Водородный механизм

Теперь рассмотрим вопрос о том, каким образом на процесс индуцированного водородом растрескивания влияют металлургические факторы. Обсуждаться будет, в основном, феноменология, но включен и ряд замечаний о механизмах влияния рассматриваемых факторов. Здесь уместно еще раз подчеркнуть, что мы не считаем, что существует один водородный механизм , действующий во всех случаях если он и есть, то данными, подтверждающими его существование, мы пока не располагаем. Напротив, как показывает рис. 52, взаимодействие водорода с микроструктурой и связь его поведения с типом разрушения представляются весьма многообразными. [c.136]

При воздействии коррозионной среды и катодной поляризации при высоких значениях А/С вязкий бороздчатый характер усталостного разрушения этой стали меняется на хрупкий. Исходя из этих результатов и наличия горизонтального плато на кинетических кривых роста трещин (рис. 58), можно предполагать о существовании водородного механизма ускорения роста усталостной трещины при нагружении в соленой воде и наложении катодного потенциала. [c.119]

Удаление с поверхности защищаемых труб окалины сильно сокращало время до разрушения в ржавой воде, подкисленной соляной кислотой до pH 2,5. Введение 5 г/л FeS в этом случае в 2 раза сокращает время жизни образцов (2 месяца вместо 4). При введении металлического мышьяка в 30%-ный (по объему) водный раствор соляной кислоты разрушение образцов происходило очень быстро (2—24 ч). Однако если образцы подвергались перед нагружением прогреву в течение 24 ч при 225° С, то разрушения не происходило, что подтверждает водородный механизм охрупчивания. [c.137]

Как уже отмечалось присутствие в трубопроводах для транспортировки газа и нефти, а также в сосудах и аппаратах давления для переработки сырой нефти кислых водных коррозионных фаз, содержащих HgS, СО, H N, и других агрессивных компонентов обусловливает развитие в сталях коррозионного растрескивания под напряжением по водородному механизму. Разрушение начинается у неметаллических включений и неоднородностей структуры, вызванных ликвацией химических элементов. Растрескивание происходит [c.298]

В случае реализации коррозионного растрескивания по водородному механизму следует ожидать, что адсорбция водорода возможна по границам раздела матрица-включение. С этим согласуется факт растрескивания частиц нитридов титана, инициирующих ямки. Вероятно, это растрескивание происходит на ранних этапах пластической деформации. Ввиду высокой концентрации напряжений в основании кольцевого надреза образца К = 2,75) пластическая деформация возникает при нагружении до о = 0,ЗОв. [c.313]

Водородный механизм стресс-коррозии обусловлен разрядом ионов водорода на поверхности стали, внедрением их в металл и дальней- [c.330]

В литературе [217] имеются противоречивые сведения о природе щелочного растрескивания. Водородный механизм растрескивания связывают с выделением водорода в концентрированных щелочных растворах при повышенных температурах. Действие анодного механизма растрескивания обусловлено разным воздействием щелочи на тело и границы зерен. Результат - избирательное разрушение границ зерен, приводящее к межкристаллитному характеру распространения трещин по стали. [c.342]

На основе водородного механизма можно было бы также объяснить, почему добавка нитрата прекращает растрескивание в горячем растворе едкого натра, так как в этом случае катодная реакция заключалась бы в восстановлении нитрата, а не в образовании водорода. Тот факт, что растрескивание на газовых заводах происходит в присутствии щелочи, сульфида и цианида, говорит в пользу механизма, основанного на развитии давления водорода в безобидных микротрещинах, которые, как полагают некоторые [c.631]

Данные в пользу водородного механизма до некоторой степени косвенные, и мнения о степени участия давления газа, развивающегося внутри металла, значительно расходятся. Цапфе (стр. 384) приписывает ему главную роль. Следует считать, что в некоторых случаях оно имеет большое значение, хотя навряд ли оно может быть единственным фактором, поскольку коррозионное растрескивание происходит и с благородными металлами в условиях, когда выделение водорода невозможно например, для растрескивания сплава золота с серебром (33% золота) в азотной кислоте достаточно 1 мин. [61] пребывания его в этой среде. [c.632]

Исследования советских электрохимиков за последние годы показали, что эта теория не учитывает ряда серьезных факторов (pH раствора, природы раствора и др.) и что возможны и другие толкования механизмов удаления водорода с поверхности металла. Можно отметить, что теория замедленного разряда достаточно хорошо подтверждается экспериментальными и расчетными данными для металлов с высоким перенапряжением водорода. При ПОМОП.1И этой теории можно объяснить зависимость перенапряжения водорода от плотности тока, концентрации водородных ионов, наличия в растворе посторонних электролитов и поверхностно-активных веществ, часто специально вводимых в электролит. [c.42]

