Химическая коррозия металлов в жидких средах

Г лава 7 ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ В ЖИДКИХ СРЕДАХ [c.140]

Борьбу с химической коррозией металлов в жидких неэлектролитах ведут путем подбора устойчивых в данной среде металлов и сплавов (например, алюминий и его сплавы, нержавеющие стали в крекинг-бензинах) или нанесением защитных покрытий (например, покрытие стали алюминием для атмосферы сероводорода). [c.46]

Для правильной оценки химической стойкости металла в жидкой или газовой среде имеет большое значение продолжительность испытания.. Нельзя ограничиваться кратковременными испытаниями,, если изделие должно работать длительное время в агрессивных средах. Часто встречающиеся в литературе расхождения в оценке скорости коррозии для одного и того же металла или сплава в одинаковых средах объясняются различной продолжительностью испытаний. Это относится к тем случаям, когда скорость коррозии под действием среды (газа или жидкости) либо возрастает или уменьшается с течением времени, либо становится близкой к нулю в результате протекания процесса самопроизвольного пассивирования. [c.18]

К жидким неэлектролитам относятся расплавленная сера, жидкий бром, многие жидкие органические вещества, например бензол, четыреххлористый углерод, хлороформ, жидкое топливо (бензин, керосин, нефть и др.), некоторые масла. Как правило, коррозия металлов в указанных средах протекает по химическому механизму. [c.30]

Химическая коррозия металлов наблюдается не только в сухих газах, но и в некоторых жидких средах, например в неэлектролитах и жидких металлах.. [c.140]

Жидкие металлы способны растворять металл, из которого изготовлена аппаратура, и переносить компоненты сплава из горячих зон Б холодные. В такой среде осуществляется химическое взаимодействие между жидким и твердым материалом, в результате которого образуются химические соединения — окислы, нитриды, карбиды и интерметаллические соединения жидкий металл диффундирует в поверхностные слои твердого тела, образуя новый сплав или соединения. Скорость растворения основного металла определяется скоростью отдельных стадий этого процесса, в том числе и скоростью растворения металла в горячих зонах и его отложения в холодных. Скорость коррозии зависит также от температуры, давления и скорости циркуляции жидкого металла. Иногда наблюдается избирательное растворение в жидком металле одного или двух компонентов сплава, сопровождаемое образованием язв или появлением межкри-сталлитной коррозии. Присутствие в жидком металле окислов и нитридов, полученных при соприкосновении его с воздухом или другими веществами, оказывает отрицательное влияние на коррозионную устойчивость металлической конструкции. [c.89]

Описанные уравнения роста трещин многоцикловой усталости используют также и для оценки долговечности конструкционных элементов, работающих на циклические нагрузки в условиях воздействия агрессивных сред. При этом физико-химические свойства среды, а также условия нагружения, прежде всего такие, как частота и температура металла и среды, отражаются определенным образом на коэффициентах Вит. Имеющиеся в обширной литературе по коррозионной усталости экспериментальные данные о характере этого влияния достаточно разноречивы, причем в любом случае большую роль играют индивидуальные свойства металла и агрессивной среды. По некоторым данным рост трещин под воздействием агрессивной среды ускоряется, по иным данным, наоборот, замедляется, что объясняют образованием защитного слоя из продуктов коррозии, усиленным теплоотводом от зоны местных напряжений перед фронтом трещины в жидких средах и т. п. Однако в целом следует считать, что по мере углубления и расширения коррозионно-усталостных трещин влияние агрессивной среды (каким бы оно не было) должно ослабевать в сторону преобладания чисто механического фактора. Достаточно развитые трещины должны распространяться при прочих равных условиях в агрессивной среде примерно с той же скоростью, что и на воздухе. Это вытекает из тех очевидных соображений, что деструкция материала в зоне местных напряжений перед устьем трещины определяется в первую очередь местными пластическими деформациями, которые зависят в свою очередь от циклического напряженного состояния всего конструкционного элемента, а не от свойств агрессивной среды. Однако среда играет [c.135]

