Кислородные и окисные пленки

Кислородные и окисные пленки [c.344]

При традиционном водном режиме после вывода котла из работы внутритрубные образования и окисные пленки на внутрикотловой поверхности довольно быстро становятся трещиноватыми, пористыми, образуются кислородные ячейки и коррозионные микропары. При этом наибольшей коррозионной опасности подвержены такие места концентрации напряжений, как края отверстий, гнутые участки трубопроводов и т. п. [127]. В этой связи задержка с принятием мер по консервации остановленных котлов нежелательна. [c.196]

У неблагородных металлов, где вслед за адсорбцией происходит также и разрыв молекулы кислорода, механизм образования окисной пленки сложнее, однако и здесь вследствие достаточно больших размеров атомного кислородного иона правильная ориентировка кислородных слоев с плотнейшей упаковкой параллельно поверхности металла должна сохраняться. [c.44]

Для материалов, конструкционных, имеющих высокую коррозионную устойчивость в данной среде, надежные данные могут быть получены только на основе изменений масс. Однако сравнительно толстый слой окисной пленки, хорошо сцепленный с металлом, с образцов желательно удалять. Так, например, два образца — один после испытаний в воде, содержащей водород, а другой после испытаний в воде с низким содержанием кислорода — иногда характеризуются одинаковыми потерями массы непосредственно после испытания, так как на образце из кислородного контура может сохраниться более толстый слой окисной пленки. Сравнение потерь веса этих образцов после удаления с них пленки обычно обнаруживает значительную разницу в поведении образцов. По этой причине и рекомендуется удалять остаточную окисную пленку, особенно при исследовании материалов, склонных к образованию толстого слоя окалины. Всем операциям, которыми сопровождается снятие с образца окисной пленки подвергается так же контрольный образец из того же материала, не проходивший испытаний. Изменение его веса, которое может быть вызвано удалением окалины, позволяет внести поправку в потери веса испытуемых образцов. [c.72]

Скорость диффузии ионов кислорода и, следовательно, скорость коррозии циркония возрастают с увеличением концентрации и подвижности вакансий. Если в металле присутствует азот, переходящий в процессе коррозии в окисную пленку, то трехвалентные ионы азота могут заместить кислородные ионы в окисной решетке. В связи с этим возникают новые вакансии. Такие вакансии несколько менее подвижны, чем обычно имеющиеся, так как они должны быть связаны с ионами азота, но в целом скорость диффузии, а соответственно и коррозии, возрастает. Чтобы улучшить коррозионную стойкость циркония, концентрация алюминия в нем не должна превышать 0,01%, а концентрацию титана следует поддерживать на уровне 0,008%. При наличии 0,005% водорода и 0,5% кислорода скорость коррозии циркония увеличивается незначительно. При наличии же 0,1% водорода и 1% кислорода она уже увеличивается значительно и стойкость циркония заметно понижается. Если в чистый иодидный цирконий ввести олово, коррозионная стойкость [c.219]

Коррозия, протекающая в присутствии угольной кислоты, приводит к загрязнению воды твердыми продуктами коррозии. Причиной непрочного сцепления окислов с корродирующей поверхностью металла является восстанавливающее и отслаивающее действие на окисные пленки образующегося атомарного и молекулярного водорода. Этим объясняется тот факт, что кислородная коррозия стали в присутствии угольной кислоты протекает практически без замедления вследствие неустойчивости 56 [c.56]

Установлено, что максимальная интенсивность кавитационного разрушения наблюдается в кислых средах и увеличивается с понижением pH среды. Увеличение агрессивности среды приводит к возрастанию роли коррозионного фактора, причем в тем большей степени, чем меньше коррозионная стойкость материала. В нейтральных, как и в щелочных средах, коррозионные процессы происходят с кислородной деполяризацией и на поверхности образуются плотные окисные пленки, затрудняющие смачивание и изменяющие характер адсорбционных процессов. Одновременно изменяются и условия возникновения и смыкания кавитационных пузырей. Все это, как правило, увеличивает кавитационную стойкость сталей и сплавов. [c.255]

