) можно пренебречь. В отличие от пресных вод при измерениях потенциала в морской воде схемы с выключением и эли- [c.363]

Полимерные покрытия 29, 148, 151—156, 167, 207 Поляризация 59, 60, 185 Поляризации параметр 60 Поляризационный элемент 310,311 Портовые сооружения 172, 336 Пористые покрытия 128 Потенциал в морской воде 363 —I грунта 237 [c.494]

Ряд металлов в порядке возрастания электродного потенциала в морской воде можно представить следующим образом магний, цинк, алюминий, железо, углеродистая сталь, хастеллой С, хастеллой В, латунь, медь, бронза, коррозионно-стойкие стали (в пассивном состоянии) типа 18—8 и 17—33, серебро, золото [29]. [c.74]

В. Однако он легко пассивируется, в результате чего стационарный электродный потенциал в морской воде составляет -1-0,09 В. Титан сохраняет пассивное состояние не только в растворах, содержащих кислород, но и в растворах, содержащих, помимо кислорода, активаторы, например анионы хлора. Это и определяет его высокую коррозионную стойкость в морской воде, в азотной кислоте, разбавленных растворах соляной, серной и фосфорной кислот. [c.142]

Агрессивность морской воды обусловлена содержанием кислорода и наличием в ней хлоридов металлов, препятствующих образованию эффективных защитных пленок. Коррозионные потери сплавов системы Ре— С в морской воде составляют 1—3 г/м -сут в зависимости от температуры, концентрации воды и географического района. Оценку коррозионной стойкости некоторых важнейших металлов и сплавов можно дать согласно значениям их электродного (стационарного) потенциала в морской воде (табл. 10). [c.101]

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]

Потенциал цинка выше потенциала магния (в морской воде Е = —0,8 В), следовательно, меньше поддерживаемый анодом ток. Чтобы избежать значительной анодной поляризации с последующим уменьшением внешнего тока из-за накопления на поверхности цинка слоя продуктов реакции, обычно используют цинк высокой чистоты, у которого эта тенденция меньше выражена. [c.219]

Катодная защита. Наилучший эффект достигается при поляризации до значения коррозионного потенциала активного металла в щели. Достижение этого значения потенциала уменьшает коррозию, но не сводит ее к нулю. В морской воде для изготовления жертвенных анодов успешно применяют железо, а также еще менее благородные металлы [45]. [c.316]

При эксплуатации в морской воде нержавеющие стали обычно имеют потенциал +200 мВ по НКЭ. При увеличении потенциала понижается критическая температура питтингообразования при определенной концентрации хлоридов и постоянном потенциале и, следовательно, повышается опасность питтинговой коррозии. [c.22]

В морской воде стационарный потенциал металлов увеличивается в ряду Zn, А1, d, Fe, Sn, Си, Ni, поэтому каждый последующий металл при контактировании с предьщущим усиливает его коррозию. Стационарный потенциал у дюралюминия более отрицательный, чем у латуни, [c.200]

Стационарный потенци ал и а в морской воде, В [c.186]

Для контроля эффективности катодной защиты измеряют потенциал защищаемого сооружения в среде. В случае сооружений, расположенных в морской воде, электрод подводят возможно ближе к защищаемому объекту, например с лодки или подвешиванием измерительного электрода на постоянно закрепленных тросах вдоль несущих труб, при помощи стационарно установленных измерительных электродов или с привлечением водолазов. Как уже отмечалось, прерывать катодный защитный ток нет необходимости, так как падения напряжения в морской воде невелики. Однако поблизости от анодов измерение обычно дает слишком большой отрицательный потенциал. В общем случае силы токов и потенциалы систем катодной защиты сооружений в прибрежном шельфе контролируют ежемесячно. Преобразователи систем катодной защиты на мостах для разгрузки танкеров должны располагаться по возможности за пределами взрывоопасной зоны. В ином случае они должны изготовляться во взрывобезопасном исполнении [17]. [c.351]