МЕХАНИЗМ ВОДОРОДНОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ [c.150]

Аналогичные явления известны для серебра. При нагревании на воздухе оно также растворяет кислород. Если затем нагревать его в водороде свыше 500 С, в нем появляются пузыри или оно теряет пластичность. Механизм этого явления аналогичен механизму водородной болезни меди. Серебро, не содержащее кислорода, будучи выдержано при 850 С в атмосфере водорода в течение 1 ч, не охрупчивается и не разрушается. Однако, если сразу за нагреванием в водороде следует нагревание на воздухе при той же температуре, потеря пластичности все же происходит, хотя и не столь значительная, как при нагревании в водороде серебра, содержащего Oj [49]. Часть растворенного водорода улетучивается прежде, чем в серебро продиффундирует кислород, поэтому степень разрушения снижается. Золото и платина не подвержены разрушению при нагревании в водороде, так как кислород в них практически не растворяется. [c.203]

Наиболее наглядным является представление о донорно-акцепторном механизме образования водородной связи, которое состоит [c.162]

Механизм воздействия коррозионных сред. Различают три основных механизма влияния коррозионных сред на трещино-стойкость конструкционных материалов адсорбционное понижение прочности, водородное охрупчивание и локальное анодное [c.343]

Понимание физико-химической природы коррозионного разрушения наиболее важно в случае роста трещин при низких значениях коэффициента интенсивности напряжений, кинетика которых определяет долговечность изделий с трещиной. Здесь доминирующим является либо водородное охрупчивание, либо локальное анодное растворение. Механизм водородного охрупчивания (см. 41) характеризуется тем, что независимо от состава среды и приложенного потенциала в вершине трещины вследствие гидролиза продуктов коррозии устанавливаются всегда такие значения pH и потенциала, при которых термодинамически воз-моя ен проце.сс разряда ионов водорода [c.344]

Для некоторых систем металл — среда в результате высокой коррозионной активности у вершины трещины происходит избирательное анодное растворение металла и, таким образом, увеличение длины трещины. Роль напряжений в этом случае состоит в активизации металла у вершины трещины. Поскольку границы зерен могут являться местом наибольшей коррозионной активности, то, строго говоря, зернограничное распространение трещины не может служить доказательством проявления только механизма водородного охрупчивания. [c.345]

В последнее время развит метод индикации механизма воздействия коррозионных сред, основанный на сравнении скоростей роста трещин при испытаниях с отсутствием и наложением катодной поляризации [128]. Считается, что если внешняя поляризация приводит к усилению кинетики роста трещины, то доминирующим механизмом является водородное охрупчивание. [c.345]

Обобщен большой экспериментальный материал по воздействию водорода на стали при повышенных температурах и давлениях. Рассмотрены закономерности взаимодействия водорода с металлами растворимость, проницаемость и диффузия, механизм обезуглероживания, влияние различных внешних (давление водорода, температура и др.) и внутренних (растворимость, диффузия, фазовый состав) факторов на водородную коррозию. Указаны методы заш,и-ты стали от воздействия водорода при повышенных температурах и давлениях. [c.24]

Даже сталь 45 (в закаленном состоянии) разрушается при статическом нагружении в 3%-ном растворе NaOH, причем наложение катодной поляризации при Дк=50 мА/см понижает ее долговечность в сотни раз [364], что подтверждает водородный механизм разрушения. [c.132]

Появление трещин во внутренних объемах металла вне связи их с газообразным продуктом трубопровода, хрупкий характер распространения трещины в зоне трещинообразования, а также сущест-венное ослабление границ зерен указывают на водородный механизм растрескивания стали Х5М. Усилению явления растрескивания трубы, вероятно, способствует наличие в пропане значительного количес-тва сероводорода. [c.283]

Таким образом, распространение трещины в болтах на стадии стабильного ее роста происходит в результате зарождения у вершины лидирующих субмикротрещин, которые продвигаются навстречу макротрещине. Эти данные указывают на действие водородного механизма при коррозионном растрескивании болтов в условиях коррозионного растрескивания под напряжением. Преимущественно встречное распространение лидирующих микротрещин транскристаллитного скола выявлено и в цилиндрических образцах сталей 40Х и 40ХФА, испытанных на коррозионное растрескивание под напряжением в среде сpYl 2,2. [c.301]