На особую роль окисных пленок коллоидного характера в процессе коррозии указывал Кистяковский [U9J. В своей фильмовой теории коррозии металлов он обратил внимание на то, что разрушение металлов обусловлено тем, что электрохимические процессы развиваются по-иному на поверхности, покрытой пленкой,и в порах, причем металл, покрытый пленкой, впервые начал рассматриваться как кислородный электрод. [c.85]

Если окисная пленка обладает электронной проводимостью, т. е. может работать катодом, то ход поляризационной кривой, равно как для случая кислородной и водородной деполяризации, будет зависеть от величины перенапряжения на самой пленке. В том случае, когда перенапряжение на пленке выше, чем на металлической поверхности, катодная кривая пойдет выше и, наоборот, когда перенапряжение на пленке ниже по сравнению с металлом, кривая пройдет ниже. [c.166]

Скорость газовой коррозии металла при его окислении кислородом воздуха и, соответственно, скорость роста окисной пленки определяется или скоростью самой химической реакции окисления (для несплошных, не обладающих защитными свойствами пленок), или скоростью встречной двусторонней диффузии через пленку кислородных атомов и металла в виде ионов и электронов (для обладающих защитными свойствами сплошных пленок). [c.38]

Причиной непрочного сцепления окислов с корродирующей поверхностью металла является восстанавливающее и отслаивающее действие на окисные пленки образующегося атомарного и молекулярного водорода. Этим свойством СО2 объясняется тот факт, что кислородная коррозия стали в присутствии угольной кислоты протекает практически без замедления вследствие неустойчивости окисных пленок поступление кислорода к поверхности металла с течением времени не уменьшается и коррозия под действием его продолжается с неизменной скоростью. Такое свойство угольной кислоты иллюстрирует рис. 1.10, на котором кривые 1 и 2 показывают ход кислородной коррозии стали в воде, содержащей и не содержащей угольную кислоту. [c.18]

На воздухе, в водных растворах и при анодном подключении образуются стойкие окисные пленки, усиленно противодействующие активации. Структура этих пленок может быть весьма различна они могут содержать хемосорбированные гидроксил-ионы или кислородные ионы, а также окислы и гидроокиси или другие нерастворимые соединения [12]. О наличии анодной пассивности можно судить по поляризационным кривым, а также по кривым изменения потенциала во времени, подобным приведенным на [c.350]

При значениях рН<7 образующаяся рыхлая пленка окислов не имеет защитных свойств, вследствие чего диффузия кислорода к поверхности металла не тормозится и скорость кислородной коррозии железа не замедляется с течением времени. По мере повыщения pH, т. е. роста концентрации гидроксильных ионов, защитная окисная пленка на железе становится более стойкой, что препятствует доступу растворенного кислорода к корродирующему металлу и способствует замедлению коррозии. При рН = 9,5-ь 10,0 коррозионный ПрО цесс в присутствии кислорода практически прекращается. Однако такое ослабление общего коррозионного процесса опасно. Наряду с уменьшением общих потерь металла коррозия последнего приобретает ярко выраженный местный характер вплоть до образования язвин. [c.158]

С позиций организации водного режима ТЭС наибольшее значение имеет химическая коррозия металлов с образованием кислородных соединений. Для железа, меди, алюминия, хрома, никеля и других технически важных металлов в воздушной среде (в атмосфере) металлическое состояние является термодинамически неустойчивым. За исключением золота, платины, иридия, серебра и палладия, все металлы в присутствии кислорода подвергаются окислению, покрываясь окисной пленкой. Ее свойства оказывают решающее влияние на развитие химической коррозии. Очень важно, будет первичный слой продуктов коррозии сплошным или пористым. Для того чтобы образующиеся окислы могли закрыть всю окисляющуюся поверхность, необходимо, чтобы объем получившихся окислов был больше объема окислившегося металла (Уок>1 ме). Соотношение объемов окисла и исходного металла для некоторых из них приведено в табл. 1.1. [c.27]

Медь и ее сплавы не могут подвергаться кислородной резке без флюса, так как, во-первых, имеют относительно низкий тепловой эффект окисления и, во-вторых, при окислении образуются тугоплавкие окислы. Поскольку окислы меди, даже нагретые до температуры плавления, отличаются высокой вязкостью и малоподвижностью, то для осуществления процесса резки требуется повысить температуру в месте реза, расплавить окисные пленки и понизить вязкость образовавшихся шлаков. Как показали опыты по кислородно-флюсовой резке нержавеющих сталей, наиболее простым средством повышения температуры в месте реза явилось вдувание в разрез железного порошка. Однако из-за большой теплопроводности меди и ее сплавов количество тепла, выделяющегося пои сгорании железного порошка, оказалось недо- [c.137]

Причиной непрочного сцепления окислов с корродирующей поверхностью металла является восстанавливающее и отслаивающее действие на окисные пленки образующегося атомарного и молекулярного водорода. Этим свойством СОг объясняется тот факт, что кислородная кор- [c.47]

Для получения окисных пленок на кремнии и металлах (тантале, ниобии, алюминии, титане) в последнее время предложен метод плазменного анодирования [41, с. 139, 262]. Этот процесс ведут в газовом разряде (высокочастотном, тлеющем) в кислородной или кислородно-аргонной плазме при давлении 6,7—67 Па [c.53]

При значениях pH меньше 7 образующаяся рыхлая пленка окислов не имеет защитных свойств, вследствие чего диффузия кислорода к поверхности металла не тормозится и скорость кислородной коррозии железа не замедляется с течением времени. По мере повышения pH, т. е. роста концентрации гидроксильных ионов, защитная окисная пленка на железе становится более стойкой, что препятствует доступу растворенного кислорода к корродирующему металлу и способствует замедлению коррозии. При pH = 9,5+10,0 коррозионный процесс в присутствии кислорода практически прекращается. Однако такое ослабление общего коррозионного процесса опасно. Наряду с уменьшением общих потерь металла коррозия последнего приобретает ярко выраженный местный характер вплоть до образования язвин. Таким образом, повышение pH воды, содержащей кислород, постепенно превращает равномерную коррозию стали в местную, и лишь при очень высоком значении pH коррозия прекращается. Чем выше температура воды, тем больше возрастает значение pH при котором металл пассивируется и коррозия прекращается. [c.44]

Характерной особенностью углекислотной коррозии стали является слабая связь продуктов коррозии с корродирующим металлом. Вследствие этого образующиеся окислы железа и меди уносятся потоком воды из тракта питательной воды в парогенераторы и образуют на поверхности нагрева опасные отложения. Причиной непрочного сцепления окислов с корродирующей поверхностью металла является восстанавливающее и отслаивающее действие на защитные окисные пленки атомарного и молекулярного водорода, образующегося на катодных участках. Этим свойством свободной угольной кислоты объясняется тот факт, что в ее присутствии кислородная коррозия котельного металла протекает практически без замедления процесса. Из-за нестойкости окисных пленок поступление кислорода к поверхности металла с течением времени пе уменьшается и коррозия под действием его продолжается с неизменной скоростью. [c.45]

Медь и ее сплавы не могут подвергаться кислородной резке без флюса, так как, во-первых, они имеют относительно низкий тепловой эффект окисления и, во-вторых, при окислении образуются тугоплавкие окислы. Поскольку окислы меди, даже нагретые до температуры плавления, отличаются высокой вязкостью и малоподвижностью, то для осуществления процесса резки требуется повысить температуру в месте реза, расплавить окисные пленки и понизить вязкость образовавшихся шлаков. [c.155]

Отсутствие строгой стехиометричности окислов в кристаллическом состоянии приводит к появлению катионных или кислородных вакансий, и окисные пленки приобретают полупроводниковый характер. В таких поверхностных слоях процессы диффузии получают направленный, часто односторонний характер. Так, например, в окисных пленках на меди доминируют кислородные вакансии, и рост окисной пленки на меди происходит при диффузии атомов меди на ее поверхность. У цинка наблюдается обратное явление. [c.22]

