Питтингообразование на нержавеющих сталях

Питтингообразование на нержавеющих сталях [c.47]

На возникновение точечной коррозии оказывают влияние природа металла, состояние поверхности, фазовый состав сплава и др. Наиболее подробно влияние указанных факторов изучено на нержавеющих сталях. Установлено, что с повышением содержания никеля и особенно хрома сопротивление сталей точечной коррозии повышается (потенциал питтингообразования смещается [c.111]

Катодная защита поляризацией до потенциала ниже критического потенциала питтингообразования. Для этого можно применять приложенный извне ток, а также в хорошо проводящих средах (например, морской воде) — защиту цинковыми, железными или алюминиевыми протекторами [44]. Аустенитные нержавеющие стали, применяемые для сварки малоуглеродистой листовой стали, а также гребные винты из стали 18-8, установленные на судах из черной стали, не подвергаются питтингу. [c.315]

Нержавеющие стали по своей стойкости к общей коррозии занимают одно из первых мест среди конструкционных материалов. Вместе с тем они склонны к различным видам местной коррозии, таким, как питтинговая, межкристаллит-ная, щелевая коррозия и коррозионное растрескивание. Химический состав стали оказывает существенное влияние на ее склонность к локальной коррозии. Молибден — элемент, наиболее эффективно понижающий склонность нержавеющих сталей к питтингообразОванию и межкристаллитной коррозии. [c.32]

В средах с высоким содержанием хлоридов отмечается протекание локальной коррозии большинства металлических материалов, в том числе нержавеющих сталей. Наиболее часто встречающейся формой локальной коррозии в морской воде является питтингообразование. Причиной появления питтингов, по-видимому, следует считать точечную перфорацию пассивной пленки на поверхности металла вследствие образования растворимых хлоридных комплексов. Внутри очагов коррозии отмечается локальное понижение pH, связанное с гидролизом продуктов коррозии. [c.14]

На склонность нержавеющих сталей к питтингообразованию большое влияние оказывает также состояние поверхности. Гладкая, механически полированная поверхность стального оборудования значительно меньше подвержена коррозионному разрушению. Однако для электролитически полированных изделий из нержавеющей стали вероятность питтингообразования повышается. [c.23]

Коррозионная стойкость нержавеющей стали зависит также от вида холодной обработки вытяжки, растяжения, прокатки при степени деформации 0—50%. Исследования микроструктуры с помощью рентгеноструктурного анализа и электронной спектроскопии показывают, что с увеличением степени деформации нержавеющих сталей, например сталей типов 304 и 316, особенно при низкой температуре обработки, возрастает содержание мартенситной фазы, одновременно увеличивается плотность дислокаций. Установлено, что с возрастанием степени деформации снижается потенциал питтингообразования, а также сужается область пассивного состояния. Как уже отмечалось выше, наблюдается также различие электрохимических характеристик поверхностей, по-разному ориентированных по отношению к направлению деформации, а также электрохимическая анизотропия изделий из сталей, не подвергнутых холодной деформации. Повышенная склонность к питтингообразованию у деформированного материала объясняется возможностью образования трещин в неметаллических включениях и на границах включение — матрица , за счет чего может увеличиться число активных центров питтингообразования. Электрохимическая анизотропия деформированного материала обусловлена большей локальной плотностью неметаллических включений в поперечном сечении стальных изделий [15]. [c.27]

Коррозию внутренних поверхностей различных емкостей целесообразно предотвращать путем нанесения алюминиевого покрытия. В особо ответственных случаях, например для защиты от коррозии изготовленных из углеродистой стали циркуляционных трубопроводов и паропроводов установок с водяным охлаждением и аппаратов, работающих при высоких давлении и температуре, на углеродистую сталь наносится плакированием покрытие из нержавеющей стали. Это покрытие является весьма стойким во всех природных водах. Эффективно покрытие из аустенитных сталей. Однако при наличии интенсивных тепловых потоков возможна коррозия защищенных поверхностей. В жестких природных водах локальная коррозия может развиваться и при небольших тепловых потоках в результате концентрирования хлоридов под отложениями. Хлориды могут накапливаться в щелях и трещинах на теплопередающих поверхностях. При наличии хлоридов возможно питтингообразование, а при механических нагрузках может протекать процесс коррозионного растрескивания под напряжением. [c.99]

