Пассивацией поверхности

Для сосудов, заполненных коррозионной средой о хорошей электропроводностью, место расположения катода не имеет большого значения. Для равномерного распределения тока по всей поверхности желательно, чтобы катод находился на равном расстоянии от всех частей поверхности аппарата. Встречаются ёмкости, в которых невозможно' или невыгодно помещать катод в геометрический центр. Если катод находится не Б геометрическом.центре ёмкости, то предполагается, что пассивная плёнка об0азует.ся вначале вблизи катода, где сопротивление току наименьшее. После образования пассивное плёнки вблизи катода сопротивление электрическому т оку -повышав т сд, что приводит,к перераспределению тока на участках эащгдаемой поверхности, удалённых от катода. В конечном счёте пассивация поверхности анода происходит во всех точках чероз какое-то определённое время» независимо от положения катодй, В связи с сп*»«ЙЙ- ; • ным место расположения катода выбирается с учётом конструктиэйкх соображений и возможностью снижения мощности источника токи в пусковом реяиме. Конкретных инструкций на этот счёт не разработано, однако t:моются рекомендации о том, что катод г вертикалышх цилиндрических аппаратах должен размещаться ни расстоянии Ю...-•

Встречаются ёмкости, в которых невозможно или невыгодно помещать катод в геометрический центр. Если катод находится не в геометрическом центре ёмкости, то предполагается, что пассивная плёнка образуется вначале вблизи катода, где сопротивление току наименьшее. После образования паесивной плёнки вблизи катода сопротивление электрическому току повышается, что приводит к перераспределению тока на участках защищаемой поверхности, удалённых от катода. В конечном счёте пассивация поверхности анода происходит во всех точках через какое-то определённое время, независимо от поло-

Более сложной задачей является предотвращение коррозионного растворения минералов, не участвующих в технологическом процессе механического разрушения, но присутствующих в области действия кислотного раствора (например, выбуриваемого шлама или готового продукта помола), с тем чтобы предотвратить излишний расход реагентов. Здесь следует выбирать раствор такого состава, который обеспечивал бы относительно пассивное состояние твердой фазы при отсутствии деформации и ее активное растворение при механическом воздействии, т. ё. добиваться сочетания механохимического и хемомеханического эффектов в локальных областях механического воздействия. Для кальцита таким раствором является раствор серной кислоты, которая образует пассивирующий слой гипса на поверхности минерала, не растворяющийся без механического воздействия. Исследование зависимости устойчивости пассивного состояния от концентрации кислоты показало, что в 10% -ном ее растворе быстро происходит устойчивая пассивация поверхности кальцита, обеспечивающая экономное расходование реагентов.

Более сложной задачей является предотвращение коррозионного растворения минералов, не участвующих в технологическом процессе механического разрушения, но присутствующих в области действия кислотного раствора (например, выбуриваемого шлама или готового продукта помола), с тем, чтобы предотвратить излишний расход реагентов. Здесь следует выбирать раствор такого состава, который обеспечивал бы относительно пассивное состояние твердой фазы при отсутствии деформации и ее активное растворение при механическом воздействии, т. е. добиваться сочетания механохимического и хемомеханического эффектов в локальных областях механического воздействия. Для кальцита таким составом является раствор серной кислоты, которая образует пассивирующий слой гипса на поверхности минерала, не растворяющийся без механического воздействия. Исследование зависимости устойчивости пассивного состояния от концентрации кислоты показало, что в 10%-ном ее растворе быстро происходит устойчивая пассивация поверхности кальцита, обеспечивающая экономное расходование реагентов.

Экспедиментальные данные о хемомеханическом эффекте, приведенные выше, характеризуют его пластифицирующее действие как на активно, так и на пассивно растворяющейся поверхности, в том числе в условиях образования окисных или солевых (фосфатных) пленок. Последнее обстоятельство подтверждает тот факт, что хемомеханический эффект, в отличие от адсорбционного, не связан с изменениями поверхностной энергии, так как пассивация поверхности (повышение стойкости против растворения) означает как бы упрочнение межатомных связей поверхностных_. атомов, ' а следовательно и повышение поверхностной.энергии., но твердость и микротвердость при этом все же уменьшаются,, т. е. металл пластифицируется.

