Анодная защита и пассивация

Высокое значение критической плотности тока пассивации нержавеющих сталей при повышенной температуре многие авторы рассматривают как серьезное препятствие к применению анодной защиты и рекомендуют выбирать условия применения анодной защиты в зависимости от величины Так, Б работе [130] рекомендуется применение анодной защиты для любой концентрации серной кислоты До 75°, а при концентрации более 60% и менее 20% —до 100°. [c.115]

Конструкции, эксплуатирующиеся в аммиачных, карбонатных и в других растворах солей, также могут быть объектами анодной защиты. Потенциал пассивации в этих средах составляет 0,1—1,0 В. [c.63]

В разделе Внутренняя защита резервуаров и аппаратов химической промышленности кроме методов катодной защиты приводятся рекомендации и по применению анодной защиты при наличии материалов, подвергающихся пассивации в соответствующих средах. Наряду с анодной поляризацией наложением тока от внешнего источника для достижения пассивного состояния рассматривается и способ защиты с применением ингибиторов. [c.14]

При электрохимической защите от коррозии резервуаров, сосудов—ре-акторов, транспортных устройств или трубопроводов в химической и нефтеперерабатывающей промышленности часто приходится иметь дело со средами высокой коррозионной активности. Здесь встречаются среды начиная от обычной пресной и более или менее загрязненной речной, солоноватой и морской воды (часто применяемые для охлаждения) или реакционных растворов и сточных вод химического производства и кончая крепкими рассолами, которые нужно хранить и транспортировать при добыче нефти. Целесообразно ли даже при наличии существенных коррозионных влияющих факторов опробовать электрохимическую защиту и какой именно способ лучше всего можно применить — это зависит от конкретных условий в каждом отдельном случае. Так, при наличии материалов, поддающихся пассивации в соответствующих средах, кроме известной катодной защиты может ставиться вопрос и о применимости анодной защиты. Этот способ можно успешно применить в тех случаях, когда потенциал свободной коррозии ввиду слишком слабого окислительного действия среды располагается в области активной коррозии, но при наложении анодного тока от постороннего источника может быть легко смещен в область пассивности и поддержан на этом уровне (см. раздел 2,3.1.2 и рис. 2.12). [c.378]

Действенность этого способа защиты подтверждена целым рядом исследований на коррозионностойких сталях [42—44], титане [45—47], свинце [48, 49] и тантале [50]. Эффект предотвращения коррозии при этом обеспечивается не только анодной защитой, но и дополнительно покрывающим действием осаждающихся благородных металлов. В результате этого плотность тока пассивации на активных участках уменьшается и тем самым улучшается пассивируемость [51]. [c.399]

Пассивации металлов сопутствует сдвиг их потенциалов в положительную сторону. Пассивность железа, стали и других металлов можно вызвать электрохимическим путем с помощью анодной поляризации (например, в разбавленной серной кислоте при наложении постоянного тока определенной плотности). Указанное явление положено в основу анодной защиты. [c.48]

Скорость коррозии в подобной среде при 25, 35 и 40°С составляет соответственно 2,3, 4 и 5 г/(м -ч). Как видно из рис. 3.1, с ростом температуры (от 20 до 40 °С) плотность критического тока пассивации 1кр увеличивается почти в 5 раз, границы области устойчивого пассивного состояния (от — 0,45 до 0,85 В) не изменяются, плотность тока в пассивной области возрастает на порядок. Стационарные плотности тока в пассивной области близки к 4 А/см2, что соответствует скорости коррозии 0,0016 гЦм -ч). Таким образом, анодная защита позволяет снизить скорость коррозии более, чем в 3000 раз. [c.39]

Сопоставление скорости растворения титана при стационарном потенциале со скоростью растворения при потенциалах в области устойчивой пассивности показывает, что анодная защита позволяет снизить скорость коррозии в 15—30 раз. Плотность анодного тока в данном случае не может служить количественной характеристикой коррозионного процесса, поскольку одновременно осуществляется процесс анодного окисления ионов Сг + до Сг +, скорость которого в 85 раз превышает скорость растворения титана в области устойчивой пассивности. При анодной защите потери ионов Сг + невелики и составляют не более 1,5% от вводимого количества Сг +. Хотя в данном случае для поддержания потенциала пассивации требуются более высокие плотности анодного тока (приблизительно 1 А/м ), однако затраты на электроэнергию при анодной защите исследуемой системы невелики и не превышают 0,35 руб./(год-м ). [c.65]

