Коррозионная диаграмма

Для разрушения металлов в морской воде характерно наряду с общей равномерной коррозией наличие на поверхности металлов глубоких коррозионных поражений — язвин. При этом коррозионная активность различных водоемов значительно колеблется: средняя скорость коррозии стали составляет от 0,08 до 0,20 мм/год, а максимальная глубина язвин — от 0,4 до 1,0 мм/год.

В 1936 г. Ланжелье [25], продолжая исследования Тиллманса [26] и Бейлиса [27], разделил природные пресные воды на две группы: пересыщенные СаСО3 и ненасыщенные СаСО3. Поскольку защитная пленка СаСО3 образуется на металле лишь в близких к насыщению или пересыщенных водах коррозионная активность воды оценивалась по аналитическим данным.

питьевая 278 природная 120—122 индекс насыщения 121, 122 коррозионная активность 120 солевой состав 120 Водородное охрупчивание 58, 149, 224 Водородное растрескивание 58, 148 ел.,

вания характеризуется повышенной температурой, давлением и коррозионной активностью рабочей среды. Степень агрессивности рабочих сред обусловлена, с одной стороны, обводненностью и содержанием кислых компонентов, сернистых и хлористых соединений, с другой - наличием коррозионно-активных компонентов в реагентах в процессах подготовки и переработки рабочих сред. Доминирующим фактором повреждаемости материала оборудования для подготовки и высокотемпературной переработки нефти и газа является высокая степень напряженности конструктивных элементов, нестационарность нагружения и коррозионная активность рабочих сред. Необходимо также отметить в силу конструктивных особенностей обследуемых объектов большие поверхности контакта металла с рабочей средой.

Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обеспечивать их надежную работу в течение расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, минимальная отрицательная и максимальная расчетная температура), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др ) и влияния температуры окружающего воздуха.

Промышленно широко освоенные стали типа 15Х5М (1Х2М1, 15Х5М, 15Х5ВФ, Х9М) выгодно отличаются от высоколегированных аустенитных сталей более низкой стоимостью, лучшей деформируемостью в горячем состоянии и обрабатываемостью резанием, более высокой теплопроводностью и меньшим температурным коэффициентом линейного расширения, большей релаксационной способностью и возможностью изменения механических свойств в широких пределах посредством термической обработки. Они работаю! в тяжелых условиях эксплуатации одновременного воздействия высоких температур (до 600°С), давлений и рабочих сред, коррозионная активность которых обусловлена наличием водорода, растворами хлоридов и сероводорода. Так, трубы печных змеевиков изнутри подвержены коррозионному воздействию рабочих сред, а снаружи - огневому обогреву углеводородных окислительных газов.

Жаропрочные малоуглеродистые стали на основе 2-12% хрома благодаря сравнительно низкой стоимости, высокой теплопроводности, малого температурного коэффициента линейного расширения и хорошей релаксационной способности, возможности регулирования механических свойств в широких пределах посредством термической обработки и относительно высокой коррозионно-механической стойкости являются наиболее приемлемыми и отвечают эксплуатационным требованиям, предъявляемым к конструктивным элементам технологических установок нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. Повышение содержания хрома и дополнительное легирование карбидообразующими присадками оказывают положительное влияние на коррозионную стойкость этих сталей в горячих средах основных процессов переработки нефти, коррозионная активность которых прежде

Пластовые воды нефтяных и газовых местороиденин являются яыеок оминерд ли я ованными электролитами, представленными преиьу-щасд'иенно со/иши соляной и угольной кислот (хлористые натрий, •:дористый ЯУЛЬЦИЙ, хлористый магний, карбонат - бикарбонаты этих ;са элемент0.5/, Коррозионная активность таких растворов во многом мределяе'А'ся наличием в них растворённых кис.шх газов (кислород, углекислый газ, сероводород).

2. Вводят характеристики условий эксплуатации сосуда (давление, температура, рабочая среда и ее коррозионная активность, общая степень опасности среды).

Допускаемые напряжения выбирают с учетом качества материала и вида термообработки; характера нагружения пружин (статическое, динамическое); условий работы пружины (состояние окружающей среды, ее коррозионная активность и температура, истирание и повреждение поверхности витков в процессе работы и т. д.); степени ответственности упругого элемента и возможности быстрой замены в случае повреждения; предполагаемого срока службы упругого элемента.

Коррозионная активность технолошческих сред является одним из основных факторов, снижающих надежность металлических конструкций и способствующих зарождению трещин [53-55].

Рис. 194. Поляризационная коррозионная диаграмма многоэлектродной (шестиэлектродной из трех двухэлектрод-ных металлов) системы

Рис. 218. Поляризационная коррозионная диаграмма, поясняющая возможность облегчения пассивирования при катодном легировании сплава

При значительной анодной поляризации и малой величине катодной поляризации коррозионная диаграмма выглядит так, как УГО показано на рис. 19,6. В этом случае значителен наклон

1 Коррозионная диаграмма системы Си—Pd построена с привлечением экспериментальных данных, приведенных в [57]. а

Рис. 58. Коррозионная диаграмма для пары Zn/FeZn7 в 0,50 N растворе НС1 [127].

Имея кривые распределения потенциалов, можно методом совмещения анодных и катодных кривых на одном графике построить своеобразную коррозионную диаграмму для коррозионного элемента с любым соотношением площадей. Такие диаграммы для пары медь—цинк (1 : 1), находящейся под тонким слоем и в объеме 0,1 TV раствора NaCl, приведены на рис. 91. Из этих диаграмм можно непосредственно определить разность потенциалов между участками анода и катода, возникающую вследствие омического падения потенциала в электролите. Очевидно, на границе контакта электродов омическое падение потенциала практически равно нулю, и потенциал катода равен потенциалу анода. По мере удаления от границы контакта градиент потенциала увеличивается. Отрезок, полученный от пересечения кривых распределения потенциалов на аноде и катоде, с перпендикуляром, восстановленным из любой точки модели, есть не что иное, как омическое падение потенциала между плоскими электродами, находящимися на определенном расстоянии от границы контакта. Наклон кривых распределения потенциалов на аноде и катоде характеризует анодное и катодное поляризационное сопротивление. Такая своеобразная коррозионная диаграмма указывает, с одной стороны, на степень поляризации

Рис. 1-45 а. Коррозионная диаграмма для пары медь — алюминий:

Зная зависимость скорости электродных процессов от потенциала, а также площадь анодных и катодных составляющих системы, можно по поляризационным кривым построить диаграмму коррозионного процесса, позволяющую рассчитать силу тока, а следовательно, и коррозию. Коррозионная диаграмма изображается двумя кривыми (катодной ВБ и анодной АБ поляризации), характеризующими зависимость потенциалов катода и анода от силы тока (рис. 3.1). Точка пересечения кривых соответствует максимальному току /макс, который может дать данная пара. По-

Рис. 126. Схематическая коррозионная диаграмма, поясняющая механизм действия ингибиторов, непосредственно тормозящих анодный процесс:

Рис. 127. Схематическая коррозионная диаграмма, поясняющая механизм действия ингибиторов, увеличиванлцих эффективность катодной деполяризации:

Рис. 129. Схематическая коррозионная диаграмма, показывающая влияние равновесного потенциала окислителя на потенциал и коррозию металла: