Атмосферная коррозия железа и других металлов

На рис. 274 приведена карта Советского Союза по атмосферной коррозии железа применительно к условиям сельской местности. Аналогичные карты составлены также для цинка, кадмия, меди и алюминия. Влияние загрязненности атмосферы и других факторов на скорость атмосферной коррозии металлов может быть учтено введением соответствующих поправочных коэффициентов, что позволяет, по А. И. Голубеву и М. X. Кадырову, прогнозирование коррозии металлов в атмосферных условиях. [c.383]

Пленки ржавчины, образующиеся в атмосферных условиях, могут иметь защитные свойства поэтому скорость коррозии со временем снижается (рис. 8.1). Это справедливо, хотя и в меньшей степени, для чистого железа, скорость коррозии которого относительно высока по сравнению с более устойчивыми медьсодержащими или низколегированными сталями. На этих сплавах образуются пленки с плотной структурой и хорошей адгезией, тогда как на чистом железе продукты коррозии рыхлые порошкообразные. Через некоторое время скорость коррозии достигает устойчивого значения и обычно слабо меняется в дальнейшем. Это свойственно и другим металлам, о чем свидетельствуют данные, полученные Американским обществом по испытанию материалов (табл. 8.2). Различия в скорости коррозии за 10 и 20 лет находятся в пределах ошибки эксперимента. [c.171]

Различают металлические покрытия анодные и катодные. Металл анодных покрытий имеет потенциал, более отрицательный, чем потенциал защищаемого металла. В случае применения анодных покрытий не обязательно, чтобы оно было сплошным. При действии растворов электролитов в возникающем коррозионном элементе основной металл является катодом и поэтому при достаточно большой площади покрытия не разрушается и защищается электрохимически за счет растворения металла покрытия. Примерами анодных покрытий являются покрытия железа цинком, кадмием и другими металлами, более электроотрицательными, чем железо. Анодные покрытия на железе, как правило, обладают низкой коррозионной стойкостью и пригодны только для защиты аппаратуры и сооружений от атмосферной коррозии ]1ли от действия воды. [c.275]

Вопрос о том, как далеко пойдет разрушение металлической структуры, зависит от свойств образующихся пленок. Поэтому при большой термодинамической возможности для протекания процесса окисления некоторые металлы, как, например, алюминий, оказываются вследствие образования окис-ных пленок, тормозящих дальнейший процесс окисления, весьма устойчивыми в атмосфере влажного воздуха. Другие металлы, наоборот, при меньшей термодинамической возможности протекания процесса корродируют очень сильно. В этом отношении характерно поведение железа. Для него отношение рабочей функции к теплоте сублимации несколько больше единицы, что характерно для металлов, находящихся в пассивном состоянии. На самом же деле, как известно, железо в атмосферных условиях подвергается очень сильной коррозии. Однако следует заметить, что в сухом воздухе железо находится в пассивном состоянии и корродирует быстро лишь в присутствии паров воды. [c.8]

Незащищенная поверхность металла адсорбирует из окружающей среды окислительные компоненты — молекулы кислорода, оксидов углерода и серы, хлора и другие. Образуется оксидная пленка, которая на воздухе всегда содержит конденсированную влагу. Толщина пленки может быть различной в зависимости от температуры, влажности воздуха и других атмосферных условий. В условиях сухой атмосферы происходит химическое взаимодействие металла с кислородом и другими газообразными реагентами из воздуха. Как правило, сухая атмосферная коррозия приводит к потускнению поверхности металла, не вызывая его разрушения. Железо и сталь в сухой атмосфере не корродируют даже при наличии агрессивных газов. [c.241]

Пленка, образующаяся на железе при атмосферной коррозии, вследствие своей пористости не защищает металл. Кроме того, продукты коррозии железа гигроскопичны, и наличие их на металле создает условия для дальнейшего ускорения коррозионного процесса. Гигроскопичными могут быть также продукты коррозии других металлов, что необходимо учитывать при складском хранении металлических изделий на машиностроительных заводах. [c.49]