Возражение, выдвинутое против водородного механизма, заключается в том, что в некоторых из упоминавшихся случаев коррозионное растрескивание имеет определенно межкристаллитный характер, а типичное водородное растрескивание, как утверждают, имеет транскристаллитный характер. Это возражение, по-видимому, не имеет оснований. Некоторые ученые считают, что водородное растрескивание обычно имеет межкристаллитный характер очевидно, оно может быть как транскристаллитным, так и меж-кристаллитным в зависимости от характера находящихся в металле пустот (служащих емкостью для собирания водорода под высоким давлением) это следует из рассмотрения фотоснимков Дюфло [60]. [c.632]

Вагнер и Трауд [1] осуществили важный эксперимент, подтверждающий электрохимический механизм коррозии. Они измеряли скорость коррозии разбавленной амальгамы цинка в подкисленном растворе хлорида кальция, а также катодную поляри зацию ртути в этом электролите. Обнаружилось, что плотность тока, соответствующая скорости коррозии, равна плотности тока, необходимой для поляризации ртути до коррозионного потенциала амальгамы цинка (рис. 4.10). Другими словами, атомы ртути в амальгаме, составляющие большую часть поверхности, действуют как катоды (водородные электроды) , а атомы цинка — как аноды коррозионных элементов . Амальгама анодно поля- [c.63]

Мартенситные стали, если их подвергнуть термической обработке для повышения твердости, приобретают сильную склонность к растрескиванию в слабо- и умереннокислых растворах. Особенно это проявляется в присутствии сульфидов, соединений мышьяка или продуктов окисления фосфора или селена. Специфические свойства кислот не имеют существенного значения до тех пор, пока процесс идет с выделением водорода. Эта ситуация отличается от случая аустенитных сталей, которые разрушаются исключительно в результате специфического действия анионов. Катодная поляризация также не защищает мартенситные стали от растрескивания, а ускоряет его. Все эти факты свидетельствуют, что мартенситные стали в указанных условиях разрушаются не по механизму КРН, а в результате водородного растрескивания (см. разд. 7.4). При катодной поляризации в морской воде, особенно при высоких плотностях тока, более пластичные ферритные стали подвергаются водородному вспучиванию, а не растрескиванию. Аустенитные нержавеющие стали устойчивы и к водородному вспучиванию, и к водородному растрескиванию. [c.319]

Область граничных температур лежит примерно в интервале 60—80°С. Это не противоречит полученным ранее данным Ацелло и Грина [64а], что нержавеющая сталь 18-8 подвергается КРН при комнатной температуре в сильнокислом растворе, содержащем 5М H2SO4 + 0,5М Na l. С большой долей уверенности можно утверждать, что разрушение в последнем случае происходит по другому механизму. По нашему мнению, в сильных кислотах водородное растрескивание напряженных сталей 18-8 может протекать вдоль плоскостей скольжения, где имеет место превращение -у-фазы в а-фазу. Именно а-фаза стали 18-8 (с объемно-центрированной кубической решеткой) подвержена водородному растрескиванию. Нержавеющая сталь с 25 % Сг и 20 % Ni (марки 310) не претерпевает заметных фазовых превращений при холодной обработке и относительно стойка к водородному растрескиванию, но не стойка к КРН в кипящем растворе Mg lj. См. [64Ь]. —Примеч. сшт. [c.322]

Эти кислоты можно получить в лаборатории, пропуская сероводород через воду, насыщенную SO . Для понимания механизма наблюдаемых разрушений следует учесть, что при протекании коррозионных процессов эти кислоты легко катодно восстанавливаются. В связи с этим политионовые кислоты действуют в качестве катодного деполяризатора, который способствует растворению металла по границам зерен, обедненным хромом. Еще одна форма влияния, возможно, заключается в том, что продукты их катодного восстановления (HjS или аналогичные соединения) стимулируют абсорбцию межузельного водорода сплавом, обедненным хромом. Под напряжением этот сплав, если он имеет ферритную структуру, подвергается водородной коррозии вдоль границ зерен. Аустенитный сплав в этих условиях устойчив. Показано, что наличие в морской воде более 2 мг/л серы в виде Na S либо продуктов катодного восстановления сульфитов SOg" или тиосульфатов SjO вызывает водородное растрескивание высокопрочных сталей с 0,77 % С, а та кже ферритных и мартенситных нержавеющих сталей 167]. Предполагают, что и политионовые кислоты оказывают аналогичное действие. [c.323]

Другой механизм может быть обусловлен развитием водородного растрескивания вдоль границ зерен сенсибилизированного сплава. Разрушение в этом случае протекает в кислой среде, так как она поставляет водород, необходимый для коррозионного процесса. Кислая среда способствует также образованию молекулярной формы HjS (а не HS или S "), которая является основной каталитической примесью, стимулирующей абсорбцию сплавом атомарного водорода. Показано, что водные растворы SO2 так же, как и растворы политионовых кислот, вызывают межкристаллит-ное растрескивание сенсибилизированной стали 18-8. Это объясняется быстрым восстановлением SOj на катодных участках с образованием HjS или других аналогично действующих продуктов восстановления. Ионы SO не способны к такому восстановлению, поэтому серная кислота вызывает растрескивание в значительно меньшей степени. [c.323]

Измерения де-Хааза и Бирмаса [30] свидетельствуют о наличии добавочного механизма рассеяния со свободным пробегом, зависягцим от частоты. Даже при самых низких температурах (- 2° К) теплопроводность у. изменяется медленнее 7 , и расхождение тем больше, чем крупнее кристалл, хотя ири изменении диаметра образца и изменяется более медленно, чем ло линейному закону. В работе [20] было показано, что в случае КС1 отклонения от формулы (9.8) совпадают с рассеянием на точечных дефектах, иалн-чпе которых следует допустить (см. ниже), чтобы объяснить тепловое сопротивление при водородных температурах. Так как частотные зависимости рассеяния границами и точечными дефектами различны, то влияние последнего процесса значительно даже ири температурах, много меньших температуры максимума. Отклонения от (1)—(3) в случае кварца [30, 20], искусственного сапфира [39] и твердого гелия [44], возможно, вызваны тем же самым механизмом, который не позволяет достичь значения величины максимума тенло-ироводности, предсказываемого теорией, [c.251]

Одним из важнейших типов биологических макромолекул являются нуклеиновые кислоты, функция которых —хранение и перенос генетической информации. Нуклеиновые кислоты — цепные молекулы, являющиеся комбинацией нуклеотидов. Ее основа— фосфатно-сахарная последовательность. Алфавит нуклеотидного языка — 4 нуклеотида цитозин, тимин, аденин и гуанин. В некоторых из нуклеиновых кислот цитозин заменяется близким по строению урацилом. Строение одной из знаменитых нуклеиновых кислот — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)—было установлено рентгенографически в начале 50-х годов и послужило основой модели, объясняющей биологический механизм ее самовоспроизведения. Молекула ДНК (рис. 7.10 [2]) является двухцепочечной, причем соединение цепей осуществляется за счет водородных связей между парами аденин—тимин, гуанин—цитозин. Расстояния между основаниями вдоль ДНК 3,4 А. Полный оборот спираль в р-форме совершает через 10 оснований, поэтому ее период 34 А. Толщина молекул 20А, длина — чрезвычайно велика. [c.182]

При достаточной для коррозии влажности определяющее влияние на скорость ее оказьшает загрязненность воздуха примесями. Наиболее существенные примеси в промышленной атмосфере—это двуокись серы, хлориды, соли аммония. В атмосфере могут содержаться также углекислый газ, сероводород, окислы азота, муравьиная и уксусная кислоты, аммиак. Однако их влияние на скорость атмосферной коррозии в боль-щинстве случаев незначительно. Даже при значительном содержании углекислого газа в атмосфере он снижает pH электролита лишь до 5-5,5, и в условиях избытка кислорода при таком значении pH коррозия с кислородной деполяризацией не переходит в процесс с водородной деполяризацией. Сероводород, оксиды азота, хлор, соли аммония и другие соединения в значительных количествах могут присутствовать только в атмосфере вблизи от химических предприятий, в этом случае их наличие в воздухе оказывает влияние на механизм и скорость коррозионного разрушения металла. Особенно существенно влияние сероводорода на атмосферную коррозию промыслового оборудования месторождений сернистых нефтей и газов. [c.6]

Электрохимический механизм защитного действия покрытия можно представить как суммарное действие различных процессов. Он связан с разрядом водорода на поверхности стали, общим количеством ионов водорода, участвующих в катодном процессе, и долей водорода, способного диффундировать в металл. Уменьшение возможности разряда ионов водорода на поверхности стали вследствие высокого перенапряжения на металле покрытия или уменьшения доли водородной деполяризации в катодном процессе способствует увеличению защитного эффекта металлических покрытий в наводо-роживающих средах. [c.70]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...