Протекает равномерно

Для атмосферной коррозии металлов характерна легкость доступа кислорода к поверхности корродирующего металла, которая обусловлена малой затрудненностью диффузии кислорода тонкими слоями электролита и наличием энергичного самоперемешивания электролита в тонких слоях конвекции. Это приводит к тому, что атмосферная коррозия металлов даже под кислой тонкой пленкой влаги протекает преимущественно с кислородной деполяризацией. Вместе с тем легкость доступа кислорода к поверхности металла облегчает наступление пассивного состояния металла. Таким образом, с уменьшением толщины слоя электролита катодный процесс атмосферной коррозии металла облегчается, а анодный процесс затрудняется.

абсолютно беспористыми, так как защитный ток протекает преимущественно через требующие защиты обнаженные поверхности металла, где бы они ни находились. При применении покрытий магниевый анод служит дольше, так как расходуется меньший суммарный ток, чем для непокрытой поверхности.

Окружающая поверхность покрыта в основном зеленоватым слоем СаСО3, под которым находится пленка углерода, обладающая ярко выраженными катодными свойствами по отношению к меди [91; иногда присутствует также стекловидный подслой Си2О. Пленка углерода образуется вследствие частичной карбонизации остаточной смазки, применяемой при протяжке трубы, или же из смолистых и исковых наполнителей, используемых при холодном сгибании труб. Стекловидный о'ксид меди образуется в результате- отклонения от нормального режима отжига при изготовлении трубы. При отсутствии углерода или стекловидного Си2О питтинг в жесткой воде возникает редко. Маттссон и Фре-дрикссон [10] отмечают, что питтинговая коррозия меди в горячих водах протекает преимущественно при рН = 7,4 и меньше; массовое отношение HCOi/SOit' должно быть менее 1; ионы SO*' оказывают большее разрушающее действие, чем ионы С1~.

еще больший эффект дает введение 2 мг/л К2Сг2О7. При 150 °С скорость коррозии в дистиллированной воде равна ж 0,04 г/(м2-сут), а при 200 °С она составляет 0,25 г/(м2-сут). Коррозия во всех этих случаях имеет равномерный характер, питтинг не замечен. После выдержки в течение нескольких дней при более высоких температурах (например, 275 °С) скорость коррозии возрастает в 10—20 раз. При этом коррозия протекает преимущественно вдоль границ зерен, вызывая быстрое разрушение металла. При 315 °С за несколько часов может произойти полное превращение в А12О3. Нужно отметить, что столь катастрофические разрушения при указанных высоких температурах не происходят, когда алюминий находится в контакте с нержавеющей сталью и цирконием, если они имеют достаточно большую поверхность. Оба эти металла являются катодом по отношению к алюминию. Такое же благотворное действие оказывает легирование алюминия небольшим количеством никеля и железа. Например, скорость коррозии алюминиевого сплава 1100, легированного 1 % Ni, при 350 °С равна «1,8 г/(ма-сут) [2].

При испытании в интервале температур 500—600° С (рис. 131, б) микрорельеф характеризуется существенным ослаблением внутризеренной сдвиговой деформации, особенно в слое стали СтЗ. При этом локализация пластической деформации протекает преимущественно по границам ферритных зерен обезуглероженнои зоны основного металла; в материале плакирующего слоя деформация в основном локализуется на участках, непосредственно прилегающих к труднодеформируемой (из-за выпадения при данном режиме деформации многочисленных карбидных частиц) науглероженной прослойке.

Когда замедленной стадией процесса растворения твердой фазы является собственно поверхностное взаимодействие, считают, что процесс лежит в кинетической области. Если же скорость растворения контролируется диффузными ограничениями, процесс лежит в диффузной области. В процессах коррозии возможны обе эти ситуации. В частности, в кислых растворах коррозия протекает преимущественно в кинетической области, а в нейтральных средах чаще всего в диффузной.

Увеличение концентрации ионов водорода приводит к под-кислению практически нейтральной исходной среды, в результате чего катодный процесс, реализующийся на берегах трещины, где напряжения фактически отсутствуют, протекает преимущественно с водородной деполяризацией:

Влияние состава и концентрации нейтральных растворов солей. В нейтральных средах коррозия протекает преимущественно с кислородной деполяризацией. Степень влияния нейтральных растворов солей на- скорость коррозии зависит от свойств образующихся продуктов коррозии. Труднорастворимые соединения экранируют поверхность металла, в. результате чего скорость коррозии уменьшается. Карбонаты цинка и железа замедляют коррозию цинка и железа, сульфат свинца — коррозию свинца и т. д. Хромат олова, бихромат и перманганат ка-

Механизм атмосферной коррозии в значительной мере зависит от толщины слоя электролита. При толщине слоя до 100 А наблюдается так называемая сухая атмосферная коррозия, которая имеет те же особенности, что и химическая коррозия. При толщине слоя от 100 А до 0,1 мкм наблюдается так называемая влажная атмосферная коррозия, а при толщине от 0,1 мкм до 0,1 мм — мокрая атмосферная коррозия. Влажная и мокрая атмосферная коррозия протекает преимущественно с кислородной деполяризацией. Скорость мокрой атмосферной коррозии уменьшается с увеличением толщины слоя влаги вследствие концентрационной поляризации.

