Поведение металлов в водороде

ПОВЕДЕНИЕ МЕТАЛЛОВ В ВОДОРОДЕ [c.82]

Поведение металлов в водороде (прод. табл. 5) [c.83]

Поведение металлов в водороде [c.87]

Поведение металлов в водороде (пред. табл. 7) [c.91]

Излагается теория двойного слоя на границе металл—раствор и механизм возникновения скачка потенциала на этой границе. Обсуждается поведение металлических электродов в условиях протекания внешнего тока па основе общей теории кинетики электродных процессов. Детально рассматриваются кинетические закономерности процессов катодного выделения водорода, электрохимического восстановления кислорода и ионизации металлов. Выведены выражения, определяющие коррозионное поведение металлов в условиях их саморастворения для случая идеально однородной поверхности и при ее дифференциации на анодную и катодную зоны. [c.2]

Поведение металлов в среде газообразных хлора и хлористого водорода принципиально отличается от действия других агрессивных сред. Связано это с тем, что хлористые соли, которые образуются на поверхности металла, обладают низкой температурой плавления, а в ряде случаев при повышении температуры возгоняются. Большинство таких реакций имеет положительный тепловой эффект. Это приводит к значительному местному повышению температуры и образующиеся хлориды плавятся и разлагаются. [c.172]

При рассмотрении коррозионного поведения металлов в кислых электролитах представляется также интересным выяснить зависимость перенапряжения водорода от наличия в растворе посторонних солей, а также поверхностно-активных веществ. В этом направлении интересные результаты получены Иофа с сотрудниками [36], Лосевым [37] и др. [c.20]

В разделах, посвященных поведению металлов в растворах перекиси водорода, вопросы кинетики растворения пассивных металлов рассмотрены в связи с окислительно-восстановительными реак- циями, протекающими с участием перекиси водорода. [c.3]

Большинство потенциостатических измерений анодного растворения выполнено в разбавленной обескислороженной серной кислоте, для которой кинетика катодного процесса выделения водорода известна, а катодные реакции изучены на благородных металлах, на которых процесс восстановления окисленных частиц раствора не осложнен анодным процессом окисления катода. Именно в таких модельных условиях с помощью потенциостатического метода достигнуты принципиальные успехи в исследовании анодного растворения металлов. Убедительно показано [10], что наиболее важная и объективная характеристика коррозионного поведения металлов в агрессивной среде — зависимость устойчивой скорости их растворения от потенциала. [c.11]

Цирконий сильно окисляется воздухом при температуре 300— 400° С, то весьма устойчив в воде. Он пригоден для изготовления защитных оболочек тепловыделяющих элементов, охлаждаемых водой или жидкими металлами (натрием, калием). Нелегированный цирконий теряет свою стойкость в воде при температуре 300—320° С. Следовательно, стойкость его сильно зависит от температуры. С добавлением к цирконию 1,5% олова, 0,12% железа, 0,05% никеля и 0,1% хрома (циркалой 2) окисная пленка не разрушается. Сплав циркалой 2 устойчив в воде и паре при высоких температурах. С увеличением концентрации азота и углерода в сплаве стойкость его в водяном паре при высоком давлении понижается. Стойкость сплава сильно зависит и от состояния его поверхности чем чище обработана поверхность, тем выше стойкость сплава. Гладкая поверхность достигается травлением в 35-процентной азотной кислоте с концентрацией 1—2% фтористого водорода, при комнатной температуре. Скорость равномерной коррозии циркония при высоких температурах обычно не превышает 0,01—0,02 мм год. В воде, содержащей кислород, при температуре 318° С скорость его коррозии составляет 0,01—0,1 мг смР--мес. Поведение циркония в воде-при температуре 316° Сив паре при температуре 400° С одинаково. С повышением давления пара при температуре 400° С от 1 до 100 ат скорость коррозии увеличивается в 20—40 раз. Во время облучения в воде при температуре 283° С и потоке нейтронов 10 п см скорость коррозии сплава циркония была в 50 раз выше, чем без облучения. Срок службы защитных оболочек из циркония примерно два года. [c.297]