Учитывая, что линейность характеристики в координатах 1п г— — ]и выполняется для полного тока, включающего как ионную, так и электронную составляющие, можно предположить, что в области предпробивных значений напряженности поля перенос заряда через окисную пленку осуществляется как электронами проводимости, так и квазиионами МОаОз и МедО , образовавшимися на фазовых границах и в объеме оксида. Рекомбинация отрицательных кислородных радикалов на внутренней границе и прохождение электронов в металл вызывают появление дефектов Френкеля и рост пленки. Параллельным процессом является выделение газообразного кислорода. [c.77]

Наконец, при потенциалах, превышающих равновесный потенциал кислородного электрода, увеличение, плотности тока будет происходить в результате окисления воды с выделением газообразного кислорода. Легче всего этот процесс протекает на тех металлах, чьи окисные пленки обладают высокой электронной проводимостью (золото, платина). На анодах и з таких металлов гидроксильные ионы беопрвпятствен-но отдают свои электроны, окисляясь до молекулярного кислорода. Если же окисные пленки, экранирующие поверхность металла, отличаются низкой электронной проводимостью, то анодный процесс направляется не на разложение воды с выделением кислорода, а на увеличение толщины окис-ной пленки — так называемое анодное оксидирование. При этом анодный потенциал нередко может достигать значений порядка сотен вольт (точнее говоря, таких значений достигает падение напряжения в пределах окисной пленки при протекании электрического тока). [c.100]

Газопламенную сварку алюминия ведут кислородно-ацетиленовым пламенем при соотношении O2/G2H2 = 1,1...1,2. По отношению к алюминию все зоны пламени имеют окислительный характер. Для защиты от окисления и для удаления окисной пленки применяют флюсы на основе хлоридов и фторидов натрия, калия и лития, например флюс АФ-4А. Флюс разводят в воде непосредственно перед сваркой, а затем наносят в виде пасты на кромки детали и на конец присадочного прутка. Мощность пламени (л/ч) выбирают в зависимости от толщины S (мм) свариваемого металла М = (100... 150)5. [c.198]

Исследования повреждения гибов водоопускных труб показали, что оно имеет коррозионно-механический характер, т. е. является следствием меняющихся во времени напряжений, повреждения защитной окисной пленки и коррозионного воздействия котловой воды [1, 19, 33]. На внутренней поверхности труб из углеродистых и низколегированных сталей при эксплуатации в воде образуется слой магнетита РегОз. который служит определенной защитой металла от кислородной коррозии при остановах котлов и пусках с не полностью деаэрированной водой. Повреждения магнетитной пленки вследствие частых пусков-остановов интенсифицируют в местах дефектов (концентраторов напряжений), и при контакте со средой, содержащей кислород, металл подвергается интенсивной коррозии. [c.247]

Сила адсорбции представляет собой электростатическое притяжение между положительно заряженной внутренней частью иона и электронами металла или его окисла. Имеются основания считать, что в анионах типа МО " валентные электроны распределяются между центральным атомом и атомами кислорода по-разному. В хромат-ионе, например, некоторые из электронов хрома, по всей вероятности, оттянуты от него и перешли к кислороду (электровалентная связь). Поэтому центр иона должен обнаруживать высокий положительный заряд. Благодаря этому заряду хромат-ион, адсорбированный поверхностью металла или окисной пленкой, может вытягивать свободные электроны с поверхности металла. Это будет до некоторой степени ограничивать подвижность электронов и задерживать коррозию. Следует, однако, заметить, что выполненные нами совместно с Ларькиным квантовохимические расчеты показали, что связь хромат-ионов с железом осуществляется не центральным атомом хрома, а посредством кислородных атомов (подробно см. ниже). [c.68]