В наших работах для определения склонности нержавеющих сталей к питтинговой коррозии, а также исследования явлений пассивности был предложен и развит метод анодного заряжения поверхности [16]. Метод дает возможность определять минимальное положительное значение потенциала, при котором начинается активирование поверхности стали (потенциал питтингообразования), а также получать другие количественные данные, позволяющие, с одной стороны, охарактеризовать способность стали сопротивляться активирующему влиянию галоидных ионов, а с другой,— пассивирующие свойства различных анионов. По этому методу образец нержавеющей стали заряжается анодно при постоянном значении тока (2—5 мка/см ) и на автоматическом потенциометре записывается потенциал электрода. Если сталь подвергается питтинговой коррозии, на кривой заряжения появляются характерные колебания потенциала. [c.283]

Поскольку склонность сплава к питтингообразованию характеризуется потенциалом активирования, можно вместо анодной поляризации смещать потенциал электрода в положительную сторону с помощью окислителей. Они же являются теми агентами, которые, восстанавливаясь, ассимилируют электроны, освобождающиеся в процессе ионизации металла. Электролитом, применяемым чаще всего для изучения склонности нержавеющих сталей к питтинговой коррозии, является хлорное железо (10%) в качестве окислителя выступает в нем трехвалентное железо, а активирующего аниона — ионы хлора. В результате гидролиза электролит подкисляется (pH = 2,2), что также способствует активированию поверхности. В этом испытании о склонности сплава к питтинговой коррозии судят по числу питтингов, появляющихся на единице поверхности. Однако этот электролит имеет, по нашему мнению, один существенный недостаток, ограничивающий его применение, в особенности для исследовательских целей изменение концентрации хлорного железа, которое часто необходимо при изучении сталей различных классов, неизменно приводит к одновременному изменению как концентрации окислителя, так и активатора. Между тем необходимо иметь возможность варьировать отношение в электролите концентрации окислителя к активатору. [c.294]

Исследования нержавеющих сталей в смеси железо-аммиачных квасцов и хлористого аммония показали, что коэффициент питтингообразования во времени падает (рис. 183). Число питтингов уже после 15—30 мин остается практически одинаковым. Это указывает на то, что со временем питтинги начинают расти вширь. [c.306]

Тот факт, что скорость развертки может влиять на поляризационную кривую, был уже отмечен. Для нержавеющих сталей диаграмма зависимости критического потенциала питтингообразования от скорости развертки показывает, как фпр становится более положительным в зависимости от скорости изменения потенциала (рис. [c.607]

Подавление питтингообразования в хлорид-нитратных растворах при потенциалах, превышающих верхний потенциал питтингообразования, названный Феттером [29] потенциалом ингибирования питтинговой коррозии фин, наблюдалось Браунсом и Швенком [33] на нержавеющих сталях. [c.48]

В работах И. Л. Розенфельда и И. С. Данилова [47, с. 139] было отмечено, что питтинги, образующиеся на нержавеющих сталях, обычно покрыты перфорированной крышей , в центре которой имеется открытое отверстие. Такая форма образования питтинга связана, несомненно, с имеющимся по1верхностным деформированным слоем металла. Влияние предварительной обработки поверхности стали 18% Сг+10% Ni на потенциал питтингообразования (в) в 5%-ном растворе Na I при 20 и 80°С [65] показано ниже [c.89]

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]

Железобактерии могут вызвать коррозионное разрушение нержавеющих сталей. На одном из химических заводов для хранения и перекачки азотистой, муравьиной и уксусной кислот были установлены баки и системы трубопроводов, изготовленные из нержавеющих аустенитных сталей 304В и 316Ь. Перед эксплуатацией баки и трубопроводы прошли гидравлические испытания, для которых использовали обычную водопроводную воду с концентрацией хлоридов 200 мг/л. После испытаний в результате неполного удаления воды в баках остался слой воды толщиной около 1 м. Через месяц были замечены сквозные разрушения стенок бака (толщиной 3 мм) и сплошные коррозионные разрушения труб. Химический и микробиологический анализы продуктов коррозии и вод позволили однозначно установить, что причиной разрушений были железобактерии и марганцевые бактерии (осаждающие нерастворимые соединения марганца). В результате жизнедеятельности этих микроорганизмов в слое у поверхности металла создавались очень высокие концентрации хлоридов железа и марганца, вызывающие интенсивное питтингообразование. [c.67]

Автором с сотр. [60] исследована возможность применения анодной защиты нержавеющих сталей в миогокомпоиентном растворе, содержащем КС1 и HNO3, в интервале температур 40—70 °С при pH 2,2—4,5. Установлено, что анодная защита предотвращает питтингообразование на стали 12Х18Н10Т в разбавленной азотной кислоте, содержащей хлориды, и снижает скорость коррозии более, чем в 2000 раз [61]. О совместном влиянии ионов NO3 и анодной поляризации нержавеющих сталей подробно говорится в главе 3. [c.21]

Наиболее эффективно действующим ингибитором питтинговой коррозии нержавеющих сталей является анион NO3. Эффект подавления питтингообразования на стали I8 r8Ni описан Улигом [30]. Он определил, что ионы NOji в достаточной концентрации полностью ингибируют питтинговую коррозию стали [c.47]

Штрейхер [15] несколько видоизменил метод оценки склонности нержавеющих сталей к питтингообразованию. Если в методе Бреннер-та испытания заканчивались после образования первого питтинга и о склонности к питтингообразованию судили по величине потенциала электрода, то в работе Штрейхера стандартный метод испытания заключался в увеличении тока от О до 3 ма1см и поддержании максимальной плотности тока в течение 5 мин. В качестве критерия сопротивляемости стали к зарождению питтинга служило число пит-тингов, возникающих на единице поверхности. [c.282]

Метод Бреннерта в различных его модификациях, несомненно, поз-воля.ет быстро получать результаты по влиянию химического состава стали, термической обработки и состояния поверхности на склонность нержавеющих сталей к питтинговой коррозии. Не ясным лишь остается вопрос, насколько потенциал пробоя может характеризовать поведение стали в реальных условиях эксплуатации и что кроется под понятием потенциал пробоя . Можно ли эту характеристику отождествлять с потенциалом активирования или питтингообразования, определяемыми более точно потенциостатическими или гальваностатическими методами [c.283]

Характерными особенностями процесса при этом является растворение электрода в отдельных точках и появление на поляризационной кривой периодических колебаний потенциала. Потенциал, при котором начинается активация электрода, сопровождающаяся периодическими колебаниями потенциала, можно назвать потенциалом активирования. Он также характеризует склонность нержавеющих сталей к питтингообразованию. Следует заметить, что результаты гальваностатического метода определения потенциала активирования сильно зависят от интервала применяемых плотностей тока. Чем выще начальная плотность тока, тем потенциал активирования более положителен. Поэтому в этом методе необходимо плавно повышать плотность тока от самых малых значений MKaj MP-). Очевидно, за потенциал активирования надо принимать тот скачок потенциала в отрицательную сторону, который появляется на диаграмме при первой минимальной плотности тока. [c.293]

Исходя из адсорбционной теории пассивности, представляется возможным объяснить и установленные нами закономерности. Потенциал нержавеющей стали (1Х18Н9Т) в хлористом аммонии (0,5%), как это видно из рис. 171, имеет более отрицательные значения, чем критический потенциал питтингообразования, и поэтому вероятность появления иит-тинговой коррозии равна нулю. С введением в электролит окислителя и увеличением его концентрации потенциал стали все более смещается в положительную сторону (рис. 171, кривая /), что облегчает, с одной стороны, адсорбцию отрицательно заряженных ионов хлора и, с другой стороны, делает их более активными. Все это увеличивает и число возникающих питтингов (см. рис. 161, кривую 1). Начиная с определенной концентрации окислителя, потенциал стали перестает смещаться в положительную сторону, что не должно увеличивать адсорбцию хлор-ионов, а стало быть, и число зарождающихся питтингов. Более того, увеличение соотношения концентраций пассиватора к активатору, как показали адсорбционные измерения с помощью меченых атомов (С1 ), описанные выше, препятствует адсорбции хлор-ионов, что должно уменьшать число питтингов, зарождающихся на поверхности металла (см. нисходящую ветвь кривой 1 на рис. 161). [c.333]

Благодаря тому, что существует критический потенциал, выше которого питтинговая коррозия не возникает, оказывается возможным осуществить электрохимическую защиту. Опыты в изученных нами электролитах показали, что катодная поляризация надежно защищает нержавеющую сталь от питтинговой коррозии. Достаточно сместить потенциал нержавеющей стали в отрицательную сторону за критическую величину [( +0,15)-ь(—0,20 в)], чтобы питтинговой коррозии не было. В подтверждение этого положения производились потенциостатические измерения. В качестве электролита был взят 0,1-н. раствор хлористого натрия, подкисленный соляной кислотой до pH = 2, близкого к значению pH раствора, содержащего 2% окислителя [FeNH4(S04)2-12НгО] и 3% активатора (NH4 I). С помощью потенциостата электродный потенциал стали сдвигался от стационарного значения как в область более отрицательных, так и в область более положительных значений и поддерживался при заданном потенциале в течение 1 ч. Из рис. 205 видно, что питтинговая коррозия на электроде имеет место только при более положительных потенциалах, чем +0,25 в. При сдвиге потенциала стали в область более положительных значений вероятность возникновения питтингов на электроде резко возрастает. Это находится в хорощем согласии с установленной нами закономерностью, указывающей на то, что с увеличением окислительной способности раствора резко увеличивается вероятность возникновения питтинга. Таким образом, для появления склонности к питтингообразованию безразлично, увеличиваем ли мы до определенного предела окислительно-восстановительный потенциал системы или подвергаем металл анодной поляризации. [c.370]

При изучении влияния Мо на электрохимическое поведение было установлено, что Мо снижает ток пассивации (1 % Мо уменьшает ток пассивации на порядок величины). У сталей с Мо потенциал пассивации несколько смещается в отрицательную область, ток в пассивиом состоянии уменьшается. Время самоактивации увеличивается, потенциал питтингообразования смещается в положительную сторону по сравнению со сталями, не легированными Мо. Таким образом молибден существенно улучшает пассивируемость нержавеющих сталей. В связи с этим в последние годы интенсивно изучается состав пассивных пленок на сталях с молибденом. [c.151]

Повышенная склонность нержавеющих сталей к питтингообразованию часто является результатом структурных изменений. Так, например, в работе [64] было установлено, что различные партии сталей Х18Н12М2Т при одинаковом химическом составе активировались в растворах хлоридов при анодной поляризации по-разному. Наиболее устойчиво сохраняли пассивное состояние в растворах хлоридов стали с полностью аустенитной структурой. Анодная поляризуемость уменьшалась по мере увеличения ферритной составляющей. Повторная закалка сталей на аустенитную структуру снова приводила к устойчивой анодной [c.299]

Данные, полученные электрохимическими исследованиями, подтверждаются и непосредственными опытами по определению склонности нержавеющей стали к питтингообразованию. Как видно из рис. 176, наибольшая вероятность возникновения питтингов из изученных сталей оказалась у стали 1X13 и наименьшая — у стали Х18Н12МЗТ. По средней глубине питтинга, т. е. по скорости проникновения коррозии, стали располагаются в обратном порядке. Следовательно, чем выше вероятность возникновения точечной коррозии, тем меньше скорость ее проникновения вглубь. На некоторых сталях (Х17, 1Х18Н9Т) наряду с большим количеством питтингов в отдельных точках наблюдается относительно сильное проникновение в глубь металла. [c.300]

Исследование процессов анодного растворения металлов широко применяется в настоящее время как наиболее общий метод для изучения электрохимической коррозии металлов. Методом снятия анодных поляризационных кривых были установлены наиболее важные количественные закономерности процессов анодного растворения и пассивации металлов. В применении к исследованию питтинговой коррозии метод анодной поляризации от внешнего источника тока используется для обнаружения склонности к этому виду разрушения [1—3]. В более поздних работах [4, 5] были применены потенциостатические методы исследования, позволившие выяснить влияние хлор-ионов на процессы пассивации и активации ряда металлов. В частности, установлено, что при анодной поляризации нержавеющих сталей типа 18Сг—в кислых растворах с увеличением концентрации хлор-ионов происходит увеличение плотности тока пассивации и тока растворения в пассивной области, смещение потенциала пассивации к более положительным значениям, а потенциалов питтингообразования к более отрицательным [4—6]. [c.3]

Для выбора размера образцов исследовали анодную поляризацию стали 18Сг—14№ в 1,5 N растворе КаС1 с электродами различной площади, заделанных в эпоксидную смолу. На рис. 1 представлены кривые изменения плотности тока во времени для образцов нержавеющей стали с различными поверхностями, анодно поляризованных при постоянном потенциале +0,74 в, лежащем в области питтингообразования. Образцы перед опытом зачищали на тонкой наждачной бумаге, промывали и высушивали. Все потенциалы здесь и везде далее приводятся по отношению к стандартному водородному электроду. Из кривых рис. 1 видно, что если величину тока относить ко всей поверхности образца, то характер изменения плотности тока во времени сильно зависит от взятой площади образца. Это, несомненно, является следствием различного соотношения между активными и пассивными участками на этих электродах. [c.6]

Фактор времени, содействующий медленному накоплению продуктов коррозии и развитию щелевого эффекта (т. е. локальному подкислению раствора при термодинамически высокой окислительной способности растворенного в воде кислорода), по-видимому, является определяющим для локального облагораживания потенциала, приводящего к облегчению анодного нарушения пассивного состояния. Действительно, в более кислых растворах хлористого натрия значения стационарного потенциала и потенциала пробоя перекрываются (см. рис. 5), что указывает на возможность питтингообразования в этих условиях. Важно отметить, что подкисление раствора вследствие щелевого эффекта способно в некоторых случаях раньше привести к образованию питтинга, чем к кислотновосстановительному активированию. В этом можно заметить проявление взаимосвязи между двумя различными по своей природе процессами нарушения пассивного состояния нержавеющей стали. [c.33]

Холодная питьевая вода обычно менее опасна для нержавеющих сталей, чем многие естественные водные среды, но, с другой стороны, она часто используется при повышенных температурах. Прекрасная многолетняя служба кухонного и ресторанного оборудования, а также ножевых изделий подтверждает высокую коррозионную стойкость всех сортов нержавеющих сталей, од -нако продолжительный контакт с горячей водой может создать определенные трудности. При относительно высоком содержании хлоридов (например, свыше 200 мг/л) в горячей воде следует применять более коррозионностойкие стали. Наличие очень сильных тепловых потоков прн теплопередаче от металла к воде может вызвать коррозию. В жесткой воде коррозия может возникнуть и прн меньших тепловых потоках из-за концентрации хлоридов под отложениями накипи. Такая же концентрация хлоридов может происходить и в трещинах (щелях) на теплопередаювдих поверхностях, В обоих случаях наблюдается питтингообразование, а на аустенитных сталях в неблагоприятных условиях может начаться коррозионное растрескивание под напряжением. [c.35]

Многие подробности действия других факторов на критический потенциал питтингообразования обсуждались Улигом и его сотрудниками [49, 50]. Они показали, что для нержавеющих сталей этот потенциал уменьшается с увеличением содержания хлоридов. При установленном уровне концентрации ионов хлора ионы, способствующие пассивации в растворе, такие как сульфаты и нитраты, смещают потенциал питтингообразования в положительную сторону, а при достаточно высокой концентрации этих иоиов происходит полное ингибирование питтинга, как показано на рис. 10.38 на примере ионов и С10 . [c.607]

Местное ослабление пассивности обычно связано с каким-либо искажением структуры металла или изменениями в составе пассивирующей пленки металлов. Искажение структуры металла может определяться наличием границ зерен, различного рода включениями (металлическими и неметаллическими), выходом на поверхность кристаллитов с менее благоприятной для пассивации ориентацией или даже более тонкой неоднородностью (например, дислокациями и влючением в решетку инородных атомов). Местные изменения в составе пассиви-вирующей пленки могут быть вызваны понижением концентрации в них основного пассивирующего компонента (например, Сг в нержавеющих сталях), а также дополнительных легирующих компонентов (51, Мо, и т. д.). Склонность сплавов к возникновению питтинга обычно определяют по потенциалам питтингообразования, полученным при анодной поляризации образцов потенцио-статическим или гальваностатическим методами. [c.76]

Более детально влияние легирующих элементов на питтинговую коррозию нержавеющей стали, содержащей 18% Сг и 14% Ni, было изучеио в наших работах совместно с О. Н. Марковой [23, с. 73 26, с. 3 48 49 с. ПО]. В качестве легирующих элементов были взяты Мо, Si, V, Re, Nb, Та, Ti, W, e, которые вводились в сплав в количестве 1 2,5 и 5%. Результаты исследования поведения таких сталей при коррозии в 0,5-н. РеСЬ и их потенциал питтингообразования (рис. 25, а и б) показали, [c.87]

У нержавеющей стали, содержащей 18% Сг и 8% N1, типа 304 (см. табл. 17) питтингообразования или совсем не было, или оно было незначительным (<0,15 мм) и потери массы в 10 грунтах из 13 также были невелики. Однако в каждом из остальных трех грунтов, по крайней мере на одном из образцов (толщиной от 0,40 до 0,81 мм), наблюдалась перфорация вследствие питтинга. Нержавеющая сталь типа 316 не подвергалась питтингу во всех 15 грунтах, в которых данный сплав выдсрл ио<1 /1И о 1сЧсНис 14 лет. Однако имеется предположение, что питтинг образовался бы и на этом сплаве при более длительных выдержках аналогично тому, как у стали 304 и у безникелевых нержавеющих сталей в морской воде появление питтинга отмечается только примерно через 2,5 года. [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...