Растворах хлористого

1. Растрескивание в растворах галогенидов................... 33

1. РАСТРЕСКИВАНИЕ В РАСТВОРАХ ГАЛОГЕНИДОВ

Все титановые сплавы по склонности к коррозионному растрескиванию в водных растворах галогенидов можно разделить на четыре группы:

На коррозионное растрескивание титановых сплавов в водных растворах галогенидов существенное влияние оказывает потенциал (поляризация). В общем случае .зависимость средней скорости роста трещины от потенциала в растворах, содержащих ионы хлора, брома или иода, примерно линейна, а другие факторы (состав и термообработка сплавов, рН раствора, размер зерна, текстура и др.) влияют на эту зависимость (рис. 24), усиливая или ослабляя ее.

Влияние легирования титана на его чувствительность к коррозионному растрескиванию изучено недостаточно, однако на основании известных данных можно сделать ряд важных заключений. Непреложным фактом является повышение чувствительности титановых сплавов к корро- • зионному растрескиванию при увеличении содержания в них алюминия. Коррозионное растрескивание в водных растворах галогенидов возникает, если содержание алюминия превышает некоторую критическую концентрацию, разную для различных сплавов. Для бинарных сплавов Ti — AI эта величина составляет около 4 %. Большинство исследователей объясняют увеличение чувствительности к коррозионному растрескиванию при высоких содержаниях алюминия в сплаве выделением фазы а2 (Ti3 AI). Действительно, создание условий для выделения а2 (низкотемпературный отжиг или старение) приводит к резкому снижению Kscc и увеличению скорости распространения трещины при одинаковой интенсивности напряжений. Однако повышенное содержание алюминия приводит к коррозионному растрескиванию и в том случае, когда даже самыми чувствительными методами не удается выявить присутствие а2-фазы. Это можно объяснить тем, что алюминий при неблагоприятных термических воздействиях создает микронеоднородность химического состава а-фазы, задерживает репассивацию из-за увеличения критического тока пассивации титана и вызывает его охрупчивание вследствие образования упорядоченных твердых растворов.

Во избежание явлений коррозионного растрескивания в водных растворах галогенидов следует, во-первых, правильно выбирать марку сплава и его конечную термическую обработку (см. выше). Во-вторых, для повышения стойкости титановых сплавов к коррозии и коррозионному растрескиванию в хлорсодержащих растворах следует применять специализированные легирующие добавки — палладий и др. [39; 40, с. 127 — 130] .Добавка палладия в титановые сплавы практически не изменяет их механические свойства, но сильно смещает электродный потенциал в область пассивации. Это происходит вследствие того, что из-за низкой растворимости палладий в титане находится в виде соединений Ti — Pd. При растворении соединений выделяющийся металлический палладий осаждается на ювенильной поверхности и пассивирует ее. Исследования '

Опасность коррозионного растрескивания титановых сплавов в водных растворах галогенидов возникает при внешней поляризации — 0,5 ±0,3 В (по хлорсеребряному электроду). Это следует учитывать при конструировании и эксплуатации оборудования. Необходимо также не допускать подкисления растворов в щелях, застойных зонах и других местах особенно на участках повышенной концентрации напряжений, где облегчается возникновение микродефекта и дальнейшее его развитие в виде коррозионной трещины. С целью ингибирования в растдор вводят ионы гидроксила или буферных соединений. Другой способ защиты от коррозионного растрескивания—нанесение на поверхность титановых сплавов модифицированной композиции SA-5, содержащей фтористый кальций,.смолу ДС808, алюминиевую пудру, ксилол и катализаторы XR-6-2163[43].

Экспериментально установлено, что развитие трещин при горячесолевом растрескивании происходит с более низкими скоростями, чем при коррозионном растрескивании в водных растворах галогенидов (почти на 5 порядков) при одинаковых коэффициентах интенсивности напряжений. Поэтому одним из важных факторов выявления склонности к горячесолевому растрескиванию является правильный выбор скорости растяжения образцов.

Оценку склонности к коррозионному растрескиванию в расплавах солей ведут. по скорости роста трещины при определенном коэффициенте интенсивности разрушения. Зависимости скорости развития трещины от коэффициента интенсивности напряжений имеют тот же характер, что и зависимости, получаемые при растрескивании титана в водных растворах галогенидов (см. рис. 22). С повышением температуры расплава солей скорость развития коррозионной трещины увеличивается. Наличие небольшого количества воды (10—50 мг/кг) в расплаве незначительно сказывается на коррозионном растрескивании. Существенную роль играет состав

Большое влияние на коррозионное растрескивание в кислотах оказывает состав сплавов (легирующие элементы и примеси). Фактических данных по этому вопросу еще мало, но, по-видимому, закономерности, выявленные при изучении коррозионного растрескивания титановых сплавов в растворах галогенидов, остаются,—наиболее опасными являются алюминий и газовые примеси, а увеличению стойкости к растрескиванию способствуют ^-стабилизирующие элементы (особенно изоморфные—ванадий и молибден), а также пассивирующие—палладий и никель.