В основе метода анодной защиты лежит пассивация поверхности металла при наложении анодного тока. Анодный ток вызывает анодную поляризацию, т.е. возрастание электродного потенциала, и должен быть таким, чтобы превысить потенциал пассивации. Однако, если электродный потенциал слишком увеличивается, то область пассивности может оказаться пройденной и тогда начинается питтингообразование или так называемая транспассивная коррозия (перепассивация). На практике анодную защиту больше всего применяют для нержавеющей стали, т.е. сплава железа с хромом, который обладает ярко выраженными пассивационными свойствами. Ее применяют также для титана и в некоторых случаях для углеродистой стали.

В пассивной области сила тока обычно не зависит от общего потенциала электрода. Здесь пассивация поверхности и барьерный скачок потенциала йу уже достигли максимального значения (2). 12

КОРРОЗИЯ ХРОМА. При нагревании на воздухе и в кислороде хром начинает окисляться примерно с 400—450°. Зависимость скорости окисления хрома от темп-ры (в г/м2-ч): 0,007 (600°), 0,014 (700°), 0,02 (800°), 0,06 (900°), 0,1 (1000°), 1 (1100°), 1,15 (1200°). Предварит, пассивация поверхности значительно понижает скорость окисления хрома при последующем нагревании даже до высоких темп-р. Диффузии кислорода в хром и его сплавы не наблюдается.

Используемый в качестве протекторного материала цинк должен характеризоваться высокой чистотой (99,99 %, содержание железа менее 0,03 %). Присутствие в протекторе таких примесей, как железо, медь и свинец, очень вредно сказывается на его работе, так как при этом происходит пассивация поверхности цинка, в результате чего уменьшается сила поляризующего тока в защитной системе и снижается токоотдача [13].

Встречаются ёмкости, в которых невозможно или невыгодно помещать катод в геометрический центр. Если катод находится не в геометрическом центре ёмкости, то предполагается, что пассивная плёнка образуется вначале вблизи катода, где сопротивление току наименьшее. После образования пассивной плёнки вблизи катода сопротивление электрическому току повышается, что приводит к перераспределению тока на участках защищаемой поверхности, удалённых от катода. В конечном счёте пассивация поверхности анода происходит во всех точках через какое-то определённое время, независимо от положения катода. В связи с отмеченным место расположения катода выбирается с учётом конструктивных соображений и возможностью снижения мощности источника тока в пусковом режиме. Конкретных инструкций на этот счёт не разработано, однако имеются рекомендации о том, что катод в вертикальных цилиндрических аппаратах должен размещаться на расстоянии 10 ... 20 rk от днища защищаемого аппарата (rk - радиус катода). Иногда катоды монтируют на днище или боковую стенку аппарата.

оборудования. Целью пассивации является образование оплош-яой тонкой защитной пленки, предохраняющей металл от атмосферной коррозии во время простоя оборудования между окончанием химической очистки и пуском его в эксплуатацию. Пассивация поверхности металла достигается двумя путями: обработкой поверхности металла сильными окислителями, в результате которой поверхность покрывается тонким слоем оксидов -у-РгОз, и обработкой поверхности сильными восстановителями с образованием слоя оксида железа РезО^ В первом методе используют такие смеси пассиваторов, как нитрит натрия (или аммония) с аммиаком или нитрит натрия (или аммония) с уротропином, а во втором — гидразин-гидрат с аммиаком.

жет наблюдаться в тех случаях, когда кислород играет роль деполяризатора. При увеличении концентрации кислорода в воде может проявиться его положительное действие в связи с пассивацией поверхности металла. На z рис. 37 показано влияние концентрации растворенного в воде кислорода на скорость коррозии углеродистой стали.

