Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
2Ре+02->2РеО ] Ре + С02^РеО + СО 1
РеО->-[РеО]\ і кислород, РеО-*-[РеО] I диоксид
р?еО] + [Ре3С]-^4Ре + СО| воздух Ре3С + С02-+ЗРе + 2СО УглеР°Да
Ре + Н20-^РеО + Н2 РеО~> [РеО] Н2->2[Н] \ Ре3С + Н2О^ЗРе + ССН + Н2І
пары воды
Последний случай — наиболее опасный, так как водород, растворяясь в стали, создает повышенную хрупкость металла. При тонкостенных конструкциях это влияние газовой коррозии на снижение прочности особенно заметно.
Химическая коррозия в неводных средах. Эти процессы характерны для эксплуатации химико-технологического оборудования. Несмотря на сложность их развития, в принципе они представляют собой обычные гетерогенные химические реакции:
2к—С1 + Ме-*-МеС13-т-К—К; Б-г-Ме-^МеБ + К,— К2 и т.д.
%
(где И — органические радикалы).
Разрыв ковалентных связей и переход их в ионные легче совершается при повышенных температурах. Особенно легко перестройка связей идет в присутствии следов воды. Последнее обстоятельство имеет место при коррозии питательной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания (плунжерные пары, форсунки), работающих на топливе с примесями сернистых соединений.
16.3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНУТРЕННИХ МАКРО- И МИКРОГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПАР
Раньше электрохимическую коррозию называли гальванической коррозией, так как разрушение металла происходит под действием возникающих гальванических пар.
512
Рассмотрим различные случаи возникновения коррозионных гальванических пар.
1. Контакт с электролитом двух разных металлов в случае сочетания в одном узле или детали металлов различной активности в данной
Среде, ИЛИ В Случае Применения Рнс- 23^- Разрушение в месте кон-
снлава эвтектического типа из двух такта "разных металлов
металлов разной активности.
2. Контакт металла и его соединения, обладающего металлообразными или полупроводниковыми свойствами. В любом случае свободный металл имеет отрицательный электрический заряд, а соединение — положительный заряд, так как в нем часть электронов проводимости связана. Это также справедливо и для интерметалл идов.
3. Различные концентрации электролитов или воздуха, растворенного в жидком электролите.
4. Различный уровень механических напряжений в одной и той же детали.
Механизм электрохимической коррозии, определяемый разностью потенциалов пассивных (катодных) и активных (анодных) участков, сводится к работе гальванического элемента и аналогичен процессам, рассмотренным в гл. 9, однако результат коррозионных разрушений может быть различен.
На механизм низкотемпературной коррозии влияет много различных причин: переменная температура и влажность воздуха, переменный состав газовой и электролитной среды и даже бактериальная флора, например при почвенной коррозии, так как некоторые виды бактерий способствуют окислению железа. Развитие коррозии в результате контакта разных металлов можно иллюстрировать схемой, представленной на рис. 236. Наибольшее коррозионное разрушение наблюдается рядом с контактом, так как здесь сопротивление наименьшее и, следовательно, наибольшая плотность тока.
Если возникновение разности потенциалов вызвано применением эвтектических сплавов, состоящих из металлов различной активности, то не всегда можно руководствоваться данными по стандартным потенциалам растворения (см. гл. 9), так как активность изменяется в зависимости от состава электролита и рН среды (табл. 16.3).
Так, например, стандартный потенциал алюминия меньше стандартного потенциала цинка, а в растворе поваренной соли получается наоборот — ём>ёгп, и в данной паре цинк будет анодом.
При контакте эвтектического сплава с электролитом может быть два случая: 1) коррозия сведется к вытравливанию из поверхностного слоя одного из компонентов (селективная коррозия); 2) коррозия может перейти в интеркристаллитную, если наиболее активный элемент входит только в состав эвтектики, разделяющей
17-361
513
Таблица 16.3. Электродные потенциалы металлов в разных растворах
(по Г. В. Акимову)
Металл в на, о,і .и. імн<а, о,і и. ЫаС1, 3%-ный ЫаС1 (3%-ный) +
+ Н202 (0,1%-иый)
Алюминий — 1,66 —0,50 — 1,38 —0,63 —0,53
Цинк —0,763 -0,76 — 1,31 -0,83 —0,77
Железо —0,44 -0,32 —0,10 -0,50 —0,55
Медь + 0,34 + 0,15 + 0,03 + 0,05 + 0,05
кристаллические зерна металлов. Развитие этих двух процессов схематически показано на рис. 237. В сплавах металлов А и В, обладающих разной активностью ($д<$в), сплав состава / — / будет подвергаться селективной коррозии, а сплав состава 2—2 — интеркристаллитной, потому что активный металл А весь входит в состав эвтектики.
Сплав 1-1
6
Рис. 237. Разрушение эвтектического сплава:
а — селективное; б — иктеркристаллнтное
Ввиду малой поверхности зерен А в эвтектике плотность тока будет большая и разрушение эвтектики пойдет в глубину. Поэтому рекомендуется в коррозионных средах применять только сплавы типа твердого раствора (Л-61, 1Х18Н10 и т. д.).
Сам процесс взаимодействия металлов с электролитной средой может происходить или с водородной, или с кислородной деполяризацией в зависимости от рН среды.