На берегу или на изолированных участках, например на добычных платформах, расположенных в морской воде, измерения потенциала можно провести довольно просто. Значения потенциала можно определить измерением разности потенциалов между одним электродом поблизости от трубы и другим электродом у поверхности воды при помощи сложения векторов [ 37]. [c.352]

Исследования зависимости электродного потенциала от пластической деформации и влияния ее, на скорость коррозии меди в проточной дистиллированной воде [78] показали, что приложение напряжений приводит к увеличению скорости коррозии и фактором, ее лимитирующим, является разрушение и залечивание (после стабилизации или снятия напряжения) окисной пленки. Изучение влияния упругого и упруго-пластического растяжения на потенциал меди в морской воде также показало, что скорость растворения металла контролируется скоростью залечивания пленки. [c.90]

В приведенном ниже ряду активностей некоторых промышленных материалов и сплавов в морской воде не даны фактические значения потенциала (который зависит от состава морской воды, степени ее насыщения, температуры и скорости), но систематизированы металлы по порядку присущего им коррозионного потенциала в этой среде. Самые благородные металлы (с наиболее положительными потенциалами) находятся в верхней части ряда, а наиболее активные — в нижней. Чем дальше расположены два металла друг от друга в ряду, тем больше гальванический эффект при их контакте. [c.36]

Так как пленка является плохим проводником электронов, катоды ограничены участками более тонкой пленки, пропускающей электроны. Создающийся при этом коррозионный потенциал обычно является положительным по отношению к цинку и (в зависимости от обстоятельств) положительным или отрицательным по отношению к стали. Потенциал алюминия в морской воде равен —0,55 В, т. е. примерно на 0,10 В отрицательнее потенциала стали. Однако этой разности потенциалов достаточно, чтобы обеспечить протекторную защиту стали от анодного растворения. В связи с этим алюминиевые аноды широко используются для протекторной защиты стальных конструкций в морской воде. [c.42]

Потенциалы малоуглеродистых сталей в морской воде изменяются во времени почти одинаково наблюдается непрерывное их разблагораживание, а через 75 ч происходит резкий сдвиг в отрицательную сторону. Потенциал чугуна сдвигается в отрицательную сторону еще более значительно, особенно через 75 ч (рис. III. 5). [c.51]

Рис. III. 5. Изменение во времени потенциала углеродистых сталей и чугуна в морской воде (толщина пленки 100 мкм)

Рис. III. 6. Изменение потенциала нержавеющих сталей во времени в морской воде (толщина пленки 100 мкм)

Сравнительно высокой стойкостью к коррозии в щелевых условиях обладают сплавы серии 5000. В табл. 55 представлены результаты 12-мсс испытаний, организованных ВМС США в Ки-Уэсте [91]. Наблюдается корреляция между этими данными и зависимостью питтинговой коррозии от потенциала, приведенной на рис. 67. Например, для всех менее стойких к щелевой коррозии сплавов — 3003-Н14, 6061-Тб, 1100F, 7075-Т7351 II 7079-Т6 — потенциал в морской воде соответствовал склонности к питтингу, а для сплавов серии 5000, более стойких к коррозии в щелях, наблюдались значения потенциала, указывающие на относительный иммунитет к питтингу. Наличие такой корреляции позволяет использовать рис. 67 для оценки склонности алюминиевых сплавов к обеим названным формам коррозии. [c.141]

В табл. 31 приведен гальванпческии ряд металлов, распп.и -женных по возрастающе величине стационарного электродного потенциала в морской воде, текущей со скоростью 649 м/мин. Как видно из таблицы, разность электродных потенциалов между титаном и углеродистой сталью, алюминием, сплавами на медной основе довольно велика, поэтому контактная коррозия между ними может быть значительной. Разность потенциалов между титаном и другими устойчивыми в морской воде металлами очень незначительна, что предопределяет малую вероятность контактной коррозии. между этими металлами. Эти выводы подтверждаются данными диаграммы (фиг. 29), где приведены результаты испытаний титана в контакте с другими металлами, применяемыми в морских конденсаторах. В морской воде [c.61]

Титан-—металл с относительно высокой температурой плавления (1668 °С) и плотностью 4,5 г/сж . Обладает высокой удельной прочностью. По своему положению в ряду напряжений относится к активным металлам. Металл легко пассивируется в аэрированных водных растворах и разбавленных кислотах и щелочах. Его электрохимический потенциал в морской воде близок к благородному потенциалу нержавеющих сталей. Фладе-потенциал лежит в относительно активной области [1], что указывает на стойкую пассивность, которая нарушается только в крепких кислотах или щелочах и сопровождается значительной коррозией. [c.297]

Расчетное значение потенциала алюминия лежит между потенциалами магния и цинка. В воде или грунтах алюминий имеет склонность к пассивации с соответствующим сдвигом потенциала к потенциалу стали. Тогда он перестает выполнять функцию протектора. Для предотвращения пассивации в околоэлектрод-ное пространство можно вводить специальное вещество для создания среды, содержащей хлориды засыпка). Однако это может служить только временной мерой. В морской воде пассивацию лучше всего предупреждать, используя сплавы. Например, сплавление алюминия с 0,1 % Sn с последующей термообработкой при 620 °С в течение 16 ч и закалкой в воде для удержания олова в состоянии твердого раствора очень сильно уменьшает анодную поляризацию в хлоридных растворах [6]. Коррозионный потенциал такого сплава в 0,1т растворе Na l составляет—1,2 В по сравнению с —0,5 В для чистого алюминия. Некоторые алюминиевые протекторы содержат 0,1 % Sn и 5 % Zn [7, 8]. Протекторы с 0,6 % Zn, 0,04 % Hg и 0,06 % Fe при испытаниях в морской воде в течение 254 дней работали с выходом по току 94 % (2802 А-ч/кг). В настоящее время в США на производство протекторов из таких сплавов ежегодно расходуют примерно [c.219]

На протекторы из магниевых сплавов для катодной защиты в США каждый год потребляют примерно 5,5 млн. кг магния [101. Магниевые аноды часто легируют 6 % А1 и 3 % Zn для уменьшения питтингообразования и увеличения выхода по току. Достоинством магнйя высокой чистоты, содержащего 1 % Мп, является более высокий потенциал (с более высоким выходным анодным током) [11 ]. В морской воде значения выхода по току обоих сплавов близки, однако в обычных грунтах этот показатель для сплава с 1 % Мп несколько ниже. Практически токоотдача магниевых анодов в среднем составляет около 1100 А-ч/кг по сравнению с теоретическим значением 2200 А-ч/кг. Схема стального бака для горячей воды с магниевым анодом, представлена на рис. 12.3. Применение таких стержней может продлить жизнь стальных емкостей на несколько лет, при условии их замены в требуемые сроки. Степень защиты выше в воде с высокой элек- [c.219]

Следовательно, железо, имеющее в морской воде коррозионный потенциал около —0,4 В, непригодно для использования в качестве протектора для катодно защищаемого алюминия, в отличие от цинка, который имеет более подходящий коррозионный потенциал, близкий —0,8 В. Для нержавеющей стали 18-8 критический потенциал в 3 % растворе Na l равен 0,21 В, для никеля — около 0,23 В. Следовательно, контакт этих металлов с имеющими соответствующую площадь электродами из железа или цинка может обеспечить им в морской воде эффективную катодную защиту, предупреждающую питтинговую коррозию. Элементы создаваемых конструкций (например, кораблей и шельфовых нефтедобывающих платформ) иногда специально проектируют таким образом, чтобы можно было успешно использовать гальванические пары такого рода. [c.227]

При 368-суточных испытаниях различных промышленных сплавов алюминия в морской воде возле Ки-Уэст во Флориде их коррозионное поведение (наличие или отсутствие питтинга) зависело от присущего им коррозионного потенциала [7]. На сплавах с потенциалами от —0,4 до —0,6 В (большинство из них содержало легирующую добавку меди) образовались питтинги со средней глубиной 0,15—0,99 мм. На сплавах с более отрицательными значениями потенциала (от —0,7 до —1,0 В) питтинг практически не образовывался. Причина такого поведения сплавов становится понятной, если сопоставить указанные области коррозионных потенциалов со значением критического потенциала питтинго-образования в 3 % растворе Na l, которое составляет —0,45 В (см. разд. 5.5.2). Контакт образцов сплавов, склонных к питтингу, с пластинами активного алюминиевого сплава (см. разд. 12.1.2), который обеспечивал поляризацию металлов примерно до —0,85 В в основном успешно предотвращал образование питтинга в течение всего периода испытаний. Результаты этих испытаний в реальных условиях подтверждают предположение, что в отсутствие щелей алюминий и его сплавы при потенциалах ниже критического значения не подвергаются питтинговой коррозии. [c.343]

Потенциал кадмия во многих средах близок потенциалу алюминия, поэтому кадмированные сталью винты, болты, детали и пр. можно применять в непосредственном контакте с алюминием. Считается, что можно с успехом использовать и оловянные покрытия. Цинк имеет несколько отличное значение потенциала, однако его также можно применять в большинстве случаев. В контакте с алюминием цинк является анодом и, следовательно, катодно защищает алюминий против инициации питтинга в нейтральных и слабокислых средах (см. разд. 12.1.6). Однако в щелочах происходит перемена полярности, и цинк ускоряет коррозию алюминия. Магний является анодом по отношению к алюминию, но при контакте этих металлов (например, в морской воде) возникает столь большая разность потенциалов и протекает столь большой ток, что алюминий может оказаться катодно переза-щищенным и вследствие этого будет разрушаться. Алюминий корродирует в меньшей степени, если он легирован магнием. Показано, что алюминий высокой чистоты может находиться в контакте с магнием без вреда для обоих металлов [24], поскольку в отсутствие примесей железа, меди и никеля, действующих как эффективные катоды, гальванический ток в этой паре невелик. [c.351]

Титан имеет довольно высокую (1668 °С) температуру плавления и плотность 4,5 г/см . Благодаря высокой удельной прочности и превосходным противокоррозионным свойствам его широко применяют в авиационной технике. В настоящее время его используют также для изготовления оборудования химических производств. В ряду напряжений титан является активным металлом расчетный стандартный потенциал для реакции + + 2ё Ti составляет —1,63 В . В активном состоянии он может окисляться с переходом в раствор в виде ионов [1]. Металл легко пассивируется в аэрированных водных растворах, включая разбавленные кислоты и щелочи. В пассивном состоянии титан покрыт нестехиометрической оксидной пленкой усредненный состав пленки соответствует TiOj. Полупроводниковые свойства пассивирующей пленки обусловлены в основном наличием кислородных анионных вакансий и междоузельных ионов Ti , которые выполняют функцию доноров электронов и обеспечивают оксиду проводимость /г-типа. Потенциал титана в морской воде близок к потенциалу нержавеющих сталей. Фладе-потенциал имеет довольно отрицательное значение Ер = —0,05В) [2, 3], что указывает на устойчивую пассивность металла. Нарушение пассивности происходит только под действием крепких кислот и щелочей и сопровождается значительной коррозией. [c.372]

Даже для высоколегированных нержавеющих сталей пассивное состояние в морской воде неустойчиво, и они склонны к питтингообразова-нию. Поэтому важная характеристика коррозионной стойкости металлов в морской воде — потенциал питтингообразования. В морской воде смещение потенциала питтингообразования в отрицательную область происходит при увеличении концентрации ионов хлора, повышении температуры и pH. [c.14]

Описаны основы коррозии и электрохимической защиты, теоретические основы и практика электрохимических измерений. Большое внимание уделено измерению потенциала в условиях подземной катодной защиты. Рассмотрены вопросы пассивной защиты, защиты протекторами и активной защиты как подземных сооружений, так н металлическпх сооружений в морской воде, а также защиты корпусов судов и отдельных элементов конструкций судов. Проанализировано влияние блуждающих токов на коррозию и методы дренажной защиты. Приведены сведения о защите скважин и внутренней защите промышленного оборудования. [c.4]

