Катодная защита нержавеющих сталей

Пять работ были посвящены в основном методам катодной защиты нержавеющих сталей. В двух случаях предпочтение было отдано цинковым протекторам [252, 253]. В третьей работе проведено сравнение анодов из цинка, алюминия, железа и магния [254]. В четвертом случае рассмотрена система катодной защиты с наложенным током [255]. Наконец, в работе [256] было показано, что углеродистая сталь может слух ить эффективным протектором защита нержавеющей стали при полном погружении обеспечивалась в течение более 8 лет, а на среднем уровне прилива — в течение 16 лет. [c.204]

Если защищаемая система находится в пассивном состоянии, т. е. имеет сильную анодную поляризуемость, то электрохимическая защита (в отношении небольшой коррозии из пассивного состояния), как следует из развитых теоретических положений, будет также Малоэффективной. Повидимому, катодная защита нержавеющих сталей будет мало эффективной. [c.143]

Таким образом, в растворах азотной кислоты при катодной поляризации нержавеющие стали могут переходить в активное состояние и растворяться с высокими скоростями. Однако более сильная катодная поляризация (до более отрицательных потенциалов) может снижать скорость коррозии нержавеющих сталей в этих условиях за счет эффекта катодной электрохимической защиты. Результаты этих опытов указывают на необходимость при эксплуатации нержавеющих сталей учитывать возможность нарушения их пассивного состояния в области относительно отрицательных значений потенциалов. [c.70]

Для анодной защиты, в отличие от катодной, характерно, 4to скорость коррозии, хоть и мала, однако не падает до нуля. С другой стороны, в агрессивных кислотах необходима значительно более низкая плотность тока, чем при катодной защите, когда она не может быть ниже эквивалентной скорости саморастворения в той же среде. Для нержавеющих сталей защитная плотность тока отвечает довольно высокой скорости коррозии сплавов в активном состоянии. [c.230]

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]

Катодная защита резервуаров с горячей водой, изготовленных из коррозионностойкой (нержавеющей) стали, в принципе тоже возможна. Она целесообразна в первую очередь в тех случаях, когда требования DIN 50930 [3] в отношении свойств материала и содержания ионов хлора в воде не выдерживаются. При использовании магниевых протекторов с изолированной проводкой можно отрегулировать ток промежуточным включением сопротивлений до требуемой малой величины защитного тока, обеспечивающей предотвращение язвенной коррозии. Поскольку защитный потенциал высоколегированных хромоникелевых сталей согласно разделу 2.4 составляет примерно 0н=0,0 В, в качестве протекторов могут быть применены также алюминий, цинк и железо, так как даже и при пассивации этих материалов движущее напряжение остается достаточно большим. [c.402]

В случае подземных и гидротехнических сооружений, а также реакторов анодная защита не может конкурировать с катодной. Так, при анодной защите некоторых алюминиевых сплавов и нержавеющей стали в морской воде наблюдается довольно высокий защитный эффект, необходимая плотность тока [c.70]

Если нержавеющие стали предполагается использовать в условиях полного погружения, то для предупреждения разрушения металла необходимо принять специальные меры защиты. Необходимо либо обеспечить поддержание пассивности, либо использовать катодную защиту. Большая скорость потока морской воды у поверхности металла позволяет обеспечить приток свежего кислорода, необходимого для пассивации, что ускоряет залечивание дефектов защитной окисной пленки. Быстрый поток, кроме того, препятствует биологическому обрастанию. В неподвижной воде важным средством борьбы с коррозией является катодная защита, позволяющая предотвратить опасность возникновения и развития щелевой, питтинговой, туннельной и кромочной коррозии, а также всех видов селективного разрушения металла. [c.60]

Нержавеющая сталь Склонность к питтинговой и щелевой коррозии Катодная защита Стойкость в условиях быстрого потока Примечание [c.61]

Из данных, полученных автором, следует, что обычные нержавеющие стали типа 18-8 могут быть при катодной поляризации переведены в активное состояние при любой концентрации азотной кислоты, вплоть до 50%. С увеличением концентрации кислоты сталь начинает активироваться при более положительном потенциале и электрохимическая защита наступает при менее благородном потенциале. В более концентрированных растворах азотной кислоты сталь при комнатной температуре не активировалась. С повышением температуры потенциал активирования нержавеющих сталей смещается к более положительным значениям, т. е. нарушение пассивного состояния облегчается. Анодная поляризуемость из активного состояния уменьшается. [c.188]

Для того чтобы решить вопрос о том, нарушается ли пассивное состояние нержавеющей стали при катодной поляризации или имеет место электрохимическая защита, необходимо знать потенциал активирования данной стали. Если он будет превзойден, окисные защитные пленки восстановятся и коррозия нержавеющей стали усилится. [c.189]

Особым случаем является катодная защита нержавеющей стали, при которой защитный потенциал находится внутри облааи пассивности этой стали (см. 8.2). Можно, например, предотвращать питтинговую и щелевую коррозию нержавеющей стали марки A1S1304 в природной морской воде с помощью катодной защиты, поддерживая потенциал немного ниже —0,35 В по насыщенному каломельному электроду. [c.69]

Для проверки применимости электрохимической теории коррозионного растрескивания был поставлен специальный эксперимент. Он заключался в измерении критического потенциала инициирования КРН нержавеющей стали 18-8 в кипящем при 130 °С растворе хлорида магния с добавками и без добавок ингибирующих анионов [22]. Анодная поляризация тем скорее вызывает растрескивание, чем положительнее потенциал катодная поляризация, наоборот, увеличивает время до растрескивания. При потенциале ниже критического значения —0,145 В сплав становится практически устойчив (рис. 7.5, а). Добавление различных солей (например, СНзСООНа) к раствору Mg lj повышает критический потенциал. Когда критический потенциал становится положительнее потенциала коррозии, КРН прекращается (рис. 7.5, Ь). Следовательно, если критический потенциал равен потенциалу анода разомкнутой цепи, характеризующему катодную защиту, при которой скорость коррозии равна нулю (см. разд. 4.10), потенциал коррозии не может быть ниже критического. Однако, ввиду того что критический потенциал может быть и ниже, и выше потенциала коррозии, он должен иметь другое объяснение. [c.140]

На практике катодную защиту можно применять для предупреждения коррозии таких металлических материалов, как сталь, медь, свинец и латунь, в любой почве и почти всех водных средах. Можно предотвратить также питтинговую коррозию пассивных металлов, например нержавеющей стали и алюминия. Катодную защиту эффективно применяют для борьбы с коррозионным растрескиванием под напряжением (например, латуней, мягких и нержавеющих сталей, магния, алюминия), с коррозионной усталостью большинства металлов (но не просто усталостью), межкристаллитной коррозией (например, дуралюмина, нержавеющей стали 18-8) или обесцинкованием латуней. С ее помощью можно предупредить КРН высоконагруженных стрей, но не водородное растрескивание. Коррозия выше ватерлинии (например, водяных баков) катодной защитой не предотвращается, так как пропускаемый ток протекает только через поверхность металла, контактирующую с электролитом. Защитной плотности нельзя также достигнуть на электрически экранированных поверхностях, например на внутренней поверхности трубок водяных конденсаторов (если в трубки не введены вспомогательные аноды), даже если сам корпус конденсатора достаточно защищен. [c.215]

Для пассивных металлов критерий защиты иной. Поскольку такие пассивные металлы, как алюминий или нержавеющая сталь, при низких скоростях коррозии растворяются равномерно, а при высоких — с образованием питтингов, их катодная защита обеспечивается уже при поляризации до значений более отрицательных, чем критический потенциал питтингообразования (см. разд. 5.5.2). Последний лежит в пассивной области, и его значение тем ниже, чем выше концентрация С1"-ионов в 3 % растворе Na l его значение для алюминия составляет —0,45 В. [c.227]

Следовательно, железо, имеющее в морской воде коррозионный потенциал около —0,4 В, непригодно для использования в качестве протектора для катодно защищаемого алюминия, в отличие от цинка, который имеет более подходящий коррозионный потенциал, близкий —0,8 В. Для нержавеющей стали 18-8 критический потенциал в 3 % растворе Na l равен 0,21 В, для никеля — около 0,23 В. Следовательно, контакт этих металлов с имеющими соответствующую площадь электродами из железа или цинка может обеспечить им в морской воде эффективную катодную защиту, предупреждающую питтинговую коррозию. Элементы создаваемых конструкций (например, кораблей и шельфовых нефтедобывающих платформ) иногда специально проектируют таким образом, чтобы можно было успешно использовать гальванические пары такого рода. [c.227]

Отмечено [27], что при анодной защите достигается необычно высокая рассеивающая способность (защита на удаленном от катода расстоянии и защита электрически экранированных поверхностей), намного превосходящая рассеивающую способность при катодной защите. Причину этого приписывали высокому электрическому сопротивлению пассивирующей пленки, что, по всей видимости, неверно, так как ее измеренное сопротивление обычно невелико. Другое объяснение может быть связано с антикоррозионными ингибирующими свойствами анодных продуктов коррозии, образующихся в малых количествах на поверхности нержавеющих сталей (например, ЗгОз , , Fe " ), которые [c.230]

Катодная защита. Критический потенциал нержавеющей стали 18-8 в растворе Mg lg при 130 °С равен —0,128 В. Контакт напряженной стали 18-8 с никелевым электродом ( кор = =0,18 В), имеющим небольшую площадь поверхности, предотвращает растрескивание в этой среде и (при использовании пористого никелевого покрытия) в воде, содержащей 50 мг/л С1 при 300 °С [c.324]

Дрейли и Разер 2, 8] объясняют наблюдаемые факты тем, что выделяющийся на поверхности раздела металл—оксид газообразный водород разрушает защитную оксидную пленку. Если алюминий контактирует с более электроотрицательным металлом либо легирован никелем или железом, то можно предполагать, что ионы Н+ разряжаются на катодных участках, а не на алюминии, и оксидная пленка остается неповрежденной. Однако полезное действие катодных участков можно также объяснить [91 анодной пассивацией или катодной защитой алюминия. Это влияние сходно с действием легирующих добавок платины и палладия (или контакта с ними) на нержавеющую сталь аналогичным образом эти металлы пассивируют также титан в кислотах (см. разд. 5.4). [c.344]

Защиту катодными протекторами осуществляют путём создания электрического контакта защищаемой конструкции с вспомогательным электродом из более благородного металла-платины, палладия, нержавеющей стали, графита, оксидов FejO , РвзОз, МЮ2). [c.68]

Для устранения или уменьшения щелевой коррозии можно использовать катодную защиту, г.е. поляризовать конструкшю от внешнего тока или контактированием с анодами - протекторами. Так, в щели нержавеющей хромоникелевой стали марок 18-10 после выдержки в морской [c.206]

Для защиты от щелевой коррозии можно использовать катодную или электрохимическую защиту. Значения максимальной глубины разрушения в щели на нержавеющих сталях и иикельмедного сплава в морской воде без защиты от щелевой коррозии следующие [c.14]

Если применяются коррозионностойкие материалы, например коррозиоиностойкая (нержавеющая) сталь или медь, то для предотвращения образования коррозионного элемента необходимо электрическое отсоединение деталей сооружения из углеродистых сталей. При катодной защите от коррозии стальных конструкций детали сооружения из более коррозионностойких материалов, не имеющие изоляционного покрытия, должны быть толсе включены в систему защиты путем закорачивания изолирующих фланцев через (омические) сонротивления соответствующей величины, так чтобы перед изолирующим фланцем эти материалы (металлы) не испытывали анодного влияния (диапазоны защитных нотенциалов см. в разделе 2.4). Детали сооружения из материалов повышенной коррозионной стойкости, имеющие изоляционное покрытие, могут быть включены в систему катодной защиты без существенных трудностей. [c.284]

Поскольку коррозионное растрескивание, так же как и питтинговая коррозия, является по своей природе электрохимическим процессом, развивающимся в результате депассивации части металлической поверхности, стойкость металла к данному виду разрушения определяется прежде всего стабильностью возникающей на нем пассивирующей пленки [152,15 3] и может регулироваться за счет регулирования электродного потенциала металла. В настоящее время хорошо известно, что наложение катодной поляризации затрудняет, а анодной - облегчает развитие коррозионного растрескивания. Так, например, катодная поляризация аустенитной нержавеющей стали в кипящем растворе Mg l2 током 3 10" а/см обеспечило защиту ее от растрескивания на протяжении всего опыта, длившегося 24 ч [154]. Показано также [ 155], что полную защиту стали 18/9 в кипящем 42%-ном растворе Mg l2 удается обеспечить катодной поляризацией ее током 1,5 10-4 а/см2. [c.35]

Очень важное применение катодная защита находит для подавления местных видов коррозии медных сплавов, нержавеющих сталей в растворах хлоридов и в морской воде. Применение протекторов пз углеродистой стали, выполняемых в виде отдельных деталей конструкции или специальных протекторов, обеспечивает защиту медных сплавов от струевой и язвенной коррозии, нержавеющих сталей от питтинговой коррозии. Перспективно направление по созданию композитных конструкций, где за счет других деталей, элементов обеспечивается протекторная катодная защита наиболее ответственных узлов (запорные органы клапанов, рабочие колеса насосов, теплообменные трубы и т. д.). [c.144]

В случае мартенситных нержавеюпщх сталей ни быстрое течение воды, ни катодная защита не являются эффективными средствами поддержания пассивности. То же относится и к ферритным сталям. При использовании катодной защиты как мартенситные, так и ферритные стали склонны к водородному разрушению. Поэтому обычно используют только аустеиитные нержавеющие стали. [c.60]

Сталь 430, ферритный сплав, подобно мартенситным сталям, подвержена местной коррозии как на малых, так и на больших глубинах. В Кюр-Биче максимальная глубина питтинга на образцах из этой стали за 1,5 года достигла 1,5 мм [4] хотя отдельные пластинки в начальный период экспозиции могут совсем не иметь ниттингов. Более длительный по сравнению со сталью 410 индукционный период местной коррозии, иногда наблюдавшийся на стали 430, может объясняться более высоким содержанием хрома, однако полной уверенности в этом нет. Например, при глубоководных коррозионных испытаниях, результаты которых приведены в табл. 19. расположенные рядом образцы из сталей 410 и 430 корродировали примерно одинаково. Однажды начавшись, в дальнейшем коррозия может протекать с очень высокой скоростью. Как и в случае стали 410, ни высокая скорость потока воды, ни катодная защита не обеспечивают надежного предупреждения коррозии, поэтому сталь 430 и другие подобные ей ферритные нержавеющие стали не рекомендуется применять в условиях погружения. [c.64]

Согласно данным работы [156] для предотвращения щелевой коррозии нержавеющей стали 304 в 3,5%-ном растворе Na l достаточно) периодического действия катодной защиты. [c.183]

II никелевого сплава Ni—22Сг—9Мо—2Fe—3,75МЬ-ЬТа могут нспользо ваться в течение 2 лет без катодной защиты. Фосфористая бронза, оцинкованная сталь и нержавеющая сталь 304L, плакированная сплавом 90—10 Си—Ni, требуют применения катодной защиты. Сталь 304 без покрытия и нержавеющая сталь 205, плакированная сплавом 90—10 Си—Ni, подвергались локальной коррозии даже в условиях катодной защиты. [c.204]

Катодная поляризация также является эффективным средством повышения сопротивления усталости нержавеющей стали 09X14НДЛ в искусственной морской воде, особенно при наличии концентраторов напряжений [237]. При применении цинкового протектора условный предел коррозионной выносливости образцов диаметром 10 мм с круговым надрезом (теоретический коэффициент концентрации =5) составил 190 МПа, что в 1,7 раза выше, чем у таких же образцов, испытанных в воздухе. Аналогичные результаты при несколько меньшем эффекте получены для стали 35. Такую закономерность в определенной степени можно объяснить охлаждающим действием коррозионной среды при подавлении коррозионных процессов протекторной защитой. Кроме того, мы вели сравнение с результатами, полученнь(ми на воздухе, который, как показано выше, не является нейтральной средой. [c.197]

Защиту катодными протекторами осуществляют путём создания электрнческого контакта защищаемой конструкции со вспомогачельным электродом из более благородного металла-платины, палладия, нержавеющей стали, фафита, оксидов (Ре О , Fe Oj, ШО2). [c.98]

В книге содержатся теоретические и инженерные сведения об исполь зовании искусственно наведенной пассивности в практике защиты металлов от коррозии. Изложены общие представления об анодной защите металлов, коррозионно-электрохимическом поведении углеродистой и нержавеющих сталей, титана и анодной защите их в различных электропроводящих средах. Большое внимание уделено аппаратурному оформлению метода като дам, электродам сравнения, средствам регулирования и контроля потенциала, автоматическим системам. Описан новый вариаит защиты — анодная защита с дополнительным катодным протектором. Приведены примеры промышленного применения анодной защиты, показаны эффективность и экономичность этого вида зашиты. [c.2]

Детально исследовано коррозионно-электрохимическое поведение нержавеющих сталей в растворах HNO3, содержащих такие восстановители, как сульфат натрия, гидроксиламинсуль-фат, гидразингидрат [96]. Установлены границы активной, пассивной и транспассивной областей, определены скорости растворения и катодного процесса в широкой области потенциалов в зависимости от состава сталей, концентрации HNO3 и восстановителей [96]. В конечном итоге авторы работы [96] пришли к выводу, что в области пассивного состояния скорость растворения сталей не превышает 0,1 г/(м -ч) во всех исследованных средах, что указывает, в частности, на возможность анодной защиты. [c.68]