Наконец, возможен случай возникновения двойных слоев за счет адсорбции в электролите газов. Примером может служить поведение платины в электролите, содержащем растворенный кислород или водород. Последние, адсорбируясь поверхностью металла, приводят к появлению кислородного или водородного электродов. При кор- [c.13]

Если рассматривать поведение электрода при более высоких значениях потенциалов, то, как видно из кривых рис. 10, увеличение скорости вращения электрода ведет к снижению перенапряжения катодного процесса и в области потенциалов, при которых происходит восстановление водорода. Это снижение, однако, не обязательно должно быть связано с уменьшением перенапряжения восстановления водорода в этих условиях. Действительно, рассмотрим суммарный катодный процесс, протекающий на металлах в нейтральных электролитах в этих условиях (рис. 13). Как видно из рисунка, при постоянном потенциале (фо) плотность тока на электроде зависит от скорости вращения электрода Вместе с тем величина этого тока для каждой скорости вращения электрода складывается из предельного диффузионного тока восста-54 [c.54]

Что касается железа, которое делает сплав более стойким к воздействию водорода, то можно полагать, что оно тоже влияет на поведение окиси. Никель же оказывает двойное действие на сплавы повышает их защитные свойства и в значительной степени способствует проникновению водорода (Это может происходить даже без поляризации, см. табл. 2). Общеизвестно, что добавление небольших количеств других металлов в окисел изменяет поведение окисла при повышенных температурах и под давлением. Поэтому можно предположить, что подобные добавки могут изменить поведение пленки окисла под напряжением, вызываемым увеличением объема, которым сопровождаются превращения металла в окисел и металла в гидрид. [c.193]

Ниже приводятся данные, относящиеся к поведению различных промышленных цветных металлов и сплавов в водороде. Показана растворимость в них водорода, диффузия водорода через эти сплавы, а также влияние содержания водорода или режима газонасыщения на механические свойства цветных металлов и сплавов. [c.408]

ПАССИВНОСТЬ, ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ И КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ В РАСТВОРАХ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА [c.92]

Как видно из изложенного, в состав технологической среды входят хлористый водород, этилен, хлористый этил. Коррозионное поведение металлов и неметаллических материалов в хлористом [c.58]

Перенапряжение водорода на данных металлах различно. Поэтому для оценки степени коррозии металлов, находящихся в контакте друг с другом, необходимо знать пе только потенциалы этих металлов, чтобы судить о характере поведения их в электролите, а также и перенапряжение на них водорода. [c.47]

В связи с тем, что в технике неизвестны случаи использования титановой аппаратуры в водороде при повышенных температурах и давлениях, ниже описана конструкция аппарата из титана и стали, учитывающая коррозионные и технологические особенности поведения металлов в водороде. Конструкция реактора (колонны гидрирования) с корзинами из титана, разработанная А. В. Уткиным [2], приведена на рис. 5.20. Реактор представляет собой цилиндрический сосуд с отдельными крышками / и 2, уплотняемыми двухконусными обтюраторами. Материал корпуса 5 и крышек — малоуглеродистая сталь 22К- В корпус помещен пакет царг 4. Каждая из четырех царг имеет верхнюю решетку 5 с сеткой, закрепленную неподвижно, и нижнюю подвижную решетку 6 с сеткой, поджимаемую снизу шестью пружинами 7. Царги и их верхнее 8 и нижнее 9 днища соединены между собой фланцами на прокладках из фто.ропласта-4. Уплотнение типа шип паз. Все детали царг, в том числе и пружины, сделаны из титана ВТ 1-1, внутренний крепеж — из титанового сплава ВТ6. Материал верхней и нижней линз 10 с юбками, сальниковых устройств И в крышках и угольника 12 — также титан ВТ 1-1. [c.175]