Если катод находится в среде, в которой его самопроизвольная пассивация при периодической поляризации либо затруднена, либо невозможна вследствие больших значений и , то потенциал катода смещается в область активного растворения. При наличии эффективной зоны катодной защиты возможно смещение и поддержание потенциала в этой области. Для этого необходимо изменить вид поляризации — периодическую заменить непрерывной. Это приводит к удорожанию средств регулирования потенциала и уменьшению надежности системы анодной защиты. Возможно принудительное возвращение потенциала катода из области активного растворения в устойчивое пассивное состояние, т. е. анодная защита катода при периодической поляризации. Для этого необходимо во время пауз замыкать катод на анод, и катод будет иметь такой же потенциал, как на аноде, т. е. соответствовать области устойчивого пассивного состояния. [c.90]

На опытной установке был проверен другой комплекс аппаратуры анодной защиты [36]. Электрическая часть состояла из двух независимых систем пассивации емкостей и автоматического регулирования. При изготовлении таких систем возникали трудности, связанные с согласованием входных и выходных параметров приборов, что требовало дополнительной переделки или перестройки отдельных блоков приборов. Поэтому было сконструировано потенциостатическое устройство [29[, рассчитанное на силу тока до 10 А и позволяющее измерять потенциалы в пределах —3,5--[-4,0 В с входным сопротивлением не [c.110]

Система пассивации и контроля анодной защиты. [c.117]

Применение метода анодной защиты связано с относительно сложной пассивацией поверхности аппаратов. Наиболее простым, но далеко не во всех случах осуществимым, является способ пассивации током достаточной величины. Обычно сила тока пассивации превосходит силу защитного тока в 100—1000 раз, поэтому для пассивации сравнительно небольших и легко пассивируемых объектов требуются устройства с силой выход- [c.119]

Исследования показали, что общий электрохимический потенциал пары Ti — Ag значительно отрицательнее, чем потенциал пассивации титана. Для уменьшения коррозии контакт-ную систему Ti —Ag вводят в гальванический контакт с платиной или палладием. Подробно изучена анодная защита нержавеющей стали протекторами из платины, палладия и золота в серной кислоте средних концентраций при 25—75°С [19—20]. [c.122]

Анодные поляризационные кривые титана (0,9 В/ч) в соляной кислоте подобны известным [42, 43]. Критический потенциал пассивации титана при 20 °С фкр = —0,25 В, а потенциал полной пассивации с повышением концентрации соляной кислоты сдвигается в положительном направлении. Критическая плотность тока пассивации увеличивается при этом от 0,4 до 20 A/м . При потенциале от 0,5 до 1,0 В титан пассивен плотность тока равна 0,5 10-2 в 10%-ной НС1 и 2,5 10-2 A/м в 30%-ной. Стационарный потенциал графита мало зависит от концентрации соляной кислоты и времени предварительной обработки образцов он составляет 0,64 0,05 В, что достаточно для анодной защиты титана. [c.134]

То, что некоторые ингибиторы (фосфаты и бензоаты) оказываются эффективными лишь в присутствии кислорода, также укладывается в рассматриваемый выше механизм защиты. Поскольку пассивация в этом случае остается окисной и является по своей природе электрохимической, необходим катодный деполяризатор, который является движущей силой для анодного процесса. [c.66]

Для практического исполнения анодной защиты предварительно на лабораторной установке снимают анодные поляризационные потенциостатические кривые, характеризующие анодное поведение металла в данной среде. По ним определяют диапазон защитных потенциалов, критическую плотность тока / р и плотность тока полной пассивации / . Аппаратурное оформление и методика снятия поляризационных кривых описаны в [14]. При высокой электропроводности промышленной среды расположение катодов в аппарате мало влияет на пассивацию поверхности. При низкой электропроводности среды, вследствие возникновения большого градиента потенциала вдоль защищаемой- поверхности, на определенном расстоянии от катода стенки аппарата остаются в активном состоянии и подвергаются коррозии, в то время как вблизи катода потенциал удерживается в области устойчивой пассивности. Поэтому предварительные сведения о дальнодействии анодной защиты или ее рассеивающей способности имеют [c.263]

При промышленном осуществлении анодной защиты оборудования следует выделить пусковой период, когда проводят первоначальную пассивацию аппарата, и период эксплуатации. В стационарных условиях эксплуатации (при неизменных уровне электролита, тепловом и гидродинамическом режимах) для поддержания установившегося пассивного состояния поверхности требуются сравнительно малые защитные токи, которые могут быть вычислены как произведение плотности тока в пассивном состоянии (/п) на величину смоченной поверхности. Изменения условий эксплуатации (при колебаниях температуры, уровня электролита, состава раствора и т. п.) могут приводить к изменениям защитного тока в широких пределах. Поэтому необходимо иметь по крайней мере 5—10-кратный запас мощности приборов защиты по сравнению с потребляемой ими мощностью в стационарном режиме эксплуатации. Начальная пассивация сразу всей поверхности защищаемого оборудования требует весьма больших токов (в несколько сот ампер), поскольку для полной пассивации активного металла необходимо в течение некоторого времени пропускать ток максимальной плотности (/ р). Для снижения пускового тока до приемлемой величины следует постепенно заполнять аппарат электропроводящей средой при включенном регуляторе потенциала, применять низкие температуры, перемещать катод вблизи защищаемой поверхности, применять среды, способствующие самопассивации металла, использовать конструкции аппаратов с коническими или сферическими днищами, т. е. наиболее простой формы, без карманов, конструктивных зазоров и т. п. [c.264]

В основе метода анодной защиты лежит пассивация поверхности металла при наложении анодного тока. Анодный ток вызывает анодную поляризацию, т.е. возрастание электродного потенциала, и должен быть таким, чтобы превысить потенциал пассивации. Однако, если электродный потенциал слишком увеличивается, то область пассивности может оказаться пройденной и тогда начинается питтингообразование или так называемая транспассивная коррозия (перепассивация). На практике анодную защиту больше всего применяют для нержавеющей стали, т.е. сплава железа с хромом, который обладает ярко выраженными пассивационными свойствами. Ее применяют также для титана и в некоторых случаях для углеродистой стали. [c.71]

В промышленном применении анодной защиты важную проблему представляет защита щелей. В узкой щели во время по-тенциостатической анодной поляризации возникает большой градиент потенциала, обусловленный высоким электролитическим сопротивлением участка. Вследствие этого градиента внутренняя часть щели остается активной и корродирует с большой скоростью, несмотря на то, что наружная поверхность удерживается в пассивном состоянии при стабильном потенциале пассивации [8, 9]. Экспериментальные исследования с различными щелями, а также теоретический анализ свидетельствуют о возможности пассивирования щелей в процессе анодной защиты и контроля степени пассивирования (сопротивления раствора, состояния поверхности и т. д.) по геометрии щели и электрохимическому поведению защищаемого металла. Критическая плотность анодного тока является наиболее важным параметром, так как показывает силу тока, необходимого для достижения пассивности во время анодной защиты [1, 2, 7, 9]. [c.32]

В последнее время а ряде работ показана возможность применения анодной защиты металлов и сплавов, если только они склонны к пассивации. Характерная потен-циостатическая анодная поляризационная кривая пассивирующихся металлов приведена на рис. 206. При достижении величины потенциала 1 и соответственно тока /1 начинается пассивация металла. При смещении потенциала до значения 2 металл полностью пассивируется при этом он растворяется с очень небольшой скоростью, соответствующей плотности тока (ток полной пассивации). На анодной кривой имеется широкая область потенциалов, от 2 до 3, в которой сохраняется устойчивое пассивное состояние. [c.307]

Электрохимическая защита состоит в том, что при смещении электродного потенциала металла коррозионные процессы тормозятся. При этом различают два вида электрохимической защиты анодную и катодную. При анодной защите потенциал смещается в положительную сторону. Защитный эффект обусловлен пассивацией, при которой высокие положительные потенциалы достигаются очень малой анодной плотностью тока. Эффективность анодной защиты зависит от свойств металла и электролита. Основной конструкционный материал, применяемый в нефтегазовой промышленности, это низкоуглеродистая малолегированная сталь, которая слабо пассивируется в таких электролитах, как дренажная (подтоварная) вода в резервуарах, почвенная (грунтовая) влага. Изменчивость характеристики грунтов (минерализация водной фазы, состав газов и строение твердой основы) не позволяет успешно применять анодную защиту в таких условиях. Особое значение в анодной защите имеют ионы галогенов, способствующие образованию питтингов. В силу того, что в грунтах (например, солончаки). и пластовых водах содержится большое количество хлоридов, анодная защита для подземного оборудования нефтегазовой промышленности не применяется. [c.73]

Во всех металлических материалах при циклическом нагружеНИи даже с напряжениями, гораздо меньшими, чем временное сопротивление, образуются трещины. Этот процесс называется усталостью материала. Между амплитудой напряжения в цикле и числом циклов нагрузок, вызывающих разрушение, имеется зависимость, описываемая усталостной кривой —так называемой кривой Вёлера. На рис. 2.19 показана такая кривая для углеродистой стали с пределом циклической прочности при нагружении на знакопеременный изгиб с напряжением 210 МПа. При амплитуде, равной пределу циклической прочности, кривая Вёлера идет горизонтально, т. е. меньшие амплитуды уже не могут вызвать разрушения при любом большом числе циклов нагружения. При коррозионном воздействии предела циклической прочности нет. Кривая амплитуда — число циклов до разрушения при стационарном потенциале круто опускается вниз. Пассивация анодной защитой с повышением потенциала до = = +0,85 В приводит лишь к незначительному повышению числа циклов нагружений до разрушения. Напротив, катодная защита дает заметный эффект. При t/jj =—0,95 В достигаются такие же значения числа циклов, как и при испытании на воздухе [70]. [c.74]

Наиболее надежными и эффективными системами анодной защиты являются комбинированные системы, содержащие регулятор напрягкения и протекторы. При этом появляется возможность регулировать ток в широких пределах и ослабить чувствительность к перебоям в энергоснабжении. Регулятор напряжения обеспечивает пассивацию защищаемого объекта, а поддержание пассивности обеспечивается протекторами. Материалами протекторов в серной кислоте и растворах аммиачной селитры могут быть графитовые материалы. [c.145]

Существенным ограничением применения анодной защиты является вероятность возникновения локальных видов коррозии в области пассивного состояния металла. Для предотвращения этого явления на основании предварительных исследований рекомендуют такое значение защитного потенциала, при котором локальные виды коррозии не возникают или в раствор вводят ингибирующие добавки. Например, анодная защита стали 12Х18Н10Т в растворах хлоридов в присутствие ионов NO3 предотвращает образование питтин-гов и снижает скорость растворения стали в 2000 раз. В ряде случаев вследствие повышенной опасности возникновения локальных коррозионных процессов применение анодной защиты неэффективно. Резкий рост критического тока пассивации металлов с увеличением температуры агрессивных сред ограничивает применение анодной защиты в условиях повышенных температур. [c.295]

При понижении потенциала и достижении поверхностью металла значения (р и соответственно плотности тока i p начинается пассивация металла. При потенциале (р металл полностью пассивируется и скорость его растворения соответствует плотности тока Область оптимальной запассивированно-сти металла находится между потенциалом иассивации (р и потенциалом пере-за1[1.и 1 ы (р анодная защита заключается в поддерживании потенциала металла в этой области. Смещение потенциала к значениям, отрицательнее (р, способствует активированию металла и соответствующему увеличению анодного тока и коррозии металла. Смещение потенциала положительнее значения (р вызывает перезащиту металла, что приводит к увеличению энергетических затрат и к усилению коррозии в результате перепассивации, отслаивания защитной плёнки, ниттингообразования или электрического пробоя плёнки. [c.197]

В 1965 г. фирма ontinental Oil внедрила анодную защиту железнодорожных цистерн, транспортирующих аммиакаты [13, 14]. Представитель этой фирмы Риггс [15] впервые отметил влияние ржавой стали на параметры анодной защиты в растворах NH3—NH4NO3—Н2О. Сравнивая анодные потенциостатиче-ские кривые, полученные на образцах, покрытых ржавчиной и с чистой поверхностью, он установил, что на чистой поверхности пассивация наступает значительно раньше, чем на поверхности, покрытой ржавчиной. [c.38]

ВОЗМОЖНОСТЬ анодной защиты ее в таких растворах [24]. Как показали исследования, в растворах нитрата аммония (pH 5) увеличение концентрации NH4NO3 от 1 до 6 н. почти не влияет на область активного растворения и величины фкр и фпас. Значения скорости растворения Ст.З в активной области при постоянном потенциале, вычисленные по убыли массы образцов, результатам анализа раствора и количеству электричества, практически совпадают (табл. 3.2). В растворах сульфата аммония скорость растворения стали значительно выше, чем в растворах нитрата аммония при постоянном pH. При добавке к такому раствору аммиачной селитры скорость растворения стали в активном состоянии, критическая плотность тока и потенциал пассивации снижаются. При достаточной концентрации аммиачной селитры практически полностью подавляется влияние сульфата аммония на м и г кр. [c.42]

Добавка 0,5—1% аммиака в раствор, содержащий 30% NH4N03-f-I5% (NH4)2S04, приводит к резкому снижению 1кр. Однако дальнейшее увеличение концентрации аммиака сопровождается повышением критической плотности тока пассивации и скорости активного растворения. Зависимость г кр от pH в таких смешанных растворах имеет экстремальный характер. Увеличение 1д и /кр связано как с повышением pH раствора, так и с увеличением общей концентрации аммиака. Добавки аммиака (0,5—1%) приводят не только к снижению плотности тока первичной пассивации, но и к расширению области устойчивого пассивного состояния. Таким образом, аммонизация растворов сульфата и нитрата аммония не только позволяет обогащать удобрения азотом, но и облегчает режим анодной защиты. В ряде случаев аммонизация нитрат-сульфатных растворов дает возможность перевести Ст. 3 в пассивное состояние. [c.42]

Хромоникельмолибденовые и хромоникелевые стали были первым объектом исследований Эделеану [67], Н. Д. Томашо-ва и Г. П. Черновой [68], которые показали возможность анодной защиты этих сталей в сернокислотных средах. Легирование Сг, Ni, Мо, Si, Мп, Nb, V, Ti приводит к возрастанию склонности к пассивации и улучшению условий применения анодной защиты, поскольку уменьшается критическая плотность тока пассивации (г кр), расширяется область устойчивой пассивности. Влияние легирующих элементов на параметры анодной защиты широко изучено Н. Д. Томашовым и Г. П. Черновой [69]. Вместе с тем, применение анодной защиты, как это будет показано ниже, позволило заменить высоколегированные сплавы менее легированными, Нержавеющие стали могут быть [c.59]

Используя анодную пассивацию углеродистой стали, удалось устранить коррозионное растрескивание сосудов с КОН в производстве водорода электролитическим способом. Источником тока служил сам электролизер. Поскольку стабильность пассивного состояния довольно высокая, можно после пассивации извлечь катод из защищаемых сосудов [101]. Интересными являются лабораторные исследования анодной защиты испарителей из чугуна (2—3% Ni) в 30%-ной КОН при 25— 70°С, в 70%-ной КОН при температуре кипения и в расплаве при 310°С [102], а также олова при разных концентрациях NaOH и температурах 25, 40 и 60°С [103]. [c.69]

Е. С. Лецких и А. Т. Коморникова исследовали возможность анодной защиты стали 12Х18Н10Т в концентрированном растворе квасцов, содержащих сульфаты хрома и аммония (90 г/л Сг и 31 г/л NH4 при отношении 1 1) и небольшое количество свободной кислоты (pH 1) [104] при температуре выше 70°С эти растворы сильно агрессивны. Анодная пассивация обеспечивает оптимальную защиту в области потенциалов 0,05— 0,95 В, защитная плотность тока находится в интервале 7Х X 10- — ЫО- А/м2. Скорость коррозии стали 12Х18Н10Т снижается до 6 10- г/(м -ч), т. е. более чем в 1200 раз. [c.70]