СВАРКА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ. Алюминий и его сплавы соединяются раз-.чичными способами сварки плавлением — алектродуговой, кислородно-ацетиленовой, а также электроконтактной. На поверхности алюминиевых сплавов всегда имеется тонкая пленка тугоплавкого плотного окисла AI2O3 I г°д=2050 ]. Она затрудняет возбуждение дуги, препятствует сплавлению кромок, адсорбирует влагу, способствует образованию пористости и уменьшению герметичности соединений. Сварку плавлением производят в среде инертных газов, а окисную пленку перед сваркой тщательно удаляют с поверхности соединяемых кромок и присадочного материала. Кислородно-ацетиленовая С. а. с. производится с применением флюсов, а дуговая сварка — с применением обмазанных электродов. Однако соединения, выполпенные с применением флюсов и обмазок, содержащих хлористые соли щелочных металлов, имеют пониженную коррозионную стойкость. [c.143]

Большинство металлов и сплавов сваривают нормальным пламенем с небольшим избытком кислорода. Нормальным пламенем осуществляется и качественная резка металлов, пайка и металлизация. Окислительное пламя применяют при сварке латуни, бронзы и чугуна для получения защитной окисной пленки, а также при поверхностной закалке и огневой очистке поверхности металла. У конца науглероживающего пламени появляется зеленый ореол, и ядро не имеет резких очертаний. Науглероживающее пламя используют при наплавке твердых сплавов и сварке высокоуглеродистой стали. Ниже, в табл. 23 приведена характеристика ацетилено-кислородного пламени. [c.302]

Пассивация этих металлов обычно начинается после заметного сдвига потенциала в положительную сторону от его стационарного значения в растворе и, очевидно, связана с адсорбцией того или иного промежуточного кислородного соединения. Особую роль щ)и пассивации металла как в отсутствие, так и при наличии на нем фазовой окисной пленки, должны играть однозарядные атомные ионы кислорода О , образующиеся на аноде из молекул воды или из гидроксильных ионов [4, 5]. Являясь анионами, они могут по анионным вакансиям проникать с поверхности внутрь окисной пленки. Пройдя эту пленку насквозь, ионы адсорбируются на поверхности металла под пленной, что и приводит к адсорбционной пассивности металла. Оцновременно избыточные ионы 0 накапливаются в пленке и уменьшают в ней число анионных вакансий. При этом согласно закону об электронейтральности в пленке иерживается также эквивалентное количество катионов и уменьшается число катионных вакансий. Все это вызывает уменьшение дефектности пленки и ее проницаемости для катионов и анионов и может привести к возникновению пленочной пассивности, которая может быть сосредоточена по всей толщине пленки либо в некотором ее слое. [c.18]

Активирукицие ионы, например, ионы хлора, также могут по анионным вакансиям проникнуть через окисную пленку, вызвав под ней адсорбционное вытеснение кислородных ионов и нарушение адсорбционной пассивности металла. [c.18]

Изделия из свинца имеют высокую коррозионную стойкость при воздействии агрессивных сред, поэтому они получили большое распространение в химической промышленности. Свинец сваривают несколькими способами. При газовой сварке используют ацетилено-кислородное пламя. Мощность пламени выбирают из расчета расхода 15 — 20 дм /ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Сварку ведут левыг способом при наклоне наконечника горелки к поверхности свариваемого изделия под углом 45 °. Для удаления окисной пленки применяют флюс из стеарина или расплав стеарина с канифолью, который перед сваркой наносят на зачищенные кромки изделия и поверхность присадочного материала в виде полос из листового свинца или свинцовой проволоки. Листы толщиной до 1,5 мм сваривают встык с отбортовкой кромок, листы толщиной 1,5 — [c.127]

Кислородно-флюсовая резка. При резке высоколегированных сталей на поверхности реза образуется тугоплавкая окисная пленка (СГ2О3) с температурой плавления около 2000°С, препятствующая окислению нижележащих слоев металла. Обычная резка чугуна также не выполнима из-за образования на поверхности реза тугоплавкой пленки, плавящейся при температуре 1300°С, и выделения большого количества окиси и двуокиси углерода, загрязняющих кислород. Резка цветных металлов и сплавов затруднительна по той же причине (образование тугоплавких окислов U2O, Si О, идр.). [c.345]