Наряду с традицяоййШй работами, развивающими теория пассивности металлов ж вопросы электрохимического поведения металлов в растворах перекиси водорода, в этш сборнике значительное место уделено циклу ра от по коррозии конструкционных материалов в диссоциирующих теплоносителях иа о снове при высоких температурах я давлениях. [c.3]

Для вывода математической зависимости между степенью защиты и плотностью защитного тока (или смещением потенциала в отрицательную сторону) необходимо воспользоваться уравнениями кинетики электродных процессов. Основными электрохимическими реакциями на корродирующем и подвергающемся катодной защите металле являются ионизация металла (анодный процесс), электровосстановление кислорода, разряд ионов водорода и металла (катодные процессы), уравнения скоростей которых приведены в табл.- 7. Их использование оказывается затруднительным, если базироваться на теории многоэлектродных систем, поскольку в практических условиях коррозии и защиты распределение поверхности на катодные и анодные участки, а также распределение внещнего ток по гетерогенной поверхности остается неопределенным. Вместе с тем вывод искомого соотношения оказывается возможным на базе гомогенно-электрохимических представлений о поведении металлов в условиях стационарной коррозии и поляризации внешним током. [c.21]

В связи с тем что аппараты и другие крупногабаритные изделия из толстолистовой стали обычно не подвергают травлению перед эмалированием, то источником водорода в этом случае могут служить вода грунта и эмали, а также влага печной атмосферы. Наиболее уязвимыми местами являются сварные швы и околошовная зона, где появляются в изобилии пузыри и отколы, а вокруг сварных швов — рыбья чешуя. Однако до сих пор отсутствуют методы оценки эмалируемости толсто листовой стали и не изучено поведение металла в сварных швах при эмалировании. В специальной литературе [140, 141] имеются достаточно полные сведения о способности металла поглощать водород при сварке, его влиянии на качество сварных швов и эксплуатационные характеристики сварных изделий, аппаратов и конструкций. [c.96]

Наряду с традициовимкя работами, развивающими творив пассивности металлов и вопросы электрохимического поведения металлов в растворах перекиси водорода, в этом сборнике значительное место уделено циклу ра-ст по коррозии конструкционных материалов в диссоциирующих теплоносителях на о снове при высоких температурах и давлениях. [c.3]

Представлено также важное для ряда областей хиипро-мышленности направление работ - изучение поведения металлов, в частности, гидридообразующих титановых сплавов в среде водорода с различным содержанием Оь при температурах от ЗШ до 550° и давлениях до 100 кг /ом [c.3]

Так как электродные потенциалы играют очень большую роль в коррозионных процессах, то весьма важно знать значения этих потенциалов, а отсюда и действигельную разность потенциалов между металлом и раствором электролита. Однако абсолютные значения потенциалов до сих пор не удалось определить. Нет достаточно надежных методов экспериментального измерения или теоретического вычисления абсолютных значений потенциалов, и вместо абсолютных электродных потенциалов измеряют относительные, пользуясь для этого так называемыми электродами сравнения. Этот принцип определения значений электродных потенциалов основан на том, что если определить э. д. с. коррозионных элементов, составленных последовательно из большинства технических металлов и какого-нибудь одного, одинакового во всех случаях электрода, потенциал которого условно принят за нуль, то измеренные э. д. с. указанных элементов позволят сравнить электрохимическое поведение различных металлов. В качестве основного электрода сравнения принят так называемый стандартный водородный электрод, представляющий собой электрод из черненой (платинированной) платины, погруженный в раствор кислоты с активностью ионов Н+, равной 1 г пон1л. Через раствор продувается водород под давлением 1,01.3-10 н м -. Пузырьки водорода адсорбируются на платине, образуя как бы водородную пластинку, которая, подобно металлу, обменивает с раствором положительные ионы. На рис. 10 показано, как составляется цепь из водородного электрода и другого электрода при измерении относительных электродных потенциалов. [c.23]

