Интенсивное растворение

Попадание в неэлектролиты воды значительно активирует действие примесей в неэлектролитах и вызывает, особенно в присутствии солей или кислот, интенсивное протекание электрохимической коррозии металлов (см. ч. II), т. е. изменяет механизм коррозионного процесса.

Рассмотренные ранее процессы возникновения химической неоднородности характерны в основном для малых скоростей охлаждения или применительно к сварке для «мягких» режимов. Скорости охлаждения кристаллизующегося металла шва при сварке с большими погонными энергиями q/v обусловливают достаточно интенсивное протекание диффузионных процессов, что приводит к выравниванию состава и снижает внутрикристал-лическую ликвацию (рис. 12.32). При увеличении скорости охлаждения диффузионные процессы пройти не успевают и степень внутрикристаллической ликвации Сл увеличивается вплоть до максимума при значении о>2. Дальнейшее увеличение скорости охлаждения (шз), естественно, еще более подавляет диффузионные процессы, однако степень внутрикристаллической ликвации уменьшается в связи с изменением самого характера кристаллизации, приближением его к бездиффузионному процессу.

Упругость пара окислов вольфрама и молибдена при температуре плавления окислов тантала и ниобия достаточно высокая, что обеспечивает интенсивное протекание указанных реакций. При этом происходит интенсивный массоперенос через контактную границу, что резко понижает межфазную поверхностную энергию. Развитие реакций такого типа подтверждается тем, что в момент нанесения жидкого окисла тантала на вольфрам или молибден в вакууме, наблюдается резкое ухудшение вакуума от 104 мм рт. ст. до 10"-1 мм рт. ст., несмотря на мощную откачную систему.

Интенсивное протекание диффузионных процессов вызывает значительные структурные изменения. При трении происходит своеобразная термическая обработка поверхностных слоев металла, характеризуемая большими скоростями выделения и отвода теплоты.

Металл полуфабрикатов, предназначенный для изготовления деталей, работающих при расчетной температуре, обусловливающей интенсивное протекание процесса ползучести, должен обладать длительной прочностью не ниже указанной в НТД на полуфабрикат. Ранее были указаны значения температур, которые условно разделяют области, когда допускаемые напряжения определяются по величине о^2 при повышенных температурах; выше указанных значений, т.е. при температурах выше 400, 450 и 525 °С для соответствующих сталей, допускаемые напряжения следует определять по пределу длительной прочности или по пределу ползучести. Условность указанных разделительных температур заключается в том, что их значения зависят от ресурса, по которому определяется длительная прочность: указанные значения соответствуют расчетному ресурсу в 100 тыс. ч. Для ресурса в 10 тыс. ч температуры могут быть на 10—15 °С ниже приведенных, а для ресурса в 200 тыс. ч на 15—20 °С выше. Расчетная температура металла для этих условий также должна определяться по Нормам расчета на прочность котлов и трубопроводов (ОСТ 108.031.08—85 и ОСТ 108.031.09—85).

Конструктивные формы печей могут быть различны, но с точки зрения повышения производительности печи (D) важно, чтобы конструкция ее наилучшим образом удовлетворяла тем требованиям, которые предъявляют технологические и теплотехнические процессы, происходящие в данной печи. Иными словами, конструкция печи должна обеспечивать возможно более интенсивное протекание этих процессов. По мере эксплуатации печи происходит ее естественный износ, конструкция печи перестает соответствовать происходящим в ней процессам, в связи с чем возникает необходимость в проведении восстановительного ремонта печи.

В ряде случаев авиационные конструкции эксплуатируются в условиях сложного взаимодействия спектров аэродинамической температурной и силовой нагруженное™. Воздействие силовых факторов и температуры на этапах полетного цикла порождает интенсивное протекание процессов перераспределения напряжений и деформаций, изменение структурных параметров и механических характеристик материала, накопление циклических и длительных повреждений. Изменение несущей способности элементов авиационных конструкций оказывается особенно выраженным для малоциклового нагружения при наличии пластических деформаций и нагрева, когда изменение механических свойств по числу циклов и по времени обусловливает заметную нестационарность кинетики местных напряженно-деформированных состояний. Расчет долговечности в таких условиях, как отмечается в гл. 1, 2, 4, 8 и 11, осуществляют на основе решенийсо-ответствующих краевых задач, реализуемых экспериментально, с помощью численных решений или приближенных аналитических методов.