Пражак считает, что при использовании в сернокислотных средах катода из меди его устойчивость должна повышаться, поскольку создается катодная защита и рабочая часть катода должна располагаться на расстоянии не менее 10 его диаметров от стенки корпуса. Поверхность катода нужно выбирать таким образом, чтобы плотность гока на нем находилась в интервале 5—500 А/м . Для катода из нержавеющей стали в серной кислоте плотность тока должна составлять (1 — 10)Х X 10 А/м защищаемой поверхности. Еще Эделеану и Гибсон [10], основываясь на необходимости снижения сопротивления между катодом и защищаемой поверхностью, рекомендовали выбирать площадь катода, равную 0,5—7% защищаемой поверхности. [c.72]

В качестве катодных протекторов возможно применение и других металлов и сплавов. Для защиты титана в Г%-ной серной кислоте применяют нержавеющую сталь 18Сг — 8Ni и ха-стеллой [14]. Защита титана нержавеющей сталью в 10%-ных растворах серной, соляной и щавелевой кислот при 20 °С описана в работе [21]. При защите титана хастеллоем и нержавеющей сталью площадь протектора, как правило, превышает площадь защищаемой поверхности. [c.122]

Этот способ анодной защиты подобен способу катодной защиты с жертвенными анодами. Роль протектора может выполнять, например магнетит (Рез04) и пиролюзит (MnOg). Эти оксиды являются электропроводящими, их потенциалы (+0,7 и +1— 1,2 В) расположены в области устойчивой пассивности нержавеющих сталей, в частности, в серной кислоте. Сталь окисляется, а сами протекторы восстанавливаются. В случае магнетита активным является только компонент РегОз. В этом отношении более выгоден протектор с высоким содержанием кислорода (МпОг). Уменьшение количества протектора на такое же количество образуемого пассивного слоя в этом случае будет меньше [c.124]

Широкое применение в качестве конструкционных материалов химического оборудования титала и нержавеющих сталей, легко пассивирующихся во многих промышленных средах, делает рациональным использование анодной защ,иты от коррозии. Катодную защиту используют в ограниченных масштабах, в основном для защиты подземных и гидротехнических сооружений в таких средах, как природная и техническая вода, сточные воды. [c.254]

Из многочисленных способов защиты, пожалуй, наиболее важны методы, повышающие торможение анодного процесса или, другими словами, методы, способствующие поддержанию коррозионных систем в устойчивом пассивном состоянии. К этим методам защиты относятся создание большинства коррозионноустойчивых сплавов, как, например, нержавеющих сталей, применение широкого класса анодных ингибиторов и нассиваторов (как в виде добавок в коррозионные среды, так и в защитные полимерные пленки, или смазки). В последнее время методы защиты путем анодного торможения коррозионного процесса дополнились принципиально новыми предложениями катодным легированием сплавов и применением анодной поляризации внешним током или использованием катодных протекторов. Открытие этих методов было логическим следствием большого числа глубоко продуманных систематических исследований в области кинетики электрохимических процессов коррозии. [c.10]

Защищаемый сплав в данных условиях и данной коррозионной среде должен переходить в устойчивое пассивное состояние. Таким образом, этот метод так же, как и рассматриваемые ранее методы катодного легирования и анодной электрохимической защиты, применимы главным образом для нержавеющих сталей (в отсутствие активирующих ионов галогенов в растворе), титановых сплавов и других легко пассивирующихся материалов. Однако, как будет разобрано ниже, в некоторых условиях, наиболее благоприятных в отношении установления пассивного состояния, он применим также для более трудно пассивирующихся сплавов, например низколегированных сталей. [c.170]

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]

Наиболее важными являются методы защиты, направленные на повышение торможения анодного процесса, иначе говоря, методы, способствующие поддержанию коррозионных систем в устойчивом пассивном состоянии. Создание большинства коррозионноустойчивых сплавов, например, нержавеющих сталей, применение широкого класса анодных ингибиторов и пассиваторов (как в виде добавок в коррозионные среды, так и в защитные полимерные пленки или смазки) относятся к этим методам защиты. Защита с применением анодного торможения коррозионного процесса дополнена принципиально новыми методами катодным легированием сплавов [20] и анодной поляризацией внешними токами — анодная защита (С. Эделя-ну, В. М. Новаковский, А. И. Левин, И. Д. Томашов, Г. П. [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...