Электролиты. В растворах солей коррозия носит ясно выраженный электрохимический характер и сводится к работе микроэлементов, причем с ростом концентрации солей скорость коррозии возрастает. Наиболее опасным является С1 , депасоивирующий металлы и увеличивающий скорость коррозии почти всех металлов в результате ухудшения свойств защитных окисных пленок. В сочетании с кислородом С1 даже в ничтожных концентрациях оказывает специфическое воздействие на напряженную аустенитную сталь, стимулируя так называемое хлоридное растрескивание, сопровождаемое межкристаллитной коррозией. Сульфаты практически не оказывают влияния на коррозию стали. Едкий натр при сравнительно невысоких концентрациях защищает углеродистые стали от коррозии, повышая pH при концентрациях 3—5% он может вызвать щелочную коррозию этих сталей либо коррозионное растрескивание аустенитных сталей. Коррозионные повреждения котельного металла, возникающие под действием нитритов и нитратов, имеют значительное сходство с кислородной коррозией. [c.46]

Кислородно-флюсовая резка. При резке высоколегированных хромистых сталей на поверхности разреза образуется тугоплавкая окисная пленка (СгаОз) с температурой плавления около 2000° С, препятствующая процессу резания. Обычная кислородная резка чугуна также не выполнима из-за образования на поверхности разреза тугоплавкой пленки и выделения большого количества окиси и двуокиси углерода, загрязняющих кислород. Резка меди и ее сплавов затруднительна по той же причине. [c.337]

Лучшие результаты дает аргонно-дуговая сварка, но возможно применять и ацетилено-кислородную сварку с небольшим избытком ацетилена в пламени. Флюсы не нужны. Присадочный материал подают под окисную пленку расплавленного металла. [c.123]

Многие металлы покрываются окисными пленками в результате окисления на воздухе или в водном растворе. Наличие ошсной пленки на некоторых металлах (тантале, ниобии) удерживает их в пассивном состоянии в болышшотве агрессивных сред. Однако пассивация ряда технических металлов (железа, никеля, хрома, титана) и их сплавов неоютря на наличие окисной пленки обычно напивается только после залетного сдвига потенциала в положительную сторону от его стационарного значения в растворе. Такая пассивация очевидно, связана е воздействием того или иного промежуточного кислородного соединения. [c.27]

Являясь анионами, ионы 0 способны проникать по анионным вакансиям с поверхности вщгтрь окисной пленки. Возможность проникновения многих анионов внутрь окисных пленок доказана методом меченых атомов [4]. Толщина окисной пленки на металле невелика, порядка 10 " см. Пхш этом ионы О" могут не только щ)оник-нуть внутрь окисной пленки, но и пройти через нее и адсорбироваться на металле. В результате возникает адсорбционная пассивность металла [5]. Отметим, что именно ионный х актер пассивирующего кислорода дает ему возможность прошжать внутрь окисной пленки и проходить сквозь нее. Итак, адсорбционная пассивность металла может возникнуть как в отсутствие, так и при наличии на нем фазовой окисной пленки. Активиругаще ионы (например, ионы хлора) также могут по анионным вакансиям проникать через окис-ную пленку, вызывать адсорбционное вытеснение кислородных ионов и нарушение адсорбционной пассивности металла. [c.28]

В соответствии с диаграммой состояния Ре —Ог при окислении железа возможно образование трех окислов РеО, РбгОз и Рез04. По данным Девиса [10], окисление железа в кислороде при температурах выше 680°С идет с преимущественным (90—95%) образованием закиси железа (рис. 2). Таким образом, при кислородной резке стали наиболее верятно образование окисной пленки, по составу близкой к РеО. Косвенным подтверждением этому является то, что воспламенение железа при резке происходит в интервале температур 1330—1350°С [11], т. е. в интервале температур плавления вюстита. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...