объекты невозможен. Это относится прежде всего к длительности процесса. Так, из § 15-3 следовало, что для проведения очистки каждым из растворов достаточна длительность около 1 ч. В реальных же условиях (см. § 15-4) длительность очистки оказалась в несколько раз больше, а число циклов вместо двух (см. § 15-3) было доведено до трех (см. § 15-4). Это объясняется тем, что отношение объема отмывочного раствора к площади поверхности, подлежащей очистке в лабораторных условиях, значительно превышает реальные промышленные соотношения. Поэтому при тех же концентрациях раствора количество реагентов, приходящихся на единицу поверхности, в лабораторных условиях оказывается существенно большим, что обусловливает более интенсивное протекание процесса.

Продуктом выщелачивания спека в мельницах является пульпа, состоящая из алюминатного раствора и нефелинового шлама. Для отделения раствора от шлама обычная отстойная аппаратура непригодна, так как интенсивное протекание вторичных реакций

Зависимость относительной износостойкости стали 40Х от усилия обкатывания при ВТМПО и ПТМПО (см. табл. 2 и 3) характеризуется экстремумом. Максимальная относительная износостойкость достигалась при горячем обкатывании с усилием 100 кгс (ВТМПО) и при холодном обкатывании с усилием 300 кгс (ПТМПО). Превышение оптимальных усилий обкатывания приводит к так называемому состоянию перенаклепа, вызывая, в частности, при ВТМПО интенсивное протекание процессов динамической рекристаллизации. Температура деформации "50° С более благоприятна для протекания процесса перераспределения скоплений дислокаций в развитую субструктуру, чем температура 850°С. Поэтому этой Температуре деформации при ВТМПО соответствуют большие значения износа-стойкости.

В 15^-ном растворе азотной кислоты отмечено более интенсивное протекание катодного процесса на стали КО-З. Плотности тока пассивного состояния сталей практически одинаковы, потенциал перепассивации имеет значение +I.2B (Н.В.Э.). На стали КО-З при потенциалах от +1,5 В до +1,76 В, в отличие" от стали XI8HI0T, наблюдается снижение анодных токов. Введение в 15#-ный раствор азотной кислоты до 500 мг/л хлор-ионов не изменяет характера анодных потенциодинамических кривых. Ярко выраженного потенциа-

При повышении температуры до 60° С консистентные смазки разбухают и сползают, что и обусловливает быстрое и интенсивное протекание коррозии. Наилучшие результаты получены при испытании ингибированных смазок НГ-203, НГ-204 и НГ-204у, защищающих ке- • талл в течение нескольких суток даже в агрессивной морской воде при высоких температурах.

роны охлаждающей воды формируются отложения, состоящие из гидроксидов железа и карбоната кальция, Удаление их проводится 2—5%-ным раствором инги-бированной соляной кислоты. В результате реакции соляной кислоты с карбонатом кальция происходит интенсивное растворение его с выделением углекислоты, приводящее к обильному пенообразованию в моющем растворе. Пена препятствует соприкосновению кислоты с отложениями в верхней части трубок. Поэтому для полного удаления накипи из трубок требуется или более длительное пребывание кислоты в промывочном контуре, что вызывает усиленную коррозию уже освобожденных от накипи поверхностей трубок, или механическая доочистка конденсаторов от оставшихся нерастворенных накипных участков.

роль работающих гальванопар металл — окалина еще мала. В конце периода возможно протекание нового процесса — отложения солей продуктов коррозии в порах и трещинах. Третий период характеризуется быстрым электрохимическим растворением окалины. В середине периода начинает выделяться водород, разрыхляющий и отрывающий окалину, за этот период удаляется около 70% окалины. Растворение стали происходит преимущественно в результате работы гальванических пар металл — окалина, кроме того, идет коррозия металла с водородной деполяризацией. В четвертом периоде происходит электрохимическое растворение остатков окалины и отслаивание водородом труднорастворимой составляющей окалины Fe3O4, за этот период удаляется 25—30% окалины, происходит интенсивное растворение металла. Считают, что при травлении без ингибиторов теряется 2—4% протравленного металла [50].

Магний Mg 1—37 20 Интенсивное растворение

Однако в исследованиях микологической коррозии грибы рода Aspergillus находят применение. Работами, выполненными под руководством И. Л. Розенфельда с помощью электронного микроскопа, установлено, что грибы A. niger интенсивно заселяют поверхности сплавов свинец — олово, алюминия В95А-Т1-0, стали 40X13. Образцы — пластины размерами, не превышающими Юх XlOxl мм, подвергали неполному погружению в питательные среды с микробами. Развитие мицелия происходило от границы раздела в сторону, выступающую над жидкостью. В зоне обрастания отмечено интенсивное растворение границ зерен металла. Гифы гриба проникали в углубления и трещины, образованные при растворении границ зерен. Таким образом установлено, что гриб непосредственно взаимодействует с корродирующей поверхностью металла. Метод исследования рекомендован как перспективный [8, с. 98].

В конструкциях и деталях, имеющих зазоры, зачастую возникает щелевая коррозия — интенсивное растворение металла в зазоре (щели). Происходит это вследствие изменения рН среды в щели при гидролизе продуктов коррозии. Основной метод повышения стойкости материала к щелевой коррозии — рациональное конструирование, уплотнение зазоров, выбор более стойких к щелевой коррозии материалов.

Железо, высокоуглеродистые и низколегированные стали устойчивы в разбавленных растворах щелочей. Аэрация, повышенная температура, высокие концентрации и присутствие хлоридов способствуют увеличению скорости коррозии. Значительно разъедают сталь кипящие растворы гидроокиси натрия при концентрации выше 10%. В 30%-ном растворе гидроокиси натрия процесс замедляется (20 г/м2-24 ч) вследствие образования защитной пленки. Скорость коррозии можно "уменьшить путем предварительной окислительной обработки водяным паром при температуре 550°С. В расплавленной гидроокиси натрия коррозия железа идет с высокой скоростью, равномерно возрастающей с повышением температуры от 350 до 600°С. Выше этой температуры наблюдается интенсивное растворение.

лить на четыре периода. В первый период происходит пропитка окалины кислотой, незначительное растворение оксидов и металла на дне пор и трещин в окалине; металл при этом практически не растворяется. Во втором периоде продолжается пропитка окалины раствором кислоты и начинается химическое и электрохимическое растворение оксидов. В конце периода возможно протекание нового процесса — отложения солей продуктов коррозии в порах и трещинах. Третий период, в течение которого удаляется около 70% окалины, характеризуется высокими скоростями растворения окалины. В середине периода начинает выделяться водород, разрыхляющий и отрывающий окалину. Растворение стали происходит преимущественно в результате работы гальванических пар металл — окалина; кроме того, протекает коррозия металла с водородной деполяризацией. В четвертом периоде происходит электрохимическое растворение остатков окалины и отслаивание водородом труднорастворимой составляющей окалины РезО4. За этот период удаляется 25—30% окалины и происходит интенсивное растворение металла.

Никель и его сплавы (хастелой А, В, С; инконель; нихромы; монель-металл) обладают высокой коррозионной стойкостью в расплавленном натрии, калии и их сплавах при темп-ре до 650° и перепаде темп-р равном 150°. При более высоких: темп-pax коррозионная стойкость их уменьшается. В расплавленном литии никелевые сплавы могут иметь лишь ограниченное применение, при этом хромоникелевые сплавы отличаются более высокой коррозионной стойкостью, а никель и монель-металл более низкой. Никель и его сплавы быстро разрушаются в расплавленном висмуте, свинце и их сплавах. В расплавленном едком натрии никель устойчив до 675°, при более высоких температурах никель растворяется с переносом на холодные участки коммуникаций. Выше 800° отмечается интенсивное растворение. Добавки алюмината натрия и соды уменьшают коррозию никеля. В восстановит, атмосфере (напр., в водороде) уменьшается также растворимость никеля по сравнению с нейтральной и окислит, атмосферами.

с осн. материалом, и макс, темп-рой П., выше к-рой происходит интенсивное растворение осн. материала в жидком припое.

ка, достигающей иногда нескольких ампер на квадратный сантиметр видимой поверхности. Как уже отмечалЬсь, чрезвычайно интенсивное растворение металла при этом сопровождается выравниванием поверхности, приобретающей зеркальный блеск. Благодаря этому электрополировка нередко .применяется взамен обычной механической в практических целях. Стрелка 5 указывает на возможность перехода от активного растворения к электрополировке или наоборот при .постоянном потенциале 'металлического анода вследствие соответствующих изменений анионной концентрации раствора. Как показывает кривая ВС, разграничивающая области активного анодного растворения и электрополировки, чем выше концентрация раствора, тем меньшим будет потенциал, при котором может наступить электрополировка. .

Стационарный потенциал алитированных сталей равен —(915 — 920) мВ (см. рис. 100), т.е. на 350—370 мВ отрицательнее, чем у сталей без покрытия. Однако через 4 сут испытаний потенциал стали 20 смещается в положительную сторону, примерно до —540 мВ. Сдвиг потенциала алитированной стали 45 происходит с меньшей интенсивностью и после 12 сут достигает (—680) -г (—690 мВ). Причина смещения потенциалов — интенсивное растворение слоя алюминия. Однако сталь остается защищенной от воздействия среды слоем интерметаллида, потенциал которого более положительный, чем у сталей, и составляет —(530—540) мВ. Таким образом, защитные слои, получаемые при жидкостном алитировании, функционируют сначала в качестве анодного, а затем катодного покрытия.