Растворенный кислород

Рис. 172. Зависимость потери массы меди а разбавленных кислотах при комнатной температуре от концентрации растворенного кислорода

Важную роль играют кислородные загрязнения. В настоящее время стало общепринятым защищать металл от кислорода инертной атмосферой в процессе плавления или затвердевания. Это очень важно в случае серебра, поскольку кислород растворяется в расплавленном серебре и приводит к понижению точки затвердевания на 5 мК [И]. Для золота, алюминия, цинка и платины (1769 °С) влияние растворенного кислорода не существенно, в то время как медь [23] (1084,88 С) и палладий [34] (1555 °С) следует тщательно защищать от кислорода. В серебре присутствие кислорода с концентрацией вес.% [c.178]

При контакте расплавленного металла, содержащегося в газовой или шлаковой фазах, происходит растворение кислорода в металле, а при достижении предела растворимости — химическое взаимодействие с образованием окислов. Одновременно происходит окисление примесей и легирующих элементов, содержащихся [c.26]

Катодная реакция ускоряется в присутствии растворенного кислорода (так называемая реакция деполяризации) [c.100]

Растворенный кислород реагирует о атомами водорода, адсорбированными на поверхности железа. Реакция окисления протекает с той же скоростью, с какой Оа достигает поверхности металла. [c.100]

НАСЫЩЕННАЯ ВОЗДУХОМ ВОДА. При нормальных температурах в воде с нейтральной, а также слабокислой или слабощелочной реакцией заметная коррозия железа имеет место только в присутствии растворенного кислорода. В насыщенной воздухом воде начальная скорость коррозии может достигать 10 г/(м -сут). Эта скорость через несколько дней снижается вследствие образования пленки оксида железа, которая действует как барьер для диффузии кислорода. Стационарная скорость корро-. зии может быть 1,0—2,5 г/(м -сут) и возрастает с увеличением скорости потока. Так как скорость диффузии в стационарном состоянии пропорциональна концентрации Oj, из уравнения (2) следует, что и скорость коррозии железа пропорциональна концентрации Ог- Типичные данные показаны на рис. 6.1, а. В отсутствие растворенного кислорода скорость коррозии как чистого железа, так и стали при комнатной температуре незначительна. [c.101]

К хлорированию воды прибегают для уменьшения повреждений, вызванных этими бактериями, хотя, по некоторым данным, эта мера не всегда эффективна. Аэрирование воды снижает активность бактерий, так как они нежизнеспособны в присутствии растворенного кислорода. [c.104]

Если скорость коррозии контролируется диффузией кислорода, то для данной концентрации О2 скорость приблизительно удваивается при повышении температуры на каждые 30 °С 171. В открытом сосуде, из которого растворенный кислород может улетучиваться, скорость коррозии увеличивается с ростом температуры до 80 °С, а затем падает до очень низкого значения при закипании воды (рис. 6.2). Такое резкое снижение связано с заметным уменьшением растворимости кислорода в воде, и этот эффект в конце концов подавляет ускоряющее влияние собственно температуры. В закрытой системе кислород не может улетучиваться, поэтому скорость коррозии продолжает расти с повышением температуры до тех пор, пока весь кислород не будет израсходован. [c.104]

Рис. 6.2. Влияние температуры на коррозию железа в воде, содержащей растворенный кислород [6а]

Увеличение щелочности среды (pH > 10) вызывает возрастание pH на поверхности железа. Скорость коррозии при этом уменьшается, так как железо все больше и больше пассивируется в присутствии щелочей и растворенного кислорода, что описано в разд. 6.1.1 ( Повышенное парциальное давление кислорода ). [c.105]

Возрастание скорости коррозии железа по мере уменьшения pH обусловлено не только увеличением скорости выделения водорода в действительности облегченный доступ кислорода к поверхности металла вследствие растворения поверхностного оксида усиливает кислородную деполяризацию, что нередко является более важным фактором. Зависимость скорости коррозии железа или стали в неокисляющих кислотах от концентрации растворенного кислорода показана в табл. 6.2. В 6 % уксусной кислоте отношение скоростей коррозии в присутствии кислорода и в его отсутствие равно 87. В окисляющих кислотах, например в азотной, действующих как деполяризаторы, для которых скорость коррозии не зависит от концентрации растворенного кислорода, это отношение близко к единице. В общем, чем более разбавлена кислота, тем больше отношение скоростей коррозии в присутствии и в отсут- ствие кислорода. В концентрированных кислотах скорость выделения водорода так велика, что затрудняется доступ к поверхности металла. Поэтому деполяризация в концентрированных кислотах в меньшей степени способствует увеличению скорости коррозии, чем в разбавленных, где диффузия кислорода идет G большей легкостью. [c.109]

Влияние растворенного кислорода на скорость коррозии малоуглеродистой стали в кислотах [12] [c.109]

Существенное деполяризующее воздействие растворенного кислорода означает, что скорость движения кислоты должна влиять на скорость коррозии. Так и происходит в действительности, особенно в разбавленных кислотах (рис. 6.5, а и Ь). Ингибирующее [c.110]

СОЛИ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ. В природных пресных водах содержатся растворенные соли кальция и магния, концентрация которых зависит от происхождения и расположения водоема. Вода с высокой концентрацией этих солей называется жесткой, с низкой — мягкой. Мягкая вода обладает большей коррозионной активностью, чем жесткая. Это было обнаружено за много лет до того, как удалось выяснить причину данного явления. Например, оцинкованные баки для горячей воды в Чикаго служили 10—20 лет (в воде оз. Мичиган содержится 34 мг/л Са , 157 мг/л растворенных веществ), в то время как в Бостоне (5 мг/л Са , 43 мг/л растворенных веществ) такие баки выходили из строя через 1—2 года. В жесткой воде на поверхности металла естественным путем откладывается тонкий диффузионно-барьерный слой, состоящий в основном из карбоната кальция СаСОд. Эта пленка дополняет обычный коррозионный барьер из Ре(0Н)2, уже упоминавшийся в начале главы, и затрудняет диффузию растворенного кислорода к катодным участкам. В мягкой воде защитная пленка из СаСОд не образуется. Однако жесткость воды не единственное условие возможности образования защитной пленки. Способность СаСОд осаждаться на поверхность металла зависит также от общей кислотности или щелочности среды, pH и концентрации растворенных в воде солей. [c.120]

В СВЯЗИ G ЭТИМ надо отметить, что бензин агрессивен по отношению к стали, так как при понижении температуры в углубленном в землю трубопроводе от бензина отделяется растворенная вода, которая в присутствии большого количества растворенного кислорода (растворимость Oj в бензине в 6 раз больше, чем в воде), воздействует на сталь. Это приводит к обильному образованию продуктов коррозии, засоряющих линию. Вводимый в трубопровод нитрит натрия растворяется в водной фазе и эффективно препятствует образованию ржавчины. Недостатком используемых для этих же целей хроматов является склонность к взаимодействию с некоторыми компонентами бензина. [c.268]

В разд. 6.1.1 показано, что коррозия железа в обескислороженной воде при обычной температуре незначительна. Следовательно, уменьшение содержания растворенного кислорода является эффективным практическим средством предотвратить коррозию железа и стали в пресной и морской воде. Этим сводится к минимуму также коррозия меди, латуни, цинка и свинца. Растворенный кислород удаляют из воды либо химической либо вакуумной деаэрацией. [c.274]

На практике химическую деаэрацию можно проводить, медленно пропуская горячую воду через колонну, заполненную стальной насадкой. При этом в результате достаточно длительного контакта с водой на стали протекают коррозионные процессы, в которых расходуется большая часть растворенного кислорода. Образовавшуюся ржавчину затем удаляют фильтрованием. Обработанная таким образом вода значительно менее агрессивна по отношению к металлам трубопроводов водяных распределительных систем. Аппараты такого рода работают в ряде [c.274]

Рис. 17.1. Влияние солей кобальта и меди на скорость реакции сульфита натрия с растворенным кислородом при комнатной температуре [2]

Для уменьшения содержания растворенного кислорода применяют специальные ионообменные смолы. Они содержат вещества, быстро реагирующие с кислородом, такие как сульфиты металлов, гидроксид железа (II), гидроксид марганца. Смолы можно регенерировать соответствующей химической обработкой. При лабораторных испытаниях смол, содержащих Fe(OH)j, Поттеру [71 в течение длительного времени удавалось снижать концентрацию кислорода в воде с 8,8 мг/л до менее, чем 0,002 мг/л. [c.276]

При окислении сплавов более термодинамически устойчивого металла Mt с менее устойчивым металлом Me часто наблюдается образование подокалины — слоя, обогащенного металлом Mt и содержащего растворенный кислород и частицы окисла металла Me (рис. 69). Это явление, получившее название внутреннего окисления, наблюдалось у меди при легировании ее Si, Bj, As, Мп, Ni, Sn, Ti, Zn, у серебра — при легировании его многими другими металлами, у никеля — при легировании его А1, Сг или Fe. [c.103]

Коррозионные потенциалы амальгам в растворах солей соответствующих металлов почти достигают значений обратимого потенциала легирующего компонента благодаря очень низкой скорости коррозии и отсутствию заметной анодной поляризации. Например, коррозионный потенциал амальгамы кадмия в растворе dS04 ближе к термодинамическому для реакции d - -f 2ё, чем для чистого кадмия в этом же растворе. Стационарная скорость коррозии чистого кадмия значительно выше, чем его амальгамы, что ведет к еще большим отклонениям измеряемого коррозионного потенциала от соответствующего термодинамического значения. Вообще говоря, стационарный потенциал любого металла, более активного, чем водород (например, железа, никеля, цинка, кадмия) в водных растворах, содержащих собственные ионы, отклоняется от истинного термодинамического значения на величину, зависящую от преобладающей скорости коррозии, которая сопровождается разрядом Н+ [17]. Измеренные значения положительнее истинных. Это справедливо также и для менее активных металлов (например медь, ртуть), которые корродируют в присутствии растворенного кислорода. [c.64]

Гидратированный оксид железа FeO-nHaO или гидроксид железа Ре(ОН)г образуют на поверхности, железа диффузионнобарьерный слой, через который должен диффундировать кислород. У раствора, насыщенного Fe(0H)2, pH л 9,5, так что на поверхности железа, корродирующего в аэрированной чистой воде, среда всегда щелочная. Чистый Ре(ОН)а имеет белый цвет, но обычно из-за начинающегося окисления кислородом воздуха цвет гидроксида варьирует от зеленого до черного. На внешней поверхности оксидной пленки, доступной растворенному кислороду, оксид железа (И) окисляется до оксида или гидроксида железа (III) [c.100]

Рис. 6.4. Данные по коррозии сплава 9,2 % Со—Fe в 1 н. H2SO4, показывающие ингибирующее действие растворенного кислорода, 25 С [13]

Во всех других случаях индекс насыщения — это полезный качественный показатель относительной агрессивности пресной воды, контактирующей с железом, медью, латунью, свинцом, скорость коррозии которых зависит от ди4)фузии растворенного кислорода к их поверхности. Индекс неприменим для определения агрессивности воды, контактирующей с пассивирующимися металлами, скорость коррозии которых уменьшается с повышением концентрации кислорода на поверхности (алюминий, нержавеющая сталь). [c.122]

Рис. 7.17. Влияние концентрации растворенного кислорода на усталостное поведение стали с 0,18 % С в 3 % Na l при 25 °С [75]

Кроме того, аэрация грунтов может влиять на коррозию не только за счет прямого участия кислорода в образовании защитных пленок, но и косвенно — в результате снижения концентрации реагирующих с кислородом органических комплексообразовате-лей или деполяризаторов, присутствующих обычно в некоторых почвах и усиливающих работу локальных элементов. В этом отношении положительное влияние аэрации распространяется и на грунты, содержащие сульфатвосстанавливающие бактерии, которые в присутствии растворенного кислорода теряют активность. [c.183]

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) часто является причиной разрушения подземных газопроводов [12—18]. В катодно защищенных трубопроводах КНР начинается на внешней поверхности трубы, чаще всего в местах нарушения покрытий. Вблизи от участка разрушения под нарушенным покрытием обнаруживают раствор карбоната/бикарбоната натрия, а иногда и кристаллы NaH Og. Предполагают, что эта среда наиболее благоприятна для КРН. В большинстве конструкций, где применяется катодная защита стали от общей коррозии, сталь поляризуют до потенциала —0,85 В по отношению к Си/Си504-электроду, что соответствует значению —0,53 В по н. в. э. Катодная защита подземных трубопроводов может приводить к накоплению на поверхности трубы щелочных продуктов, например гидроксида натрия, а также растворов карбоната/бикарбоната натрия [19, 20]. Ионы водорода, катионы Na+ и вода, содержащая растворенный кислород, мигрируют к катодным участкам трубы через поры [c.186]