Рассмотрим теперь задачу определения параметров сопротивления материала росту трещин при наличии водорода, позволяющих установить связь между поведением лабораторных образцов в процессе испытаний и поведением материалов в конструкциях при тех же условиях. Заметим, что обычные методы механики разрушения [144] при изучении водородного охрупчивания металлов не являются корректными. Так, анализируя типичные результаты опытов по оценке влияния водорода на кратковременную статическую трещиностойкость металлов [200] (рис. 41.1), нетрудно установить, что определяемый стандартным методом параметр трещиностойкости Kq, будучи весьма чувствительным к воздействию водорода [83, 2(30, 319, 334J, является лишь одним значением коэффициента К из интервала К,ь < Ксш, в кото- [c.326]

К виду коррозионного растрескивания, не связанного с абсорбцией водорода, относится разрушение титана и его сплавов в контакте с жидкими металлами. В настоящее время накоплен опыт поведения титановых сплавов в контакте с жидкой ртутью, с расплавленными кадмием и цинком. Наиболее распространено мнение, что контакт активной поверхности титана с жидкометаллической средой может вызвать образование интерметаллических соединений, охрупчивающих титан. Однако имеющиеся экспериментальные данные, особенно разрушение в контакте с жидкой ртутью, позволяют предполагать, что в данном случае действует другой механизм. Ртуть и другие жидкие легкоплавкие металлы не смачивают поверхность титана, защищенную оксидной пленкой. До тех пор, пока не нарушена защитная оксидная пленка, взаимодействия между титаном и жидкометаллической средой не происходит независимо от уровня напряжений и длительности их действия. Иная картина наблюда- [c.85]

Научно-теоретической базой для дальнейшего развития исследований в области высокотемпературного воздействия водорода на металлы и сплавы явились работы, выполненные в свое время в Государственном институте высоких давлений (Ленинград) Алексеевым, Остроумовым [18], Колбиным [19 ], Ипатьевым и сотр. [ 20, 21], Перминовым [22], впервые создавших комплекс экспериментальных установок для изучения поведения металлов при высоких температурах и давлениях газов. Из зарубежных ученых наибольший вклад в развитие теории водородной коррозии и установление кинетических закономерностей соответствующих процессов внесли Баукло [23], На-уманн [24,25 ], Нельсон [26, 27, 28]. [c.115]

Другая трактовка влияния Т1зА1 была предложена теми, кто отдает предпочтение взаимодействию водород — металл в качестве причины, вызывающей КР, т. е. присутствие Т зА1 приводит в результате к более быстрой абсорбции водорода. В работе [227] показано, что абсорбция водорода в процессе травления в растворах, содержащих фториды, происходит много быстрее в сплавах, содержащих в своей структуре Т1зА1. Однако в работе [81] получено, что адсорбция водорода при повышенных температурах в сплаве Т1 — 20% (ат.) А1, или 12,5% (по массе) А1, происходит медленнее, чем в технически чистом титане или сплавах Т1 — 8А1. В действительности, абсорбция водорода происходит наиболее быстро в титане, что является противоположным поведению при КР- [c.409]

Поведение водорода и азота. Динамика изменения содержания водорода и азота в металле в процессе плавки стали Х18Н10Т приведена соответственно на рис. 50 и 51. Как видно из данных рис. 50, к концу периода продувки ванны кислородом содерл<ание водорода в металле [c.143]

Поэтому, как и золото, серебро не вытесняет водород из водных растворов кислот, устойчиво по отношению к щелочам. Однако в отличие от золота оно растворяется в кислотах, являющихся достаточно сильными окислителями, например, в азотной и концентрированной серной. Подобно золоту, серебро легко взаимодействует с царской водкой и насыщенной хлором соляной кислотой, но при этом оно остается в нерастворимом остатке вследствие образования малорастворимого хлорида Ag l. Такие различия в поведении золота и серебра часто используют для разделения этих металлов. Тонкодисперсное серебро в контакте с кислородом воздуха растворяется в разбавленной серной кислоте. Подобно золоту, серебро растворяется также в насыщенных воздухом водных растворах цианидов щелочных и щелочноземельных металлов, в водном растворе тиомоче-вины в присутствии солей железа (П1). [c.21]