Нержавеющие стали. Углеродистая и низколегированная стали не устойчивы против коррозии (ржавления) как на воздухе, так и в жидких средах ввиду того,что образующаяся пленка окиси недостаточно плотна и не изолирует металл от химического воздействия среды. Однако легированием можно создать силав, практически Fie окисляющийся почти в любой среде (за исключением некоторых кислот). [c.15]

Коррозия в жидкометаллических средах. Протекает обычно в расплавах щелочных металлов (Li, Na, К) и тяжелых металлов (РЬ, Bi, Mg), применяемых в качестве теплоносителей в ядерной энергетике, а в качестве нагревающей среды при термической обработке (свинец). Этот вид коррозии представляет собой сложное явление, в котором участвуют такие процессы, как растворение твердого металла в жидком термический перенос массы межкристаллитное растворение взаимодействие с примесями в жидком металле образование твердых растворов и химических соединений. [c.364]

В тех случаях, когда химическая коррозия протекает в условиях жидкого коррозионно-активного вещества — неэлектролита, она называется коррозией в жидкой фазе. Примером химической коррозии в жидкой фазе является коррозия металлов, находящихся в среде нефтепродуктов (например, внутренние стенки топливного бака, поверхности подшипников коленчатого вала и др.). Коррозия в этих случаях происходит под воздействием на металлы сернистых соединений, смол и органических кислот, находящихся в нефтепродуктах. [c.22]

Химическая коррозия представляет собой химическое взаимодействие металла с внешней средой и не сопровождается протеканием электрического тока. Химическая коррозия происходит при действии на металлы сухих газов или жидких неэлектролитов. Коррозия металлов в газах при высокой температуре, так называемая газовая коррозия, также относится к химической коррозии. [c.16]

К химической коррозии относится коррозии в жидких неэлектролитах, в расплавах солей. К этому виду коррозии иногда относят разъедание расплавленными металлами, При химической коррозии продукты коррозии образуются непосредственно на тех участках поверхности, которые вступают в реакцию. Данные о применении черных металлов в некоторых средах приведены в табл. 3. [c.889]

Общая коррозия является результатом химического взаимодействия металла с контактирующей средой (жидкой или газообразной). Она может быть как равномерной, так и сосредоточенной, располагающейся в любом участке сварного соединения. Общая коррозия вызывает видимые разрушения. [c.482]

Химическая коррозия металлов осуществляется без разделения на отдельные стадии, причем этот процесс не сопровождается перетеканием электрического тока между металлом и агрессивной средой, и, кроме того, продукты коррозии образуются непосредственно на том участке поверхности металла, где происходит его разрушение — в месте взаимодействия металла с агрессивной средой. Химическая коррозия происходит, как правило, при действии на металлы жидких неэлектролитов и сухих газов. В соответствии с этим химическую коррозию подразделяют на коррозию металлов в неэлектролитах и на газовую коррозию. [c.4]

Химическая коррозия металлов представляет собой самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие химического взаимодействия их с внеш- ней средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды происходят в одном акте. Этот тип коррозии наблюдается при действии на металлы сухих газов (воздуха, про-, дуктов горения топлива и др.) и жидких неэлектролитов (нефти, бензина и др.) и является гетерогенной химической реакцией жидкой или газообразной среды с металлами. [c.19]

Электрохимическая коррозия металлов представляет собой самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие электрохимического взаимодействия их с окружающей электролитически проводящей средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от величины электродного потенциала металла. Этот тип коррозии наиболее распространен. Он имеет место при взаимодействии металлов с жидкими электролитами (водой, водными растворами солей, кислот и щелочей, расплавленными солями и щелочами) и является гетерогенной электрохимической реакцией электролитов с металлами. Хотя в принципе в электролитах не исключена полностью и возможность химической коррозии металлов, при которой окисление металла и восстановление окислительного компонента (молекул или ионов) электролита происходят в одном акте с образованием соединений и их последующим химическим растворением. [c.103]

Химической коррозией называется процесс разрушения металла вследствие химического взаимодействия его с внешней средой. Химическая коррозия происходит при действии на металлы жидких неэлектролитов и сухих газов. В соответствии с этим химическую коррозию подразделяют на коррозию металлов в неэлектролитах и на газовую коррозию. [c.125]

Химической коррозии металлы подвергаются в средах, не проводящих электрический ток. Такими средами являются сухие газы и жидкие неэлектролиты, И те, и другие должны быть безводными. [c.54]

Процессы коррозии можно условно подразделить на химические и электрохимические. Химическая коррозия происходит вследствие непосредственного химического воздействия окружающей среды на конструкции. Сюда относится разрушение цементного камня, коррозия металла в электролитах, не проводящих электрический ток, и т. п. Электрохимическая коррозия связана с наличием электрического тока, протекающего с одного участка металлической поверхности на другой. При этом образование отдельных коррозионных гальванических элементов на поверхности металла происходит в жидких средах, обладающих электрической проводимостью. [c.4]

Коррозия металлов в неэлектролитах представляет собой разновидность химической коррозии. Органические жидкости, не обладающие электропроводностью, исключают возможность протекания электрохимических реакций. К ним относятся широко распространенные органические растворители, такие, как бензол, толуол, четыреххлористый углерод и жидкие топлива (мазут, керосин, бензин). Диэлектриком являются и некоторые неорганические вещества жидкий бром, расплавленная сера, жидкий фтористый водород. Коррозия в непроводящих средах независимо от их природы сводится к. химической реакции между металлом и веществом. [c.52]

В настоящем разделе дается характеристика химической стойкости наиболее распространенных видов конструкционных материалов для ориентировочной оценки возможности использования в различных отраслях техники в приложении 1 приведены справочные данные, содержащие значения скоростей коррозии металлов и сплавов и показатели стойкости неметаллических материалов в некоторых жидких и газообразных средах. [c.6]

Обычно под коррозией металлов понимается их разрушение в результате химического или электрохимического воздействия внешней среды. Повреждения, вызываемые жидкими металлами, не всегда носят химический характер электрохимические же эффекты, хотя иногда имеют место в жидкометаллической среде, но не являются определяющими. Чаще всего в основе коррозионного воздействия расплавленного металла на твердый лежит физический процесс растворения твердого металла. Иногда имеет место одновременное химическое и физическое воздействие жидкого металла. Таким образом, в применении к жидкометаллической среде термин коррозия имеет более широкий смысл. [c.257]

В том случае, когда носителем абразивных частиц является активная жидкая среда, процесс абразивного разрушения усугубляется коррозионными явлениями. Действительно, при воздействии химически активных жидкостей на поверхности металлических деталей образуется пленка окислов, которая быстро разрушается абразивными частицами, транспортируемыми потоком. Поверхность металла очищается от продуктов коррозии и происходит образование новых пленок окислов и очагов коррозионного разрушения, что приводит к значительному увеличению интенсивности разрушения. [c.73]

Химическая коррозия протекает при взаимодействии металлов с сухими газами и парами и жидкими неэлектролитами. Остановимся на газовой коррозии. Этому виду коррозии подвержены в большей или меньшей степени цилиндры двигателей внутреннего сгорания, выпускные клапаны, камеры сгорания газовых турбин, элементы паровых котлов и пароперегревателей, арматура печей и т. п. Среди процессов газовой коррозии наиболее часто встречается окисление металла при высоких температурах за счет кислорода воздуха или СО2 и О2 в продуктах сгорания топлива. [c.184]

Равномерная коррозия протекает у металлов с однородной (гомогенной) поверхностью в однородной жидкой или газообразной среде. Равномерное окисление металла по всей поверхности возможно не только при химической коррозии (в жидких неэлектролитах, сухих газах), но и при электрохимической коррозии. В последнем случае поверхность металла должна быть эквипотенциальной. [c.57]

Защита от коррозионного разрушения химического оборудования, трубопроводов, металлоконструкций является весьма ак-ту альной задачей. Среди множества способов защиты металла от коррозии в атмосферных, газовых условиях, в условиях воздействия агрессивных жидких сред, расплавов солей и металлов — эмалирование металла наиболее эффективно. Институтом разработаны покрытия для эмалирования и внедрены в производство химически устойчивые покрытия для защиты химического оборудования, арматуры, труб и др. изделий от коррозии, (табл. 1). [c.81]

По мере развития техники происходило расширение видов и форм коррозии металлов и неметаллических материалов, увеличивались вызываемые ею потери. Причиной этого, с одной стороны, является быстро растущее количество изделий, устройств, машин и конструкций, с другой — возрастающее загрязнение окружающей человека среды (атмосферы, вод и почвы) продуктами сгорания угля и жидкого топлива, бытовыми и промышленными стоками, газовыми выбросами промышленных предприятий, химическими веществами, используемыми в сельском хозяйстве, и т. д. Например, общее загрязнение атмосферы над территорией США в 1965 г. составило 129 млн. т, причем 25 млн. т приходилось на сернистый газ, 66 млн.т — на окись углерода, 10 млн. т — на окислы азота, 12 млн.т — на твердые частицы (пыль, сажа, дым). По прогнозам специалистов к 1980 г. это загрязнение атмосферы может возрасти до 215 млн. т. На территории Польской Народной Республики находится примерно 8000 промышленных предприятий, выбрасывающих более 3,5 млн. т пыли и около 2,0 млн. т вредных газов, причем 50% пыли и свыше 50% выбрасываемых в атмосферу газов производится горной и энергетической отраслями промышленности. [c.7]

Природа агрессивной среды и протекающие при ее контакте с металлами реакции определяют характер процесса коррозии металлов электрохимический — в электролитах и химический — в сухих газах при высоких температурах или в жидких неэлектролитах. [c.32]

Коррозия металлов причиняет огромный ущерб народному хозяйству. Исследованиями и ориентировочными подсчетами установлено, что до внедрения эффективных методов защиты от коррозии почти одна треть ежегодно выплавляемых металлов безвозвратно терялась в результате химического разрушения под действием жидких и газовых агрессивных сред. [c.5]

Жидкие среды могут повышать и понижать разрушающее напряжение и предельную деформацию кристаллов. Среды 2-й группы увеличивают прочность и пластичность, а среды 3-й группы снижают их. Среды 1-й группы вызывают явления коррозии под напряжением и хрупкости под действием жидких металлов. Механизм хрупкого разрушения под действием жидких металлов основан на понижении свободной энергии данного твердого металла на границе с расплавом, т. е. работы образования новых участков поверхности в ходе деформации и разрушения в микромасштабе это явление соответствует облегчению разрыва и перестройки межатомных связей в присутствии определенных адсорбированных атомов или молекул. Таким образом, химически активная жидкая среда может вносить в механизм разрушения специфические химические эффекты . [c.44]

Коррозия металлов в неэлектролитах является разновидностью химической коррозии. Органические жидкости не обладающие электропроводностью, исключают возможность протекания электрохимических реакций. К неэлектролитам относятся органические растворители бензол, толуол, четыреххлористый углерод, жидкое топливо (мазут, керосин и бензин) и некоторые неорганические вещества, такие, как бром, расплав серы и жидкий фтористый водород. В этих средах коррозию вызывает химическая реакция между металлом и коррозионной средой. Наибольшее практическое значение имеет коррозия металлов в нефти и ее производных. Коррозионно-актив-ными составляющими нефти являются сера, сероводород, сероуглерод, тиофены, меркаптаны и др. Сероводород образует сульфиды с железом, свинцом, медью, а также со сплавами свинца и меди. При взаимодействии меркаптанов с никелем, серебром, медью, свинцом и со сплавами меди и свинца получаются металлические производные меркаптанов — меркапти-ды. Сера реагирует с медью, ртутью и серебром с образованием сульфидов. [c.15]

