Концентрацией компонентов

Неоднородность жидкой фазы Различие в рН Различие в концентрации кислорода или других окислителей Участки металла, соприкасающиеся с раствором с более низким значением рН, являются катодами Участки металла, соприкасающиеся с раствором с большей концентрацией кислорода или другого окислителя, являются катодами (рис. 132, з)

Для процессов коррозии металлов с кислородной деполяризацией весьма характерна замедленность переноса кислорода к катодным участкам поверхности корродирующего металла. Зто обусловлено малой концентрацией кислорода в электролитах вследствие плохой его растворимости в воде (рис. 161) и в водных растворах (рис. 162), медленностью диффузии кислорода через слой электролита, прилегающий к поверхности корродирующего металла, дополнительным затруднением диффузии кислорода часто образующейся на поверхности кор- <§ 0 20 W 60 80 100 родирующего металла пленкой вторичных труднорастворимых продуктов коррозии.

Различие в концентрации кислорода или других окислителей. Участки, омываемые раствором с меньшей концентрацией кислорода или окислителя, будут анодами

Ранее было указано, что на скорость коррозии металлов оказывает влияние и характер обработки поверхности конструкции. Экспериментально было установлено, что гладкая поверхность металла по сравнению с грубой, шероховатой, обладает большей стойкостью к коррозии. Гладкая поверхность металла имеет меньше различных дефектов в виде зазоров, царапин и т. д., которые могут явиться причиной образования очагов коррозии. Так, например, поверхности, грубо обработанные резцом, могут подвергаться более сильной коррозии вследствие того, что к поверхности металла, лежащего в углублении рисок, будет поступать меньше кислорода, чем к участкам, лежащим на гребнях; поэтому в случае нейтральной или щелочной среды, когда процесс коррозии металла идет с кислородной деполяризацией, на участках с большей концентрацией кислорода (гребни) потенциал будет более положителен, чем на участках с меньшей концентрацией кислорода (углубление), и вследствие дифференциальной аэрации возникает коррозионный микроэлемент.

Таким образом, влияние сернистого газа проявляется не только в увеличении скорости коррозии, но и в снижении относительной влажности, при которой начинается коррозия. В тонких слоях рН = 3-5 в зависимости от содержания сернистого газа в атмосфере. Растворимость сернистого газа во много раз выше растворимости кислорода. Поэтому даже лри незначительном содержании сернистого газа в воздухе концентрация его в электролите может стать соизмеримой с концентрацией кислорода. Так, при содержании в воздушной атмосфере всего лишь 0,015 % сернистого газа концентрация его в электролите становится равной концентрации кислорода. Благодаря большой растворимости сернистого газа снижается влияние концентрационных эффектов, происходящих в присутствии кислорода.

Несмотря на все большее расширение применения алюминиевых сплавов для морских сооружений, все же остается актуальной проблема изыскания конструкционных материалов, физико-химические свойства которых отвечали бы требованиям, предъявляемым нефтегазопромысло-вым сооружениям при эксплуатации в открытом море. Наиболее перспективный материал для этой цели - титан. Исследования некоторых титановых сплавов в Черном море на различных глубинах (7, 27, 42, 80 м) показали высокую стойкость исследованных сплавов на всех глубинах, и их скорость коррозии не превышала 0,01 г/(м2 • ч), в то время как нержавеющие стали типа 18—9 были подвержены питтингу глубиной 2,5 мм после экспозиции в течение 21 мес. С увеличением глубины погружения образцов коррозионная стойкость повышалась, что объясняется понижением температуры и более низкой концентрацией кислорода. Титан обладает очень высокой стойкостью не только в обычных морских средах, но также в загрязненных водах, в морской воде, содержащей хлор, аммиак, сероводород, двуокись углерода, в горячей морской воде. Титан выдерживает очень высокие скорости потока морской воды. После 30-суточных испытаний при скорости потока 36,6 м/с были лсл>-чены следующие результаты:

Крыша резервуара выходит из строя почти в 2 раза быстрее стенок, что объясняется меньшей толщиной, более интенсивной конденсацией углеводородов и воды, а также повышенной концентрацией кислорода воздуха, скапливающегося в верхней части резервуара.

Когда в факел вводили лишь N32804, то на поверхности пробоотборника были обнаружены Na2SOi, N82803 и NaaCOa. При этом сульфит натрия суще: ствовал только в зонах факела с низкой концентрацией кислорода. Карбонат натрия практически отсутствовал в зонах с большими избытками воздуха (а— = 1,2), но существовал в заметных количествах в обогащенных топливом зонах. Что касается сульфата натрия, то он существовал во всех областях концентраций кислорода в факеле (а=0,8—1,2).