Выделение карбидов из твердого раетво-ра (аустенита) вызывает изменение в нем концентрации легирующих элементов, что может вызвать частичное структурное превращение и изменение магнитяости, особенно в сплавах, лежащих вблизи границы между областями у- и «-фаз. Это превращение протекает преимущественно по границам зерен, где имеется наибольшее обеднение твердого раствора углеродом и хромом, что сообщает стали склонность к межкристаллитной коррозии. При воздействии агрессивных сред такая сталь быстро разрушается, причем тем сильнее, чем больше содержание углерода. Длит, нагревы при 500—700° вызывают склонность к межкристаллитной коррозии стали даже с очень низким содержанием углерода (0,017— 0,03%). Для предотвращения этого явления в аустенит-ные хромоникеле-вые стали вводятся добавки таких сильно карбидообразую-щих элементов, как титан или ниобий. По отношению к межкристаллитной

что его поверхность изолируется от раствора окисной пленкой. Наступление пассивного состояния в рамках этой теории связывается с изменением энергетического состояния поверхностных атомов металла. При обсуждении механизма анодного растворения металлов в активном состоянии было показано, что'этот процесс протекает преимущественно на наименее прочно связанных атомах, дислоцированных в дефектных-местах кристаллической решетки. Именно такие атомы, в первую очередь, вступают в адсорбционное взаимодействие с кислородом воды, в определённой степени теряя свойственный им избыток энергии. Такой атом, связанный с кислородом, .переходит на более глубокий уровень энергии, что влечет за собой повышение энергии активации ионизации и, в конечном счете, — торможение скорости ионизации металла.

Грунты северных районов европейской части СССР и Сибири относятся к категории грунтов низкой коррозионной активности, в которых коррозия трубопроводной стали протекает равномерно со скоростью 0,05—0,1 мм/год. Скорость коррозии стали в Нечерноземной зоне не превышает 0,3—0,4 мм/год. На Украине и в областях Северного Кавказа коррозия протекает неравномерно со скоростью до 1 мм/год.

Таким образом, принцип Сен-Венана [363], согласно которому на расстоянии порядка 1—1,5 диаметров образца влияние головок заканчивается и далее деформация протекает равномерно, отражает в настоящее время лишь неточность измерений, выполнявшихся 50— 70 лет назад. На самом деле, как показывает профилограмма 13 (см. рис. 4.1, б) это влияние распространяется на весь образец и сохраняется, по крайней мере, до начала формирования шейки.

С лабораторными и эксплуатационными коррозионными испытаниями связаны и методы оценки. Результаты испытаний оценивают визуально по изменению состояния поверхности, массы и размеров, общей площади и распределению участков неравномерного коррозионного разрушения, изменению структуры и виду разрушения, выявленным металлографическим путем, изменению механических и эксплуатационных свойств. Наиболее распространенным методом оценки коррозии металлов является определение убыли массы, которую можно оценить количественно, считая, что коррозия протекает равномерно. По этой убыли

В основном коррозия протекает равномерно, когда система металл — среда гомогенна, т. е. металл однороден по составу и среда при таких определенных параметрах, как состав, концентрация кислорода, рН, температура, скорость потока и др., равномерно действует на всю металлическую поверхность. Гетерогенность системы (неоднородность металла или среды либо металла и среды одновременно) приводит к локализованному разрушению с интенсивностью, зависящей от самой системы. Шероховатость поверхности металла или сплава, наличие разных фаз и различие в механической или термической обработке — вот причины, способствующие локализованному разрушению. Металлографическое травление для исследования структуры металла основано на том, что по границам кристаллитов разрушение происходит быстрее, чем внутри; протравленная поверхность имеет темную решетку. Подобные рассуждения справедливы применительно к зернам, ориентация которых такова, что кристаллы, корродирующие с максимальной скоростью, находятся на поверхности. Неоднородность металла или среды может привести к разрушению на одной поверхности

Однако коррозия не всегда протекает равномерно. При местной коррозии анодный и катодный участки могут различаться визуально, однако определить с помощью амперметра скорость передачи заряда невозможно. Контактная коррозия является исключением из этого правила; например, можно было бы изучить влияние меди на коррозию цинка в растворе хлорида хлористого натрия, содержащего кислород, соединив два металла через амперметр с нулевым сопротивлением и измерив /гальв, причем гальванический ток течет от цинка к меди. Несмотря на то, что этот элемент был бы подобен элементу Даниеля, катодная реакция заключалась бы в восстановлении растворенного кислорода до ионов гидроксила, а не ионов меди до меди.