Существуют различные показатели коррозии (табл. 3), которые используются с учетом вида коррозии, характера повреждений и специфических требований данной отрасли промышленности к металлу. Скорость общей равномерной коррозии металлов и сплавов (химической и электрохимической) поддается оценке путем наблюдения за ростом и разрушением пленок из продуктов коррозии (гравиметрические, оптические, электрические методы испытаний) (рис. 5). Используются весовой (/(в) и глубинный (П) показатели скорости коррозии н реже — объемно-газовый показатель (см. табл. 3). Для оценки скорости развития локальных коррозионных повреждений применяют разнообразные методы испытаний. Широко используется механический показатель, а также электрический и резонансный показатели. Существуют и другие показатели. Оценивают, например, время до появления выраженной трещины в напряженном металле, контактирующем с агрессивной средой. Проводятся замеры контактных токов между различными металлами в жидких электролитах с целью определения скорости контактной коррозии. Широко применяются способы микрографического обследования образцов после коррозионных испытаний с промером глубины питтин-гов. [c.125]

Такая классификация сред по агрегатному состоянию положена в основу построения многих монографий, учебников и учебных юсобий по химическому сопротивлению материалов, особенно по коррозии и защите металлов. Такой подход оправдан, так как процессы взаимодействия материалов с газами отличаются от процессов, протекающих в жидких средах, как по механизму, так и по кинетике. Однако при изучении взаимодействия неметаллических материалов с газовыми средами, в отличие от металлов, допускается наличие конденсации влаги, особенно при изучении атмосферной коррозии бетонов, керамики и полимерных композиционных материалов. Это понятно, поскольку для металлов возможно в таких условиях изменение механизма коррозии с хи-.ического на электрохимический, что для указанных неметалли-1еских материалов исключено. [c.17]

Различают два основных типа коррозии химическую и электрохимическую. Химическая коррозия металлов протекает в среде жидких неэлектролитов и сухих газов. Электрохимическая коррозия — процессы взаимодействия металлов с электролитами. Наиболее часто встречаются сплошная, местная и межкристаллитная коррозия. Сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность металла, подразделяется на равномерную и неравномерную местная коррозия — на подповерхностную, точечную, сквозную и коррозию пятнами. Межкрис-таллитная коррозия распространяется по границам кристаллов — зерен, составляющих металл, проникает глубоко внутрь металла, не изменяя внешнего вида конструкции. Коррозионная стойкость металлов определяется по глубине проникновения коррозии в металл за определенное время (мм/год). Шкала коррозионной стойкости дана в табл. П-102. [c.94]

Что же касается жидкостей неполярных, таких, как смеси углеводородов, представляющих собой различные сорта жидкого топлива и смазочных масел, а также некоторых галоидопроизводных углеводородов, то имея в виду их большое удельное электрическое сопротивление, полагали, что коррозия в них может носить только химический характер. Однако Л. Г. Гиндиным было показано, что коррозия может иметь электрохимический характер и в средах с очень низкой диэлектрической проницаемостью. Объясняется это тем что продукты коррозии представляют собой вещества полярные и проводящие электрический ток значительно лучше исходного диэлектрика. Некоторые органические вещества приобретают агрессивные свойства в процессе их хранения. Так, например, жидкое топливо и его продукты при хранении окисляются кислородом воздуха и становятся коррозионно опасными. С целью торможения окисления в жидкое топливо вводят антиоксиданты Коррозия металлов в углеводородных растворах хлористого алюминия вызывается образованием хлороводорода. Путем введения, например, аминов в хлористый метил можно предотвратить коррозию алюминия. [c.312]

Хорошими противоизносными и антифрикционными свойствами отличаются некоторые соли и их эвтектики в расплавленном и порошкообразном состояниях [34, 35]. Это проявляется по отношению к различным сталям, в том числе высоковольфрамистым и высокохромистым. Эффективность смазочного действия солей определяется модифицированием в их присутствии поверхностных слоев металла. Важнейшими являются случаи образования химических соединений (окисные и т. п. слои) и выделени5 металлов при реакциях вытеснения. Активные по отношению к сталям в противоизносном и антифрикционном действии жидкие металлы и расплавы солей могут вызывать их сильную коррозию. Поэтому их следует применять в таких условиях, когда ограничено время их действия или они вводятся в сравнительно небольших концентрациях в смазочные среды (расплавы) с пониженной химической активностью. [c.161]