Приведенные примеры взаимодействия некоторых металлов и сплавов с кислородом и водородом не исчерпывают проблемы формоизменения под влиянием окружающей среды. Они лишь иллюстрируют часть вопросов этой проблемы. Большие размерные и структурные изменения происходят и при термоциклировании в среде, содержащей серу, галогены и их соединения, жидкие металлы и т. д. При этом могут иметь место разнообразные явления. Так, в теплообменных аппаратах с жидкометаллическим теплоносителем размерные изменения вызваны и массопереносом из одной части детали в другую [97, 180]. Материалы ядер-ного реактора распухают вследствие выделения газообразных продуктов деления [220]. Но и в тех случаях, когда взаимодействие со средой не сопряжено с большими размерными изменениями, оно сказывается на поведении металлов при термоциклировании даже в отсутствие значительных температурных градиентов в сечении детали. Предпосылкой для необратимого формоизменения металлов может явиться неодновременность развития фазовых превращений благодаря наличию в детали химической и структурной неоднородностей. [c.166]

Бахрах Л. П., Стромова Р. П., Головин С. В. Поведение металла труб и сварных соединений трубопроводов диаметром 1050 мм, транспортирующих газ с сероводородом // Устойчивость против коррозионного растрескивания сварных соединений трубопроводов и роль водорода при электродуговой сварке / Тр. ВНИИСТа.— 1979.—С. 11-36. [c.103]

Полученные результаты показывают, что наименьшее количество абсорбированного водорода содержится в образцах, находившихся в растворах HNO3, несмотря на то, что сталь в растворах HNO3 корродирует с максимальной скоростью по сравнению с другими кислотами. Среднее содержание водорода в стали в этом случае не превышало 1,7 см /ЮО г, а обычно было менее 1 см /ЮО г. Такое поведение стали в азотной кислоте следует отнести за счет ее высокой окислительной способности. По-видимому, выделяющийся при взаимодействии металла с кислотой водород, почти полностью расходуется на восстановление иона NOs до соединений, содержащих азот с более низкой валентностью. Известно, что при растворении железа в азотной кислоте газообразные продукты реакции состоят главным образом из NO2, N0, N2 и NHg, соотношение между которыми зависит от концентрации кислоты и степени нагартовки металла. [c.111]

Было исследовано анодное поведение алюминия в спиртовых растворах Мд(С104)г в условиях электрополировки, когда выкрашивание маловероятно [36]. Для объяснения выхода по току выше 100% авторы предполагают, что наряду с ионами стабильной валентности (АР ) образуются ионы А1 . Последние, покидая поверхность электрода, восстанавливают имеющиеся в растворе окислители и превращаются в устойчивые ионы АР+. Подобные же явления наблюдались и для других металлов (бериллий, магний, индий) другими исследователями [37]. Во всех случаях переход в раствор низковалентных ионов вызывает восстановление окислителей, находящихся в анолите, например Н+ или НгО, с выделением водорода. При анс)Дной поляризации бериллия в 0,2—0,5 н. водном растворе КаС1 кулонометрические измерения показали, что -н 1,25 [c.128]

Анодные кривые для титана и хрома одинаковы. На кривой можно отметить следующие характерные точки — стационарный потенциал, внешний ток равен нулю, V — потенциал начала пассивации соответствует максимальному току анодного растворения металла. При потенциалах более положительных, чем потенциЗоЧ начала пассивации, скорость анодного растворения металла уменьшается —потенциал полной пассивации, при котором устанавливается минимальный анодный ток. При потенциалах, более положительных, чем потенциал полной пассивации, металл находится в пассивном состоянии, поддерживаемом внешней анодной поляризацией. Различие в анодном поведении титана и хрома состоит в следующем при высоких положительных потенциалах пассивное состояние титана не нарушается, в то время как у хрома наступает состояние перепассивации [10—12], в котором он начинает растворяться в виде шестивалентных ионов. Анодный ток, соответствующий началу пассивации, для хрома значительно больший, чем для титана. Потенциал полной пассивации у хрома более отрицательный, чем у титана. Перенапряжение водорода на хроме несколько более низкое, чем на титане. Стационарный потенциал молибдена в 40%-ной H SO равен +0,3 в, т. е. значительно более положителен, чем потенциал полной пассивации титана в этой среде. Поэтому в области потенциалов, где титан активно анодно растворяется на молибдене, протекают катодные процессы. Анодное растворение молибдена наблюдается только при значительном смещении его потенциалов в положительную сторону. Сопоставлением весовых потерь и количества пропущенного электричества установлено как в наших опытах, так и в работе [13], что растворение молибдена происходит в виде шестивалентных ионов. Молибден является коррозионностойким металлом в серной кислоте. Поэтому растворение молибдена в виде ионов высшей валентности при анодной поляризации можно трактовать как состояние перепассивации. Перенапряжение водорода на молибдене значительно более низкое, чем на титане. Палладий в серной кислоте анодно не растворяется. Рост анодного тока при высоких положительных потенциалах соответствует реакции выделения кислорода. Перенапряжение водорода на палладии значительно ниже, чем на титане. [c.179]

Освобождеппый от основной массы примесей хлоропрен подвергается вторичной перегонке на другой насадочной колонне, работающей под вакуумом. Температурный режим работы 75° С в кубе колонны и от —3 до +6° С в верхней части. Этот аппарат изготовлен из хромоникелевой стали Х18Н10Т, которая в кубовой части корродирует наиболее интенсивно, в результате чего куб был остановлен на ремонт спустя 2 года после ввода в эксплуатацию. Кипятильник хлоропреновой колонны, в котором находятся,. кроме хлоропрена, MBA, дихлориды, димеры и следы хлористого водорода, нагретые до 90°С, изготовлен из стали Ст.З он служит без ремонта продолжительное время. В то же время трубки кипятильника из стали Х18Н10Т корродируют быстро и подлежат замене раз в полгода. Такая разница в поведении металлов, казалось бы, в равной мере неустойчивых к соляной кислоте, может быть объяснена лишь разностью температуры. [c.264]

Коррозионное поведение электрохимически неблагородного титана определяется действием покровных пленок. В кислотах, реагирующих с титаном с выделением водорода, образуются пленки из гидрида титана, в азотной кислоте и царской водке —из Т102 (анатаз), в хромовой кислоте — ТЮг (анатаз и рутил) [17—19]. Пленки из гидрида титана достигают значительной толщины (несколько микронов), причем содержание водорода снижается по мере удаления от поверхности металла. В более сильных кислотах и при повышении температуры скорость растворения защитных пленок превышает скорость их образования. Присутствие окислителей благоприятствует образованию окисных пленок. Вещества, образующие комплексные соединения (например, ионы фтора), концентрированная серная кислота, соляная кислота, ионы фтора, а также щавелевая кислота препятствуют созданию защитных пленок в связи с образованием легкорастворимых соединений. [c.427]

Электрохимическое поведение металлов платиновой группы характеризуется рядом особенностей. Эти металлы необратимы по отношению к собственным ионам в растворе и потенциал их определяется концентрацией водородных ионов. Стандартные потенциалы этих металлов намного положительней водородного потенциала. Процессы катодного осаждения и анодного растворения сопровождаются высоким перенапряжением. Поскольку перенапряжение водорода на платиновых металлах невелико, то выхода металла по току при их злектроосаждении в ряде случаев не достигают теоретического. [c.127]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...