Взаимодействие кислорода с чистой поверхностью металла протекает в три этапа I) адсорбция кислорода, 2) иуклеация, т. е. образование зародышей, 3) рост сплошной оксидной пленки. На первых стадиях адсорбции пленка состоит из атомов кислорода, так как свободная энергия адсорбции атомов кислорода превышает свободную энергию диссоциации его молекул. Методом дифракции медленных электронов удалось установить, что атомы некоторых металлов входят в состав адсорбционной пленки и образуют относительно стабильную двухмерную структуру из ионов кислорода (отрицательно заряженных) и металла (положительно заряженных). Как уже говорилось в отношении пассивирующей пленки (разд. 5.5), адсорбционная пленка, составляющая доли монослоя, термодинамически более стабильна, чем оксид металла. На никеле, например, она сохраняется вплоть до точки плавления никеля [1 ], тогда как NiO разрушается вследствие растворения кислорода в металле . Дальнейшая выдержка при низком давлении кислорода ведет к адсорбции на металле молекул Оа, проникающих сквозь первичный адсорбционный слой. Так как второй слой кислорода связан менее прочно, чем первый, он адсорбируется не диссоциируя. Возникающая в результате структура более стабильна на переходных, чем на непереходных металлах [2]. Любые дополнительные слои адсорбированного кислорода связаны еще слабее, и наружные слои становятся подвижными при повышенных температурах, о чем свидетельствуют рентгенограммы, отвечающие аморфной структуре. Вероятно, ионы металла входят в многослойную адсорбционную пленку в нестехиометрических количествах и к тому же относительно подвижны. Например, обнаружено, что скорость поверхностной диффузии атомов серебра и меди выше в присутствии адсорбированного кислорода, чем в его отсутствие [3]. [c.189]

Склонность меди к растворению кислорода при нагревании на воздухе приводит (при последующем нагревании в атмосфере водорода) к разрушению металла по границам зерен вследствие образования водяного пара. К этому типу разрушения особенно чувствительна литая черновая медь, содержащая ujO в свободном состоянии. Отмечены случаи разрушения меди в среде водорода уже при 400 °С. Так называемая бескислородная медь нечувствительна к данному типу разрушения, однако даже после непродолжительного нагревания на воздухе или в кислороде приобретает склонность к этому виду разрушения. [c.203]

После наступления пассивности восстановление пассиватора в отсутствие растворенного кислорода продолжается с низкой скоростью, эквивалентной /пае (<0,3 мкА/см — значение рассчитано из данных по скорости коррозии железа в хроматных растворах). При этом постепенно накапливаются оксиды железа и продукты восстановления хроматов. Возрастанию скорости восстановления способствуют факторы, увеличивающие /пао напр"Ьмер рост активности ионов Н+, повышение температуры, присутствие ионов С1 . Экспериментально установлено потребление хромата падает со временем, отчасти потому, что образующийся со временем вторичный оксидный слой уменьшает площадь поверхности, на которой должно происходить возобновление пассивирующей пленки. [c.262]

Показано, что для пассивации железа молибдатами и воль-фраматами, которые проявляют ингибирующие свойства в растворах, близких к нейтральным, также требуется наличие растворенного кислорода [12, в отличие от случая хроматов и нитритов. Растворенный кислород способствует созданию катодных участков в количестве, достаточном для пассивации ограниченного числа остающихся анодных участков, на которых с повышенной скоростью протекает восстановление М0О4 или WO4". В отсутствие кислорода /крит на этих участках не достигается. [c.264]

Ингибирующее действие полифосфата натрия может быть отчасти связано со способностью полифосфатов препятствовать восстановлению кислорода на поверхности железа, облегчая тем самым адсорбцию растворенного кислорода, которая приводит к пассивации металла. Определенную роль играют и другие факторы. Так, имеются данные, что на катодных участках образуются защитные пленки [22, 23], создающие диффузионный барьер. Возникновением таких пленок, по-видимому, объясняется ингибирующий эффект, наблюдаемый даже на стали, погруженной в 2,5 % раствор Na l, который содержит несколько сотен миллиграммов полифосфата кальция на литр раствора [24]. При низких концентрациях растворенного кислорода полифосфат натрия усиливает коррозию, ввиду его способности образовывать комплексы с ионами металла (см. рис. 16.2). Полифосфаты кальция, железа и цинка являются лучшими ингибиторами, чем поли- [c.265]

Данные рис. 17.1 свидетельствуют, что при введении в воду из реки Сан-Хоакин (Калифорния) 80 мг/л NajSOg совместно с солями меди или кобальта, концентрация в ней растворенного кислорода быстро понижается. Как показал Пай [2], подготовленная таким образом вода с o lj в качестве катализатора не агрессивна по отношению к стали, из которой изготовлен теплообменник. В необработанной воде теплообменник сильно корродировал, и поэтому ухудшалась теплопередача. Испытания показали, что при обработке воды скорость коррозии падает от [c.275]

Гидразин NzHi, добавляемый в воду в виде концентрированного водного раствора, также вступает в реакцию с растворенным кислородом [c.275]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...