Под химической коррозией подразу.мевается с аимодр"-ствие металлической поверхности с окружающей средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границах зон. Механизм химической коррозии сводится к диффузии атомов или ионов металла сквозь постепенно утолщающуюся пленку продуктов коррозии (например, окалипа). С довольно большим упрощением этот процесс можно отнести к химическому взаимодействию. Примером химической коррозии является взаимодействие металла с жидкими электролитами или сухими газами в условиях, когда влага на поверхности металла не конденсируется. [c.445]

Коррозия и коррозионная стойкость сплавов. Коррозией называется разрушение металла под действием внешней агрессивной среды в результате ее химического или электрохимического воздействия. Различают химическую коррозию, обусловленную воздействием на металл сухих газов и неэлектролитов (например нефтепродуктов), и электрохимическую, возникающую под действием жидких электролитов или влажного воздуха. При химической коррозии происходит взаимодействие поверхью-сти металла с окислительным компонентом коррозионной среды. Продуктом коррозии является химическое соединение металла с окислительным компонентом, например [c.168]

Защита от коррозии оборудования, находящегося на консервации, является особо важной проблемой, так как не менее 20% всего парка аппаратов и оборудования химических производств, постоянно простаивающего как в период запланированных резерва и ремонтов, так и при аварийной ситуации, в отсутствие К01нсервации подвергается стояночной коррозии. Проникающий в неработающие агрегаты воздух вызывает разрушение металла с образованием язв и свищей. Соли, особенно хлориды и сульфаты, содержащиеся в оставшихся на поверхности металла каплях жидких технологических сред, усиливают коррозию. [c.162]

Химическая коррозия характеризуется разрушением металла вследствие его непосредственной реакции со средой— неэлектролитом. Примерами коррозии такого рода служат разрушение лопаток и других элементов турбин, находящихся в контакте с горячими топливными газами, коррозия греющих элементов электрических печей, коррозия резервуаров, коммуникаций и химических реакторов, вызванная действием таких газов, как HgS, На, СО, СОа, С1г, NHg, перегретый водяной пар, или жидких неэлектролитов, например нефти и продуктов ее переработки, расплавленной серы, органических соединений. Среди многих случаев химической коррозии наибольшее значение с точки зрения наносимого экономике ущерба имеет газовая ivDpposK", т. е. окисление металлов в атмосфере сухих газов при высокой температуре. [c.12]

Занимался исследованием механических свойств, длительной прочности и коррозии металлов аппаратов и трубопроводов, работающих под высоким давлением водородосодержащих и коррозионных сред в производствах искусственного жидкого топлива, метанола, мочевины, аммиака. Определял расчетные прочностные характеристики ряда сталей, предназначенных для изготовления аппаратов и трубопроводов высокого давления производств химической и нефтехимической промышленности. В соавторстве с институтом сварки им. Патона создал новую высокопрочную водородоустс)й-чивую свариваемую сталь. На основании собственных исследований создал нормативные документы по применению сталей для изготовления аппаратов и трубопроводов высокого давления. Автор 27 печатных работ, 2 изобретений. [c.465]

Все эти присадки и ингибиторы коррозии имеют общую особенность — это поверхностно-активные вещества, имеющие дифильную структуру и способные образовывать на защищаемой поверхности или на границе раздела жидких фаз особые ориентированные и структурированные пленки барьерного типа, подобные по структуре пленке жидких кристаллов или биологических мембран. Эти пленки тормозят не только электродные реакции коррозионного или химического процесса взаимодействия среды с металлом, но главным образом блокируют или затрудняют проникновение самой агрессивной среды (водной фазы) к металлической поверхности, что позволяет этим реагентам даже при малых концентрациях (ниже 0,01 %) резко снижать скорость взаимодействия металла с агрессивной средой. Однако их применение возможно лищь в условиях длительного хранения нефти и топлив в резервуарах. При оперативном хранении этих жидкостей (частом заполнении и опорожнении резервуаров) применение добавок неэкономично. [c.356]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...