Наводороживание стали при коррозии

НАВОДОРОЖИВАНИЕ СТАЛИ ПРИ КОРРОЗИИ [c.108]

Наводороживание стали при травлении и коррозии в водных средах (с водородной деполяризацией) [c.108]

Таким образом, результаты работ [389, 390] показывают возможность уменьшить наводороживание стали при ее коррозии в сероводородной воде путем введения органических веществ, играющих роль ингибиторов наводороживания. [c.143]

Таким образом, наши результаты находятся в хорошем соответствии с данными по влиянию ароматических альдегидов на кислотную коррозию стали, полученными ранее другими авторами. Как показывают наши эксперименты [529], ароматические альдегиды являются эффективными ингибиторами наводороживания стали при ее катодной поляризации в кислой среде. [c.197]

Механизм стимулирующего действия ионов НЗ и 8 " на наводороживание стали при электрохимической коррозии в водных растворах освещен в работах [10, 32]. [c.46]

Для выяснения механизма растрескивания в щелочах изучали поведение напряженных высокопрочных сталей в концентрированном растворе едкого натра с добавкой окислителя — нитрита натрия. Если растрескивание высокопрочной стали при коррозии под напряжением в концентрированных растворах едкого натра определяется наводороживанием, то введение в раствор едкого натра такого окислителя, как нитрит натрия, затрудняющего наводороживание стали, должно приводить к увеличению времени до растрескивания. В действительности, введение нитрита натрия в количестве 150 кг/м в концентрированный раствор едкого натра (650 кг/м ) при 130— 135°С не только не увеличивает, а наоборот, уменьшает время до растрескивания. Если при напряжении [c.100]

В водных растворах сероводород усиливает проникновение водорода в сталь значительно интенсивнее, чем общую коррозию металла. При выдержке в кислых растворах максимальная доля диффундирующего в углеродистую сталь водорода составляет 4% от общего количества восстановленного водорода, а в сероводородсодержащих растворах — до 40%. Следовательно, основную опасность для оборудования, эксплуатируемого в сероводородных средах, представляет не общая коррозия, а наводороживание сталей [9, 10]. [c.13]

При росте в растворе содержания сероводорода скорость коррозии и сопутствующая ей водородопроницаемость стали увеличивается линейно, изменяясь всего в 2-3 раза при увеличении концентрации сероводорода приблизительно в 20 раз — от 0,2 до 3,4 г/л. Парциальное давление сероводорода в газе, равное нескольким паскалям, может вызвать достаточно сильное наводороживание стали, которое всего в 3 раза меньше, чем при давлении сероводорода в 1 МПа. [c.29]

На рис. 9.6 показаны два случая сравнительно равномерного образования окалины при наличии наносного слоя из оксидов железа а) и в его отсутствие (б). Верхний (наносный) слой окалины может быть легко удален с поверхности металла острым предметом или смятием трубы, нижний практически не поддается удалению, так как он прочно связан с металлом. Такой вид коррозии часто наблюдается в нижней радиационной части (НРЧ) прямоточных котлов при больших тепловых нагрузках. Его развитию способствует присутствие оксидов железа, меди и других загрязнений, приносимых водой из питательного тракта котла. Трещины образуются с огневой стороны трубы, где происходит наиболее сильное наводороживание стали. [c.178]

Изложены вопросы теории ингибирования коррозии железа и стали в кислых средах. Приведена классификация существующих ингибиторов. Систематизированы основные закономерности защитного действия ингибиторов и их смесей. Рассмотрено влияние ингибиторов на механические свойства металлов, коррозионное растрескивание, усталость и наводороживание при коррозии в кислых средах. Дан подробный обзор известных ингибиторов коррозии и рассмотрено их применение в различных отраслях промышленности. Проанализированы экономические аспекты ингибирования кислых сред. [c.2]

При коррозионной усталости разрушение (появление трещин усталости) может происходить или на анодных, или на катодных участках стали. На анодных участках образование трещин усталости происходит в случае коррозионного поражения (анодного растворения) металла, при котором образуются концентраторы напряжения. На катодных участках разрушение начинается при коррозии с водородной деполяризацией, когда происходит наводороживание этих мест в стали и их охрупчивание (появление водородной хрупкости). Как показали наши исследования [56] в кислых коррозионных средах, разрушение по катодным участкам наблюдается при высоких амплитудах циклического напряжения. [c.58]