Скорость развития коррозионной трещины в метанольных растворах неодинакова. Сначала протекает медленное межКристаллитное развитие трещины, скорость которого увеличивается с повышением интенсивности напряжений до тех пор, пока межкристаллитное разрушение не переходит в транскристаллитное, идущее с появлением сколов. Этот переход зависит от содержания алюминия, кислорода, (3-ста-билизйрующих элементов и фазового состава сплавов. Чем выше содержание алюминия и кислорода в а-сплавах, чем больше хрома в (3-сплавах, тем активнее протекает процесс растрескивания и быстрее трещина идет по телу зерна. Коррозионное разрушение в метанольных средах, как правило, происходит при скоростях нагру-жения, существенно более высоких, чем в водных растворах галогенидов.

I При кратковременном растяжении до разрушения в коррозионной среде (например, в растворах хлористого натрия) многие стали практически не изменяют своих механических характеристик, хотя кривые малоцикловой усталости проходят ниже таковых, полученных при испытаниях на воздухе. Это свидетельствует о том, что при испытаниях в ^таких коррозионных средах показатели степени тц должны быть более высокими, чем при испытаниях на воздухе.

Нормальный электродный потенциал магния равен — 2,37 в. Значение его неравновесного потенциала изменяется в зависимости от характера коррозионной среды. Так, потенциал магния в растворах хлористого натрия равен— 1,4 в, в растворах щелочей -----0,6 и и т. д. Электродный потенциал магния зависит от

В водометанольных растворах хлористого натрия скорость коррозии растет с увеличением концентрации метанола и достигает максимальной величины при концентрации 80-90 %, а затем резко падает. Так, в 98,5 %-ном растворе метанола, насыщенном NaCl, скорость коррозии составляет всего лишь 0,00358 г/(м2 • ч), что намного меньше, чем в водном растворе хлористого натрия. С уменьшением содержания метанола в водном растворе растворимость сероводорода растет и становится наибольшей в безводном метаноле. В сероводородсодержащем растворе влияние метанола на скорость анодного растворения углеродистой стали выражено в меньшей степени, чем в отсутствие сероводорода. Это связано с тем, что увеличение содержания метанола в растворе одновременно приводит к росту содержания сероводорода.

Ингибитор ИКИПГ проявляет высокие защитные свойства от коррозии углеродистой стали в двухфазных средах в диапазоне рН водной фазы от 3 до 7, содержании хлористого натрия от 1 до 3 %, сероводорода 1000—2000 мг/л и при температурах от 283 до 313 К. В сероводородных растворах хлористого натрия ингибитор ИКИПГ, адсорбируясь на поверхности углеродистой стали, действует как по блокировочному, так и* по энергетическому механизму, сдвигает потенциал стали в положительную сторону и затрудняет в основном катодную реакцию. Ингибитор показал высокую эффективность защитного действия на объектах месторождений Нефтяные Камни.

21. Крымчева Г.Г., Розенфельд ИЛ, Ветрова В.Р. Влияние углеродов на коррозию и наводороживание конструкционной стали в сероводородсодержащих растворах хлористого натрия и уксусной кислоты. - Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. 1983, № 1, с. 1-2.

При выборе электролита учитывается состав коррозионной среды, в которой эксплуатируется изделие. Так, для конструкций, работающих в морской воде, основная составляющая которой — хлористые соли, испытания проводят обычно в растворах хлористого натрия.

Со — Zn — Р-п окрытие С точки зрения магнитных характе ристик значительный интерес представляют пленки сплава Со— Zn — Р Эти пленки наносились как на тавсановую основу так и на образцы из латуни Поверхность лавсановой пленки активировалась путем последовательной обработки в растворах хлористого олова и хлористого палладия Латунь обрабатывалась только в растворе хлористого палладия Нанесение покрытия осуществлялось в растворе следующего состава (г/л) хлористый кобальт 7 5 гипофосфнт натрия 3 5, лимонная кислота 20 хлористый аммоний 12 5 хлористый цинк 01 рН 8 2 температура 80 °С

неводных растворах. Здесь скорость растворения металлов в пассивном состоянии очень сильно зависит от содержания воды. Так, из рис. 1.0 [ 104] видно, что растворение пассивного хрома в метанольных растворах хлористого водорода тормозится с ростом содержания воды в растворе.

35. Маричев В. А. О неоднозначном влиянии катодной поляризации на скорость роста трещин при коррозионном растрескивании высокопрочных сталей в ингибированных растворах хлористого натрия// Физ.-хим. механика материалов. - 1975.-№ 4. - С. 7-12.

в растворах хлористого натрия [42—46]

Ч. к. Ф15 и Ф17 пе стойки в соляной и горячей плавиковой кислотах, в горячих едких концентрированных щелочах, в растворах Na2CO3 и в кипящем концентриров. растворе Na2S2Os; чугуны Х28Л и Х34Л ие стойки в соляной и серной к-тах низких и средних концентраций, в плавиковой к-те, в едких щелочах высокой концентрации при высоких темп-pax, а также в хлорном железе. Ч. к. Ф15 и Ф17 стойки в серной к-те, а также в азотной к-те до темп-ры ее кипения и в др. минеральных к-тах. Эти чугуны очень стойки также в сухом и влажном хлоре, сероуглероде, синильной к-те, растворах хлористого ам-