титане (кривая 2) происходит значительно медленнее по сравнению с платинированным титаном (кривая /), Это говорит о том, что процесс торможения обусловлен пассивацией поверхности титана. Это же было подтверждено анализом кривых изменения потенциала электрода при включении и выключении поляризующего тока. Характер изменения потенциала электрода зависит от природы основного металла Осциллографическими исследованиями было доказано, что в щелочноплатинатном растворе поверхность медного электрода активирована: сразу же покрывается тонким слоем платины, препятствующим образованию окисной пленки, и в дальнейшем работает как платиновый электрод, В аминонитритном электролите также не все металлы сохраняют активное состояние: поверхность титана даже после активирования в этом электролите находится в пассивном состоянии Активированию его поверхности способствуют ионы водорода, ко в первый момент водород блокирует всю поверхность титана и не дает возможности комплексным ионам платины разредиться на поверхности; после выключения тока водород частично удаляется с поверхности и при повторном включении анионы платины, адсорбировавшиеся на освободившихся участках, могут разрежаться. На пассивных участках происходит дальнейшее выделение водорода, а значит активирование этих участков. Периодически повторяя включение и выключение тока, можно обеспечить осаждение платины по всей поверхности титана. На основании этих данных можно сделать вывод, что осаждение платины на титане лучше вести не на постоянном токе, а на импульсном. Кроме того, чтобы избежать растрескивания платиновых гальвано-

Как правило, применяемая на предприятиях предконсервацион-ная подготовка металлоизделий путем их обезжиривания водно-щелочными растворами и эмульсиями, органическими растворителями с возможной пассивацией поверхности оказывается достаточной для консервации в антикоррозионную упаковочную бумагу. При использовании антикоррозионной бумаги значительно упрощается переконсервация металлоизделий, которая сводится к простой замене упаковочного материала, содержащего ингибитор атмосферной коррозии металлов.

Наблюдаемая различная эффективность ингибиторов КПИ-1 и АГМИБ в значительной мере обусловлена различиями в механизме их действия. Так, было высказано предположение [132] о том, что действие ингибитора КПИ-1 связано с пассивацией поверхности стали, которая может быть вызвана присутствием группы ОН" в молекуле ингибитора. Об образовании пассивирую- /

В настоящее время отсутствует единое мнение по вопросу об оптимальных параметрах НКВР и допустимых пределах отклонения по концентрации кислорода, температуре и скорости потока. До сих пор нет строгих представлений о том, чем вызвано снижение скорости растворения перлитных сталей в присутствии кислорода: пассивацией поверхности металла в результате адсорб-

В активной области и области перепассивации скорость коррозии нержавеющих сталей возрастает с увеличением потенциала в соответствии с законом электрохимич. кинетики. В неустойчивой области, наоборот, скорость коррозии нержавеющих сталей уменьшается с увеличением потенциала, что связано с постепенной пассивацией поверхности нержавеющих сталей. При достижении полной пассивации скорость коррозии нержавеющих сталей практически не зависит от потенциала.

2. Потенциал. Имеется сложность при рассмотрении ускорения растрескивания при наложении анодных потенциалов. Катодная защита в нейтральных растворах может быть объяснена [38] пассивацией поверхности титана вследствие образования щелочной среды в вершине трещины.

Для удаления окалины и ржавчины с поверхности металла применяют проходные дробеметные камеры. Эффективен также химический способ с применением травильных растворов и последующей пассивацией поверхности очищенного металла. Однако этот метод малопроизводителен, ухудшает условия труда, требует специальных очистных сооружений.

Порядок проведения испытаний на коррозионном стенде следующий. После сборки стенда внутренняя поверхность контура промывается кислотой с последующей пассивацией поверхности метал-

Неорганические ингибиторы. Это — карб'она-ты, фосфаты, нитриты, молибдаты, .силикаты, хроматы [202, 203]. Наилучшими защитными свойствами, особенно в кислых средах, обладают смеси указанных веществ. Универсальность защитного воздействия позволяет использовать неорганические ингибиторы в системах, изготовленных из разных конструкционных материалов. Механизм действия хроматов, мо-либдатов, нитритов и других ингибиторов окислительного типа обычно связывают с пассивацией поверхности за счет образования плотной, плохо растворимой оксидной пленки, толщина которой достигает ~2000 нм [204]. Иные представления об ингибировании коррозии металлов в слабокислых средах в присутствии веществ окислительного типа, содержащих кислород, развиты в [205—207]-. Коррозия металла А представляется двумя сопряженными реакциями Ох+те-+рН2О->• Red+nOH-;

Применение метода анодной защиты связано с относительно сложной пассивацией поверхности аппаратов. Наиболее простым, но далеко не во всех случах осуществимым, является способ пассивации током достаточной величины. Обычно сила тока пассивации превосходит силу защитного тока в 100—1000 раз, поэтому для пассивации сравнительно небольших и легко пассивируемых объектов требуются устройства с силой выход-