Многие детали машин еще до начала их эксплуатации подвергаются коррозионному поражению, которое изменяет прочность и выносливость стали как в воздухе, так и в других рабочих средах. Это влияние на прочность и выносливость металла будет зависеть от вида и интенсивности предварительного коррозионного поражения, причем влияние оказывают поражения металла, связанные с анодными процессами, тогда как наводороживание металла, связанное с катодным процессом, не оказывает практически ощутимого воздействия на прочность и выносливость стали. Последнее объясняется тем, что время от окончания коррозионного процесса до начала нагружения почти всегда оказывается достаточным для десорбции водорода из решетки металла, а появление водородных пузырей и трещин при коррозии без нагрузки в большинстве коррозионных сред не наблюдается. [c.63]

Выше (см. стр. 82—84) мы описывали опыты, показавшие необычайно быстрое наводороживание объемов стали, прилегавших к плоскостям сдвигов наводороживание привело к хрупкому отрыву по этим плоскостям. В дополнение к описанию этих опытов здесь мы приводим фотографию (фиг. 89) образцов, разорванных в воздухе ив электролите при анодной и катодной поляризации от внешнего источника тока. С некоторым приближением этот опыт моделирует то, что происходит при коррозии под напряжением на катодных и анодных участках деформируемой стали. Как видно из фотографии, анодная поляризация не вызывает изменения пластичности (а также и прочности) стали, тогда как катодная поляризация привела к охрупчиванию металла. [c.172]

Таким образом, коррозионно-усталостное разрушение во многих средах может происходить принципиально отличными путями в зависимости от величины амплитуды напряжений. При больших амплитудах напряжения в кислых средах или при некоторых видах заш,иты (например, при катодной защите) решающим для прочности является возникновение водородной усталости стали. При меньших амплитудах напряжения, когда коррозионные процессы на анодных участках успевают развиться, а также в коррозионных средах,в которых невозможно наводороживание, трещины усталости растут вследствие действия циклических и коррозионных напряжений, а также напряжений от адсорбционного расклинивания, в сумме больших предела циклической текучести. Если же сумма перечисленных напряжений меньше предела циклической текучести, трещины усталости развиваются под влиянием анодного процесса, разрушающего металл в этом случае интенсификации процесса способствуют циклические напряжения, вызывающие снижение электродного потенциала в местах их концентрации, а также разрушающие окисную пленку, которая затрудняет коррозию. [c.175]

Так же как в случае наводороживания при катодной поляризации, проницаемость стали для диффундирующего водорода, образующегося в процессе коррозии стали, зависит от химического состава стали, ее структурного состояния, степени механической деформации, наличия внутренних напряжений, дефектов кристаллической структуры металла. Эти вопросы рассмотрены в разделах 2.6—2.9. Количество абсорбированного водорода при коррозии должно быть связано с вышеперечисленными факторами в основном таким же образом, как и при катодной поляризации. Однако здесь возможны и отклонения, обусловленные неравномерным растворением выходящих на поверхность стального образца зерен и межзеренных прослоек, включений примесей и т. д. Исследованию влияния указанных факторов на способность стали абсорбировать водород, выделяющийся при коррозии, посвящено очень немного работ. Исследователи предпочитали изучать действие этих факторов при наложении на образцы катодной поляризации от внешнего источника тока, что объясняется рядом причин 1) при коррозии стали происходит одновременно диффузия водорода внутрь образца и удаление его поверхностных слоев, уже насыщенных водородом (согласно [323], наводороживание стали уменьшает ее коррозионную стойкость, т. е. облегчает переход ионов железа в раствор), 2) образующиеся, при коррозии микрощели по границам зерен и т. д. искажают результаты эксперимента, 3) результаты искажают также переходящие из стали в раствор примеси, среди которых особенно опасны элементы-стимуляторы наводороживания. [c.116]

Наводороживание при коррозии статически нагруженной стали (статическая водородная усталость) [c.121]

При моноэтаноламиновой очистке природного газа происходит на-водороживание стали в растворах МЭА, содержащих и не содержащих сероводород. Наводороживанию стали при коррозии в МЭА способствует образование комплексного соединения железа с МЭА и связанное с этим разблагороживание равновесного потенциала стали. В растворах МЭА склонность углеродистых и низколегированных сталей к коррозионному растрескиванию проявляется лишь при превышении определенного уровня напряжений. Присутствие сероводорода в растворе снижает температурный предел, выше которого проявляется склонность стали к коррозионному растрескиванию. [c.34]

РАЗРУШЕНИЕ ЗАМЕДЛЕННОЕ — разрушение детали через онредел. время после первоначального нагружения (затяжка болтов, пружин, баллоны под постоянным давлением, сварные изделия с внутренними напряжениями и т. п.) без дополнит, увеличения нагрузки. Р. з. связано с отдыхом закаленной стали (при вылеживании при 20° после закалки прочность и пластичность растут). Прочность при Р. з. обычно ниже кратковременной прочности этих же деталей, а характер разрушения — более хрупкий, при низких напряжениях трещины растут медленно. Окончание Р. з. часто имеет взрывной характер, напр, часть затянутого болта при окончат, разрушении выстреливает с большой ки-нетич. энергией. Р. з. наблюдалось у различных сталей с мартенситной структурой, т. е. закаленных и низкоотпущешшх у нек-рых цветных металлов, в пластмассах, силикатных стеклах, фарфоре и т. п. Р. 3. способствует неравномерность нагружения (надрезы, трещины, перекосы и т.д.), а также неравномерность и неоднородность структуры (напр., закалка стали без последующего отпуска перегрев при закалке наводороживание стали избират. коррозия латуни и др.). Неоднородность нагружения и структуры вызывают неравномерное развитие пластич. деформации различных зон тела во времени и по величине. Это приводит к разгрузке одних зон и к перегрузке и последующим трещинам в др. Причины Р. 3. связывают с искажениями вблизи границ зерен. Во многих случаях Р. 3. усиливается или возникает при воздействии коррозионных и поверхностноактивных сред. Р. 3. способствует увеличение запаса упругой энергии нагруженной системы, наир. Р. з. происходит большей частью у тех болтов, к-рые стягивают у.злы с малой жесткостью, т. е. с увеличенным запасом упругой энергии. Наоборот, при затягивании стальных болтов на жесткой стальной плите Р. з. обычно не [c.104]

Большой интерес для науки и практики представляет наводороживание стали при ее коррозии в водных средах. Такая опасность особенно часто встречается в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, при добыче нефти и газа, а также на морском транспорте и в строительстве. Поскольку процесс выделения водорода на катодах локальных коррозионных элементов при коррозии стали принципиально схож с процессом разряда водорода на катоде гальванической ванны, то автор не мог оставить без рассмотрения вопросы, связанные с на-водороживанием стали при коррозии, ставшие содержанием раздела 3. [c.5]

Следует отметить, что ингибиторы, сильно тормозящие процесс растворения стали в кислотах, не всегда вызывают уменьшение наводороживания. Диэтиланилин является слабым ингибитором коррозии, но он в то же время тормозит наводороживание стали при травлении в H,S04. Тиомочевина в растворе H2S04, наоборот, сравнительно эффективный ингибитор коррозии, однако усиливающий наводороживание стали. [c.46]

Наличие на К1р вой (рис. 21) время до растрескивания — плотность катодного тока в 207о-но1м растворе сериой кислоты участка, а котором с увеличением плотности тока время до появления трещин уменьшается (низкие плотности тока), может быть объяснено подавлешь ем анодных процессов на некоторой части концентраторов напрял< еиий, в результате чего анодные процессы локализуются на небольшом количестве концентраторов напряжений и процесс растрескивания ускоряется [2, 14]. При дальнейшем увеличении плотности тока, когда достигается значительная защита от коррозии, время до растрескивания начинает увеличиваться. Однако это увеличение в реме и до растрескивания невелико, так как с увеличением плотности тока увеличивается концентрация адсорбированного водорода ш все больше проявляется наводороживание стали. При плотностях катодного тока >6 А/ад происходит водородное растрескивание стали. [c.83]