Возникающие в атмосферных условиях продукты коррозии могут образовывать защитные пленки поэтому скорость коррозии со временем уменьшается (рис. 62). Чистое железо корродирует заметно быстрее, чем сталь, содержащая медь или низколегированные стали. Слой ржавчины на низколегированных сталях отличается плотной структурой и хорошей адгезией, в то время как на чистом железе образуются порошкообразные рыхлые продукты коррозии. Скорость коррозии через определенное время достигает устойчивого значения и обычно при дальнейшей выдержке почти не меняется. Это наблюдается также на других металлах. В американском обществе по испытанию материалов получены данные о стойкости разных металлов, которые выдерживали в течение от 10 до 20 лет в различных атмосферах (табл. 7) [2]. При этом скорости коррозии, подсчитанные по результатам испытаний за 10 и 20 лет, в пределах ошибки опыта почти не отличаются одна от другой. [c.134]

При наличии в воздухе агрессивных газов, солей (морская атмосфера) и других значительно ускоряется процесс атмосферной коррозии. Для железа начальная скорость процесса коррозии небольшая, но с течением времени она увеличивается. Механизм коррозии железа во влажной атмосфере заключается в образовании гидрата закиси железа Ре (ОН) а, переходящего при доступе к нему кислорода воздуха в гидрат окиси железа последний покрывает металл рыхлым осадком, не защищающим его от дальнейшего разрушения. В результате непрерывной подачи кислорода коррозия железа будет продолжаться до полного его разрушения и образования ржавчины. [c.20]

Краски на основе железа. Имеются другие возможности для получения металл-пигментированных красок. Если железный порошок смещать с полистироловым лаком, то можно получить краску для стали, эксплуатируемой в атмосферных условиях и имеющей в различных частях следы окалины, ржавчины (и возможно старой краски) в результате получается поверхность, хотя и грубая и неприглядная, но освобожденная от ржавчины для этой цели могут быть применены некоторые другие металл-пигментированные краски (например, смесь алюминия и цинка в эпоксидной смоле). Густая смесь железа и полистирола (вероятно ее следует более точно назвать пластиком, а не краской) может также быть использована для заполнения отверстий, которые образуются в результате коррозии в стальном листе. Относительно небольшая работа была проделана в направлении использования этого метода для подготовки поверхности перед окраской, но она, по-види- [c.564]

Другим примером может служить поведение пары железо — алюминий. До сих пор вопрос о допустимости контакта железа с алюминием не нашёл однозначного решения. Некоторые авторы считают его допустимым, другие недопустимым. Несмотря на значительную разность потенциалов, имеются указания об успешном использовании этих контактов в атмосферных условиях. Вместе с тем в морских атмосферах и на кораблях наблюдается часто усиленная коррозия алюминиевых конструкций, находящихся в контакте с железом. Вопрос, как справедливо отмечает Эванс, довольно сложный и он не может быть просто решен на основе одной разности потенциалов. Хотя установленный много лет тому назад критерий допустимой разности потенциалов в четверть вольта и оказался полезным, чтобы избежать явно недопустимых контактов, в настоящее время с его помощью нельзя получить удовлетворительного решения вопроса. К тому же при контактной коррозии приходится учитывать и вторичные явления, изменяющие поведение контактных пар. Так, например, при контакте железа с нержавеющими сталями или алюминием наблюдается часто усиленная коррозия обоих металлов. Полагают, что железо в контакте с нержавеющими сталями вначале работает в качестве анода. По мере накопления продуктов коррозии последние затрудняют доступ кислорода к нержавеющим сталям, который нужен для поддержания их в пассивном состоянии, и они начинают также корродировать. [c.20]

Магний—очень электроотрицательный металл (V °=—2,37в) и потому из конструкционных материалов наиболее коррозионно активен. Склонность к пассивированию позволяет ему быть стойким в растворах хромовой кислоты. Однако он не стоек в других кислотах, за исключением плавиковой, в которой на поверхности металла образуется нерастворимая в этих условиях защитная пленка, состоящая из Mgp2. Магний стоек в растворах аммиака и щелочей (до 50—60°С). Фосфаты образуют защитную пленку на магнии и его сплавах, повышая стойкость от разрушения в воде и водных растворах солей. Магний не стоек в органйческих кислотах, в нейтральных солевых растворах и даже в воде, особенно, если она содержит углекислоту. Хлорсодержащие флюсы при попадании в сплав сильно повышают скорость коррозии отливки. Контакт с электроположительными металлами, а также загрязнение магния железом, никелем, медью и другими металлами с низким перенапряжением водорода повышают скорость коррозии. Цинк, свинец, кадмий, марганец и алюминий менее опасны в этом отношении. В атмосферных условиях в отличие от растворов электролитов магний корродирует с кислородной деполяризацией. Легко окисляется на воздухе при повышенных температурах. [c.57]

С коррозией в водных средах приходится встречаться реже, чем с атмосферной коррозией. Только некоторые специализированные машины эксплуатируются в водной среде или охлаждаются водой. Чаще в процессе эксплуатации машины подвергают-, ся кратковременным погруженпям в воду. Наиболее тяжелые условия при такого рода погружениях возникают тогда, когда температура изделия значительно выше температуры воды. Скорость коррозии в водных средах зависит от материала, состава и физических свойств воды, растительных и животных организмов, всегда имеющихся в воде, ее подвижности, периодического или постоянного смачивания изделия и других факторов второстепенного значения. При температуре воды, близкой к нормальной, коррозия железа в пресной воде определяется концентраци-, ей растворенного в ней кислорода. Чтобы понизить агрессивность применяемой для охлаждения воды, ее предварительно пропускают через железо, реагирующее с растворенным в ней кислородом. Если в воде имеются бактерии, восстанавливающие сернокислые соли, то железо может корродировать и при отсутствии кислорода. Такие бактерии часто встречаются в глубоких колодцах, в почве и в морской воде. В хлорированной воде бактерии не размножаются. Многие бактерии, грибки, образующие слизь, и водоросли способствуют коррозии металлов путем образования пленки, состоящей из самих организмов и продуктов их жизнедеятельности. [c.138]

Ряд широко используемых металлов (алюминий, хром, нержавеющие стали, никель) характеризуются пассивным состоянием в атмосферных условиях. Другие металлы можно искусственно запассивировать химическим или электрохимическим путем. Например, железо можно сделать пассивным, обрабатывая его концентрированной серной кислотой, концентрированной азотной кислотой, растворами нитритов и хроматов. На рис. 23 представлена зависимость скорости коррозии железа от концентрации серной кислотье. Видно, что железо практически не подвергается коррозии (т. е. пассивно) в интервале концентраций 60... 100% и при избытке олеума более 30%. [c.47]

Ряд широко используемых металлов (алюминий, хром, нержавеющие стали, никель) характеризуются пассивным состоянием в атмосферных условиях. Другие металлы можно искусственно пассивировать химическим или электрохими)1еским путем. Например, железо можно сделать пассивным, обрабатывая его концентрированной серной кислотой, концентрированной азотной кислотой, растворами нитритов и хроматов. На рис. И-28 представлена зависимость скорости коррозии железа от концентрации серной кислоты. Эта зависимость имеет своеобразный ход. При концентрации кислоты от 65 до 100% железо практически не корродирует — оно находится в пассивном состоянии. Однако при концентрации кислоты менее 65% или более 100% (кислота, содержащая избыток SOg, — так называемый олеум) железо подвержено сильной коррозии. [c.44]

Ускоренные атмосферные испытания. Лабораторные методы исследования атмосферной коррозии были разработаны раньше многих других лабораторных методов коррозионных испытаний и продолжают непрерывно совершенствоваться. Это можно объяснить, с одной стороны, тем, что в практике атмосферной коррозии подвергается около 80% металлических конструкций и доля коррозионных потерь при атмосферной коррозии превышает половину общих потерь [52], а с другой, тем, что механизм атмосферной коррозии является сложным и изучен далеко не полностью. Несмотря на кажущуюся простоту, воспроизведение в лаборатории условий атмосферной коррозии встречает определенные трудности, которые в значительной мере связаны с тем, что атмосферной стойкости вообще не существует, ибо одни и те же металлы в разных местах корродируют по-разному, так, например, коррозионная стойкость железа может изменяться в зависимости от атмосферы примерно в сто раз 3]. Большое значение имеет влажность воздуха, количество осадков, характер и количество загрязнений, температура и другие факторы. В зависимости от соотношения этих факторов естественную атмосферу делят на сельскую, городскую, индустриальную, сельскую морскую, городскую морскую, морскую, тропическую и тропическую морскую. Подробная характеристика этих типов атмосфер приводится в работе f5]. В соответствии с механизмом процесса атмосферная коррозия классифицируется [52, 53] на мокрую (относительная влажность воздуха около 100%), влажную (относительная влажность ниже 10%) и сухую (полное отсутствие влаги на поверхности металла). В двух первых случаях коррозия шротекает в соответствии с законами электрохимической, а в третьем—в соответствии с законами химической кинетики. Часто их трудно разграничить. В этой связи одним из первых условий воспроизведения в лаборатории атмосферной коррозии является создание на поверхности металла тонкой пленки влаги, имеющей постоянную или переменную толщину. Последнее, по-видимому, более точно отвечает практике. Такие условия в лаборатории достигаются с помощью влажных камер, приборов переменного погружения или солевых камер. Наиболее простая влажная камера — обычный эксикатор, на дно которого налита вода (рис. 13). [c.64]

Первые два способа нанесения защитных металлических покрытий на железо представляют меньший интерес для химического машиностроения, чем последние три. Объясняется это тем, что защищать железо от коррозии (исключая атмосферную коррозию и коррозию в малоагрессивных средах) могут только такие металлы, как хром, никель, медь и другие, более положительные, чем железо покрытия же из этих металлов, полученные первыми двумя способами (гальваническим и распылением), являются пористыми и таким образом не достигают требуемой цели. [c.159]

Выбор металла покрытия определяется в основном условиями службы изделий цинк—для предохранения железа и стали от атмосферной коррозии, кадмий — для предохранения металлической поверхности, подверженной действию морской атмосферы, алюминий — в нефтяной промышленности, а также в топочном хозяйстве для защиты железа и стали от действия высоких температур, олово — в молочной, пищевой и винной промышленности, 1медь — в электротехнической промышленности при покрытии бакелитовых изделий, а также бумаги, угольных щеток и других материалов, сталь нержавеющая — при производстве насосов в нефтяной промышленности и пр. [c.203]

Обнаружено так же, что при определенных значениях pH водных растворов ингибиторами коррозии железа являются соли фенилуксусной кислоты. Кроме указанных соединений, защитное действие обнаруживают аминокислоты (бензоаты и карбонаты). Одним из сильнейших замедлителей является бензоат моноэтаноламина. Другой интенсивно действующий ингибитор — карбонат моноэтаноламина — обладает высокой упругостью пара и защищает металл от атмосферной коррозии (см. раздел 2). В качестве эффективных ингибиторов коррозии стали в нейтральных растворах И. Н. Путиловой, С. А. Балезиным и В. П. Баранник предложено использовать бензоат моноэтаноламина и ингибитор марки ПБ-8 — продукт конденсации моноэтаноламина с уротропином. Эти ингибиторы. образуют на металле нерастворимые поверхностные комплексы. При введении в воду [c.184]

Если мы перейдем к другому металлу с другим значением константы скорости Кс, то мы изменим в о б щ е м случае скорость коррозии р. Однако, если значения К с для обоих металлов так высоки, что Сш, которое равняется 1 [р/КсАм], мало по сравнению -с С , тогда ее произойдет никаких заметных изменений р, которое будет приблизительно равно Сз/К в обоих случаях, и таким образом не зависит от Кс-Таким образом для такого активного металла, как железо, введение примесей, которые могут вызвать большое изменение скорости коррозии в атмосферных условиях (где имеется достаточно кислорода), не изменит ее заметно в спокойных условиях полного погружения. Несомненно, величина Ко сильно изменится в результате введения примесей, однако это не повлияет заметно на величину р. Подобным же образом будет показано, что изменение площади поверхности образца Ам не подействует сильно на скорость коррозии так как для наиболее активных металлов скорость будет при ближаться к Сз/К — выражению, в котором Ам не участвует [c.271]

Влияние меди. Сопротивление медистой стали атмосферной коррозии с практической стороны обсуждалось на стр. 201. Здесь следует рассмотреть некоторые теоретические положения. Одно из замечательных свойств меди — связывать серу (которая в некоторых случаях является причиной плохой химической стойкости) в сравнительно устойчивую форму сернистой меди Об этом будет итти речь на стр. 540. Однако медь оказывает влияние и в другом отношении, делая коррозию более однородной, причем ржавчина оказывается более крепко связанной с металлом. Если смочить поверхность железа, не содержащего меди, анодное действие начинается в некоторых наиболее слабых местах и только сравнительно медленно распространяется в стороны. Если железо содержит медь в твердом растворе, то и ржавчина будет содержать медные соединения, которые снова осаждаются в виде металлической меди причем точки, затронутые коррозией, сначала могут стать катодными по отношению к окружающей площади и таким образом коррозия может перемещаться в другие места. Вследствие этого коррозия быстро распространяется по всей поверхности и не получается питтинга. Если осадок пористой меди распространяется по всей поверхности, его можно рассматривать как катод и, следовательно, в этом случае ржавчина образуется в тесном контакте с металлом поэтому ржавчина оказывается более защитной и лучше удерживается на металле, чем в случае чистого железа. Опыты Кариуса с медистой сталью в растворах соли показали, что требование меди в отношении кислорода как деполяризатора создает недостаток кислорода, [c.535]

Сухое окисление или сухая атмосферная коррозия. Здесь водяные пары или полностью отсутствуют, или, если присутствуют, то не играют существенной роли в реакции окисления. В отсутствие атмосферных загрязнений на большинстве обычных металлов образуются окисные пленки, невидимые при обычных температурах и видимые при повышенных температурах. В присутствии следов газовых загрязнений на меди, серебре и некоторых других цветных металлах видимая пленка образуется даже при обычных температурах, это явление обычно называется тускнением. В таких же условиях железо и сталь остаются блестящими, при условии, если относительная влажность воздуха ниже критической влажности. [c.444]

Интересно сравнить коррозионную устойчивость железа в наиболее часто встречающихся условиях природной коррозии (атмосферная коррозия, коррозия в природных водах и почвах) с коррозионной устойчивостью других металлов, близко расположенных к железу в ряду равновесных потенциалов, значение которых, как известно, отражает термодинамическую стабильность металлов. Из таких соседних с железом металлов наиболее важными практически оказываются алюминий, титан, цинк, хром (отрицательнее железа) и кадмий (немного положительнее железа) (см., например, табл. 73). Из взятых для сравнения металлов (алюминий, титан, цинк, хром, железо, кадмий) в природных условиях железо ьвляется в заметной степени наименее стойким к коррозии. Это отмечается не только по отношению к более электроположительному кадмию, имеющему практически очень близкий равновесный потенциал, но железо оказывается заметно менее устойчиво к коррозии даже по сравнению с такими более электроотрицательными металлами, как хро М, цинк, титан и алюминий. [c.447]

Бывают случаи, когда определенно пористые покрытия катодного металла-дают суш,ественную заш,иту стали. Пористые свинцовые покрытия эффективны в промышленных атмосферах (они менее эффективны в сельских или морских атмосферах). Ржавчина вообще появляется в порах вскоре уже после выдержки, но потом коррозия перестает развиваться вообш,е считают, что поры закупориваются сульфатом свинца [112]. Если мы примем идею закупоривания пор сульфатом свинца, то оказывается, что вначале оба металла подвергаются разрушению. Таким образом, какая бы ни была полярность у электродов в ячейке Fe/Pb, ни свинец на этой стадии не является достаточно анодным, чтобы заш,итить железо, ни железо достаточно анодным, чтобы заш,итить свинец. В действительности же свинец слегка аноден по отношению к железу, когда на нем конденсируется влага, содержаш,ая серную кислоту. Если образуется непрерывный осадок сульфата свинца, разрушение свинца прекраш,ается, но если образуется непрерывный осадок кристаллов (опыт химической промышленности показывает, что это может иногда случиться), осаждение сульфата свинца на нем будет поддерживать концентрацию РЬ " ниже, чем в случае действия влаги, не содержаш,ей ионов S02-, и потенциал будет смещаться в отрицательную сторону сомнительно, смещается ли он достаточно далеко для свинца, чтобы обеспечить катодную защиту железа. Очень тонкое пористое покрытие олова, нанесенное на сталь перед окрашиванием, удлиняет период до появления коррозии (стр. 520), несмотря на то что олово является катодом по отношению к стали при обычных атмосферных условиях. Бриттон предложил разумное объяснение отсутствию интенсивного разрушения он считает, что краска уменьшает эффективность действия оловянного покрытия в качестве катода, поскольку и как показал Мэйн (стр. 501), движение ионов через связующее вещество краски происходит нелегко. Если только участками поверхности, доступными для катодной реакции, являются стенки пор, пронизывающих чрезвычайно тонкое покрытие, катодная поверхность будет, вероятно, меньшей, чем анодная поверхность, и нет основания ждать интенсивного разрушения [113]. Имеется другое возможное объяснение. Коррозия стали, которая начинается с чувствительных точек, может задерживаться или предотвращаться если поры в оловянном покрытии случайно совпадают с чувствительными точками на стали, то можно ожидать, что пористое оловянное покрытие будет уменьшать вероятность зарождения коррозии. [c.581]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...