Несмотря на низкое движущее напряжение около 0,2 В, цинковые протекторы в настоящее время еще составляют около 90 % всех видов протекторов для наружной защиты морских судов [15]. В военно-морском флоте ФРГ для наружной защиты судов протекторами обязательно предписывается применять цинк [6]. Для внутренней защиты сменных танков в танкерах цинковые сплавы являются единственным материалом протекторов, допускаемым без ограничений [16] (см. также раздел 18.4). Для наружной защиты трубопроводов в морской воде применяют цинковые протекторы в виде браслетов, приваренных в продольном направлении к скобам, соединенным с трубой, или в виде насан<енных полуоболочек (см. раздел 17.2.3). В случае солоноватых или сильно соленых вод, получаемых, например, при добыче нефти или в горном деле, цинковые протекторы применяют и для внутренней защиты резервуаров (см. раздел 20). Возможности применения цинковых протекторов в пресной воде весьма ограничены. При низкой электропроводности среды стационарный потенциал и поляризация с течением времени обычно значительно повышаются. Это относится и к применению в грунте. Если не считать эпизодического применения стержневых и ленточных протекторов в качестве заземлителей, цинковые протекторы используют только при сопротивлении грунта менее 10 Ом-м. Чтобы уменьшить пассивируемость и снизить сопротивление растеканию тока, протекторы должны укладываться с обмазкой активатора — см. раздел 7.2.5. [c.182]

Для контрольных измерений могут применяться также и медносульфатные электроды сравнения u/ uS04. Если же электроды сравнения приходится более продолжительное время оставлять в морской воде, то следует выбирать электроды с хлоридсодержащими растворами или металлические (см. раздел 3.2 и табл. 3.1). При подключении массы (судна) необходимо следить за тем, чтобы соединение было достаточно низкоомным и сухим. Обычно применяют зажимные клещи на лебедке. Для оценки защитного потенциала следует воспользоваться данными раздела 2.4, [c.363]

Измерительные электроды для систем катодной защиты судов с защитными установками представляют собой прочные электроды сравнения (см. раздел 3.2 и табл. 3.1), постоянно находящиеся в морской воде при съеме небольших токов для целей регулирования они не должны подвергаться поляризации. Обычно применяемые в остальных случаях медносульфатные и каломелевые электроды сравнения могут быть использованы только для контрольных измерений. Никакие электроды сравнения с электролитом и диафрагмой (мембраной) непригодны для использования в качестве измерительных электродов длительного действия для защитных преобразователей с регулированием потенциала. Измерительными электродами могут быть только электроды типа металл — среда, имеющие достаточно стабильный потенциал. Электрод серебро — хлорид серебра имеет потенциал, зависящий от концентрации ионов хлора в воде [см. формулу (2.29)], что необходимо учитывать введением соответствующих поправок [4]. Наилучшим образом зарекомендовали себя цинковые электроды. Измерительные электроды похожи на протекторы, но меньше их по размерам. Они имеют постоянный стационарный потенциал, мало подвергаются поляризации, а в случае образования поверхностного слоя могут быть при необходимости регенерированы анодным толчком (импульсом) тока. Срок их службы составляет не менее пяти лет. [c.366]

Катодные металлы. На практике благородные металлы ведут себя в соответствии со своим положением в ряду ЭДС. Однако, как видно из ряда активностей, коррозионный потенциал меди — благородного металла ( сц2 +/си = 0,34 В) в морской воде более отрицателен, чем у высоконикелевых сплавов (например, хастелоя) и нержавеющих сталей при условии, что эти сплавы находятся в пассивном состоянии. В то же время потенциал нержавеющей стали в активном состоянии подобен потенциалу низколегированной стали. Это означает, что нержавеющая сталь, содержащая 18% Сг и 8 /о Ni, в пассивном состоянии вызывает коррозию меди и медных сплавов, а в активном состоянии может сама подвергаться коррозии. [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...