Катоды, изготовленные из стали 06ХН28МДТ. в промышленной системе анодной защиты сборников гидроксиламинсульфата [36, 37], а также сборников концентрированной серной кислоты (>94%, содержащей растворенный SO2) подвергаются как общей, так и питтинговой коррозии. На рис. 4.16 приведена зависимость потенциала полной пассивации фп. п от pH раствора и концентрации Na2S03 в 1 н. Na2S04 при 60 °С фп. п при 0,85 > [c.88]

В. М. Новаковским, Я. М. Колотыркиным с сотр. разработан новый режим анодной защиты [26], который позволяет проводить более эффективное торможение коррозии, чем при обычной анодной защите. Сущность метода заключается в чередовании двух режимов высокопотенциального (при потенциалах, близких к верхней границе пассивной области) и низкопотенциального (на 2—3 порядка более длительного при потенциалах нижней границы пассивной области). Преимущества последнего режима особенно ощутимы при защите металлов с большой скоростью растворения в пассивном состоянии и значительной протяженностью области пассивации. [c.107]

Аппаратура анодной защиты кроме основной функции (поддерживание потенциала) часто выполняет и другие функции, что позволяет обеспечить надежность и качество защиты. В этом случае, кроме регуляторов потенциала, предусматривают дополнительные устройства. Фороулис [40] предлагает совместить регулятор потенциала с источником постоянного тока. При пассивации или нарушении технологического процесса, когда тока от регулятора потенциала недостаточно, подключается источник постоянного тока. При нормальном течении процесса анодной защиты источник постоянного тока отключается, и работает только потенциостат. [c.112]

Л П. Яорченко и И. П. Ляощенко [23] предложили для анодной защиты титана в серной кислоте протекторы из сурьмы и висмута. При соотношении площадей Sk/S , равном 3,3 (для сурьмы) и 5,8 (для висмута), оба металла вызывают пассивацию титана в 5 н. серной кислоте при 40 °С. Жиманский [24] установил, что пассивация углеродистой стали в водных растворах аммиака обусловлена контактированием стали с техническим титаном при соотношении их поверхностей до 100 1. Защитное действие такого контактирования испытано в течение двух лет на емкости 76 м . [c.122]

Так как сила тока пассивации стали в пульпе, не содержащей нонов хлора, невелика, поверхность реактора пассивировали с использованием регулятора потенциала периодического действия РППД-5 [4]. Для обеспечения пуска анодной защиты 17-го реактора на время пуска и несколько часов после его осуществления хлористый калий подавали в 18-й реактор. Потенциал достигал заданного значения в течение нескольких минут. После того, как сила защитного тока достигала стабильного значения, в реактор подавали хлористый калий. Для анодной защиты реакторов использовали систему Донец-12 , обеспечивающую контроль и автоматическое регулирование защитного потенциала одновременно на восьми реакторах. Силу тока в цепи каждого защищаемого реактора контролировали амперметром. При равномерной подаче хлористого калия система [c.164]

НОЙ H2SO4, не зависит от величины защищаемой площади. Пассивность достигалась в течение 3 сек. для этого требовалось 14—15 мкулон1см . Плотность тока пассивации может быть снижена, если условия позволяют провести пассивацию в более длительные сроки (см. рис. 76). Параметры анодной защиты (плотность тока пассивации, плотность тока для поддержания пассивного состояния, область пассивных потенцалов) определяются составом стали, составом раствора, его концентрацией и температурой. Было изучено влияние некоторых из этих факторов [156—159]. Из рис. 77 видно, что с повышением температуры плотность тока, требуемая для поддержания пассивного состояния, возрастает, и более резкий подъем кривой наблюдался после достижения 65° С. У стали с Мо (18%Сг-12% Ni-3%Mo) это изменение наклона кривой наступало позже и не было [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...