Для образования на поверхности металла оксида с «-проводимостью, т. е. ••оксида с избытком металла, имеется две возможности. Во-первых, при движении -катионов наружу с использованием междоузловых мест. В этом случае участок около поверхности раздела металл — оксид обогащен междоузловыми ионами металла в сравнении с поверхностью раздела оксид — кислород, поскольку на -внешней поверхности оксида с высокой концентрацией кислорода происходит их .непрерывное уменьшение. В результате таких процессов концентрация катионов в сторону высшей поверхности оксидной пленки уменьшается. Следовательно, при •таком механизме окисления, когда ионы металла, мигрируя с поверхности раздела металл — оксид в сторону наружной поверхности оксидной пленки по междо-

Таким образом, в идеале предельно допустимой с точки зрения термодинамики коррозионного процесса концентрацией кислорода в воде при показателе рН = 9 следует считать 28-К)-84 мг/л. Концентрация ионов железа в этих условиях составит [Fe2* ] * = 5 • 10'4 г-ион/л и [Fe3+] = 10~21 г-ион/л.

Между концентрацией кислорода в непассивирующей водной среде при содержании его до 4 мг/кг и

Растворимость компонентой В и А переменная от температуры. Чем ниже температура , тем меньше может раствориться компонента В в кристаллической решетке компонента А. Поэтому по мере охлаждения в сплавах , с концентрацией компонентов правее точки F, будут выделяться вторичные кристаллы 13, которые обозначаются символом Рп в отличие от первичных кристаллов Р (Pi) , выделяющихся из жидкой фазы. Точка D показывает максимально предельную растворимость компонента В в А, а точка F - максимальную растворимость при комнатной температуре.

Фазовое состояние системы определяется внешним энергетическим воздействием (температура, давление) и концентрацией компонентов системы в фазах. Переход из одного фазового состояния в другое сопровождается существенным изменением внутреннего строения и физических свойств системы (сплав, композиционный материал на металлической или полимерной основе). Фазовые превращения сопровождаются либо полным разрушением кристаллической решетки (плавление, аморфизация), либо ее перестройкой (перекристаллизация, полиморфное превращение). Эти превращения происходят с изменением энергии связи между частицами, поэтому процессы фазовых переходов сопровождаются поглощением или выделением тепловой энергии, которая называется скрытой теплотой превращения. Влияние внешнего воздействия (температуры) на фазовое состояние связано с изменением изобарного потенциала при изменении температуры (рис. 6.2). Рассмотрим это на примере железа. При температурах ниже Гр устойчивым является фазовое состояние а-железа с решеткой объемно-центрированного куба (ОЦК), а при температурах выше Гр — у-железа с решеткой гранецентрированного куба (ГЦК). Напомним, что более устойчиво состояние системы с наименьшим значением термодинамического потенциала.

Толщина покрытия из нитридов или карбидов металлов определяется в основном температурой реакции, концентрацией компонентов и длительностью процесса.

где с — параметр, связанный с объемной концентрацией компонентов в двухкомпонентной системе уравнением

Область с повышенной концентрацией компонентов среды и вакансий

— с повышенной концентрацией компонентов среды и вакансий 31

Таким образом, самыми эффективными методами предпусковой очистки следует считать очистку 3—5%-ными растворами соляной кислоты, 2—3%-ными растворами моноцитрата аммония, композициями трилона Б с органическими кислотами с суммарной концентрацией компонентов 10—20 г/кг. Эти реагенты при повышенных температурах и циркуляции раствора обеспечивают быстрое растворение окалины и продуктов атмосферной коррозии. При выборе одного из этих способов очистки следует учитывать невозможность использования соляной кислоты для очистки участков, изготовленных из аусте-нитных сталей, и дефицитность лимонной кислоты.

Ранее состав пресных и морских вод характеризовался аналитическими данными — концентрацией компонентов, принимаемых за концентрацию свободных ионов, т. е. допускалось, что электролиты, находящиеся в растворах, полностью диссоциированы и растворимость труднораство-34

Актуальность проводимых в настоящее время квантовохими-ческих исследований упомянутых сложнолегированных систем связана также с необходимостью развития микроскопической теории эволюции их структурного и химического состояния в процессе образования многокомпонентных конденсированных систем со сравнимой концентрацией компонентов, в результате которого могут возникать 1) твердые растворы (с ограниченной либо полной растворимостью), 2) сверхструктуры, 3) индивидуальные многокомпонентные фазы, 4) политипы. Некоторые примеры теоретического моделирования подобных систем на основе нитридов рассмотрены далее.

Аморфные сплавы типа металл-металл обычно имеют гораздо более высокую коррозионную стойкость, чем кристаллические сплавы того же химического состава, причем коррозионная стойкость сплава определяется главным образом коррозионной стойкостью и концентрацией компонентов.

содержание компонентов (т. е. концентрацию одного из них) в каждой из фаз. Ведь фазам с разной концентрацией компонентов ничто не мешает находиться в равновесии друг с другом! Аналогично в сплаве из /С компонентов следует указать Рис. 6 К — 1 значение концен-