Если предположить, что в растворах се1рной и соляной кислот высокопрочная сталь при коррозии под напряжением обнаруживает водородное, а не коррозионное раст1реск1ивание, то сопротивление растресюиванию должно быть больше в той кислоте, где наводороживание меньше. [c.84]

Поэтому при коррозионной стойкости покрытия, ьолее высокой, чем у основного металла, общее количество водорода, участвующего в катодном процессе, значительно уменьшается, т.е. снижаются поверхг постная Концентрация водорода и наводороживание стали. Покрытие может снижать также долю водородной деполяризации, облагораживая электродный потенциал. Снижение доли водорода, образующегося при коррозии и проникающего в сталь, может быть достигнуто в том случае, если металл покрытия не является стимулятором наводороживании. Такой эффект был обнаружен в присутствии небольших количеств солей d, Sn, Pb, введенных в раствор соляной кислоты (pH = 1,5), при этом долговечность стали под нагрузкой значительно возросла. При наличии других ионов металлов возможен обратный эффект. [c.70]

Один из способов снижения наводороживания - нанесение подслоя из другого металла, обладающего более низкой водородопроницае-мостью. Эффективно в качестве подслоя при кадмировании использовать медь или никель. Оба металла снижают степень наводороживания стали, но не исключают его полностью. Кроме того, подслой меди и никеля может вызвать в некоторых агрессивных средах развитие контактной коррозии, ухудшающей коррозионное состояние изделия. Поэтому при выборе металла подслоя необходимо учитывать поведение системы в целом. [c.104]

Наличие на поверхности металла фаз с различным составом и структурой приводит, как указывалось выше, к пространственному разделению катодного и анодного процессов, следствием чего являются неравномерный характер коррозии и структурно-избирательные виды коррозии (межкрис-таллитная и ножевая коррозия нержавеющих сталей, язвенная коррозия). Для высокопрочных металлов к отрицательным последствиям может привести катодная реакция (наводороживание металла при травлении, водородная хрупкость). [c.31]

Создание защитных пленок весьма важно не только для уменьшения скорости коррозии, но и для препятствия наводороживания сталей. Этот процесс связан именно с водородом, возникающим в результате пароводяной коррозии, проникновение которого в сталь приводит к ее охрупчиванию, т. е. к потере пластических свойств. Обработка стали комилексонами приводит к ослаблению наводороживания как в связи с затруднение.м проникновения водорода к металлу, так и с уменьшением его количества в результате снижения интенсивности коррозии. При этом пластические свойства стали в значительной мере сохраняются, как это следует из данных табл. 2-2, [c.45]

Так как наводороживание перлитных сталей происходит за счет проникновения к металлу выделяющегося при коррозии водорода, т. е. аналогично окисляющему воздействию кислорода, то и в отношении затруднения доступа водорода к стали пленка, образующаяся за счет термолиза комплексонатов железа, также более благоприятна. Необходимо учитывать также, что при уменьшении скорости коррозии при формиро вании защитной пленки абсолютное количество выделяющегося водорода становится значительно меньше. [c.91]

Свойства среды, предопределяющие наводороживания при коррозии или травлении стали, определяются концентрацией водородных нонов в растворе (pH) и концентрацией раствора (С%). С уменьшением pH раствора кислых сред облегчается разряд ионов водорода на поверхности металла и усиливается его наводороживание. Необходимо отметить, что интенсивность наводороживания различна при одинаковых значениях pH для различных кислот. Например, наводороживание уже наблюдается в растворе фенола при рН< 7, угольной кислоты при pH < 6, тогда как в растворах НС1 и HaSOj — только при pH < 4. [c.24]

Существует представление [11], что путем старения нельзя удалить весь водород из стали, наводороженной электролитически, однако восстановить механические свойства стали возможно. Это мнение безусловно справедливо для некоторых концентраций водорода. Очевидно, что небольшое количество водорода, находящееся в коллекторах в молекулярном состоянии и не поддающееся дегазации, не..вызы-вает изменения механических свойств стали при условии, что давление в коллекторах не привело еще к образованию тпетпин. Поэтому наводороживание при корроЗТПГй травлении, обычно не вызывающее критических концентраций водорода, является более благоприятным в отношении старения, чем катодное наводороживание при значительных плотностях тока, что подтверждают опыты [48] по восстановлению старением пластических свойств наводороженной стали в результате коррозии. Эти опыты, описанные во введении, показали почти полное восстановление пластических свойств стали после старения (см. фиг. 5). [c.87]

Расслоения металла, образующиеся иногда в стали, если при ее прокате не завариваются полностью флокены, которые возникают при остывании стальных слитков, могут являться коллекторами водорода, заполняющимися при травлении стали после прокатки или при кислотной коррозии в процессе эксплуатации. Описан интересный случай пузырения стали вследствие наводороживания [328]. При проверке внутренней поверхности цилиндрического резервуара, применяющегося для железнодорожного транспортирования концентрированной серной кислоты, было обнаружено сильное иузырение стали. Пузыри имели овальную форму при диаметре 13—89 мм и высоте (от поверхности резервуара) 1,6—4,8 мм. При просверливании пузырей выделялся водород. Изучение разреза стального листа дала возможность обнаружить в нем расслоения на глубине 1,6 мм, которые и послужили коллекторами для диффундирующего через сталь водорода. Расчет напряжений, создаваемых возникшими газовыми пузырями в металле, показал, что давление водорода в пузырях составляло около 3,9 Па (39 кГ/см ). [c.119]

Как и при травлении или коррозии ненапряженной стали при статической водородной усталости величина наводорожива-ния сильно зависит от природы среды. Ранее (раздел 2.3) было показано, что в соляной кислоте наводороживание выражено заметно слабее, чем в серной. Аналогичное явление наблюдается и в случае статической водородной усталости. На рис. 3.16, а приведены кривые падения напряжения в образце во времени при нагружении кремнемарганцовистой пружинной стали Stl40/160 (состав в % 0,60 С 0,96 Si 1,07 Мп 0,034 Р 0,025 8) 0в = 1628 МН/м2 (166,0 кГ/мм ) в виде проволоки 0 6,4 мм на величину 0,75 0в в растворах НС1. На рис. 3.16, б приведены соответствующие данные для растворов H2SO4. Разрушение в случае обеих кислот наступает тем скорее, чем больше концентрация кислоты. При одинаковых концентрациях кислот разрушение происходит быстрее в серной кислоте. Во всех случаях разрыв происходил хрупко, без образования шейки, нормально к растягивающей нагрузке. Проба на число перегибов непосредственно после разрушения проволоки, после 30-минутного прогрева при 200°С и после 10 суток выдержки при комнатной температуре показала значительное восстановление ме ханических свойств во 2- и 3-м случаях, что убедительно сви детельствует о наводороживании стальных образцов. [c.130]

Опасность охрупчивания стали при катодной защите различных стальных сооружений (мостов, портовых сооружений, кораблей, трубопроводов, оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов), работающих в агрессивной среде, особенно среде, содержащей сероводород и сульфиды, кислоты, необходимо всегда иметь в виду и принимать соответствующие меры к его предотвращению. Ущерб, наносимый иа-водороживанием при катодной защите, может конкурировать с ущербом, причиненным коррозией. Например, группа судов американского флота типа Liberty , находившаяся в бухте на консервации под катодной защитой, оказалась непригодной к дальнейшему использованию вследствие наводороживания подводной части корпусов. [c.137]

В 1935 г. появились работы [96, 194], в которых было показано стимулирующее наводороживание действие серы при коррозии стали в кислой среде. При добавлении в соляную кислоту сульфида натрия уменьшалась скорость растворения железа и увеличивался поток диффундирующего через железную мембрану водорода <[194]. Так же действовала коллоидная сера, получавшаяся при Бведении в раствор кислоты раствора элементарной серы в сероуглероде. Введение SO2 (45 мг/л) в 1%-ный раствор лимонной кислоты, в которой корродировала верхняя поверхность железной мембраны, вызвало резкое увеличение количества диффундирующего через мембрану водорода -[97]. [c.140]

Выше были приведены результаты ряда исследований, показывающие, что усталостная прочность стали понижается в результате наводороживания при коррозии или катодной поляризации стали в растворах электролитов (Na l, HaS), накладываемой как в процессе циклического нагружения, так и до него. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...