Разница между композициями третьей и псевдопервой группы состоит в том, что в первых реакция протекает равномерно по всей поверхности волокон, тогда как в последних — только в отдельных местах нарушения окисных пленок. До тех пор, пока эти пленки остаются сплошными, система ведет себя как композиция первой группы с невзаимодействующими компонентами. Поскольку зона взаимодействия в композициях первой группы неравномерна, то невозможно в них определить критическую толщину. Тем не менее можно ввести понятие критической площади поверхности волокон, пораженной химическим взаимодействием. Если пораженная химическим взаимодействием площадь поверхности волокон меньше критической, разупрочнения волокон не происходит, и наоборот.

Характер износа резцов, изготовленных из быстрорежущей инструментальной стали, во многом зависит от формы и сечения стружки, геометрии режущих элементов резца, качества обрабатываемого материала, характера обработки, условий работы и т. д. Наиболее достоверным признаком нарастающего в процессе работы износа, легко поддающегося количественному определению, является износ по задней грани резца (принят при разработке нормативных материалов по режимам резания) [6]. Нарастание износа протекает равномерно до определённой величины, после которой обычно наступает резкое нарастание, сопровождающееся повышением компонентов усилия резания, расхода мощности и показаний милливольтметра (при температурном методе испытаний). Изменяется цвет "сходящей стружки, нарушается плавность работы станка и возникают вибрации. Перечисленные явления служат признаками быстрого возрастания износа инструмента, в зоне которого дальнейшее резание резко сокращает срок службы инструмента. Вследствие этого в качестве критерия затупления принимается оптимальный износ инструмента, при котором достигается максимальная продолжительность работы его до полного использования (фиг. 11).

Колосниковая решётка отделяет пространство, заполненное топливом, от зольника, через который обычно отводится газ. При отборе газа из зольника процесс газификации в горизонтальном сечении протекает равномерно (конструкции Г-2, АГ-65, Оргком-мунэнерго и т. д.).

растает, и стационарный потенциал металла смещается в положительную сторону тем значительнее, чем больше концентрация кислорода (табл. II1-3). Если сталь находится в активном состоянии, скорость коррозии ее при этом возрастает. Так, скорость коррозии стали 12ХМ при комнатной температуре в дистиллированной воде и в 1,0 Н растворе сульфата натрия, насыщенных воздухом, 3,0—3,4 г/лг2 сут, а величина стационарного потенциала — 0,45 в. В растворе же 1,0 Н сульфита натрия, где концентрация кислорода близка к нулю, скорость коррозии 0,41 г/м2 сут, а стационарный потенциал — 0,51 в. Если же концентрация кислорода превышает определенный предел, потенциал стали смещается в положительную сторону до значений, соответствующих области пассивации, при этом скорость коррозии анодного процесса уменьшается. Таким образом, в общем случае с увеличением концентрации кислорода скорость коррозии железа и низколегированных сталей проходит через максимум. В воде, содержащей значительное количество кислорода, углеродистая сталь, при температуре 250° С, обладает достаточной коррозионной стойкостью [111,27]. В этой же работе показано, что при низких концентрациях кислорода в воде увеличение его содержания вызывает рост скорости коррозии. В деаэрированной дистиллированной воде при температуре 300° С и длительности испытаний 50 час скорость коррозии стали 12ХМ составляет 1,61 г/м2 сут (табл. III-4), причем процесс протекает равномерно.

Из сравнения данных, приведенных в таблицах, следует, что скорость коррозии образцов, испытанных в напряженном состоянии при температуре 500° С, в 1,3 раза выше, чем у образцов, испытанных в тех же условиях, но в разгруженном состоянии. С увеличением температуры до 550° С она (за 1000 час) увеличивается с 0,130 до 0,171 г/м2 сут. В логарифмических координатах зависимость скорости коррозии от времени выражается прямой линией. Изменение времени влияет на скорость коррозионного процесса незначительно. После испытаний наблюдалось уменьшение относительного удлинения с 23% (до испытаний) до 12ч-9% (после 2600 час испытаний при 550° С). Падение пластических свойств стали можно объяснить старением ее при выдержке в течение 1000—2600 час при температуре 550° С. Уменьшение величины относительного удлинения с 21 до 12,5% наблюдалось также и у образцов из стали 1Х18Н9Т, испытанных в течение 100 и 500 час на воздухе при температуре 600° С, т. е. в условиях, когда отсутствовала коррозионная среда (перегретый пар). Коррозионный процесс образцов в виде трубок, изготовленных из стали ЭИ-851, в пароводяной смеси с воздухом, водородом и азотом протекает равномерно, а в пароводяной смеси с кислородом — в виде язв. У образцов из стали ЭИ-851 коррозионный процесс протекает в виде язв и в воде, насыщенной воздухом. Скорость коррозионного процесса и глубина проникновения коррозии стали ЭН-851 приведены в табл. 111-12. Как правило, скорость коррозии во всех испытанных средах несколько уменьшается во времени.

Для камер горения с боковым, встречным или фронтальным расположением горелок и верхним выходом газов ориентировочно можно принимать линейное изменение т]Шлг по высоте камеры, считая, что сепарация шлака на стены протекает равномерно: