Extrase din cartea clasică
I.L.Rozenfeld, V.P.Persiantseva "inhibitori de coroziune atmosferică", M., "Chemistry", 1985.
Factorii care afectează viteza de coroziune atmosferică
Cei mai importanți factori care determină viteza de coroziune atmosferica sunt: umiditatea atmosferei; compoziția atmosferei; durata totală de ședere a filmului de umiditate format pe suprafața metalică; compoziția sa chimică; temperatură.
umiditate atmosferică. Umiditatea absolută a aerului (cantitatea de vapori de apă pe unitatea de volum de aer) la alte condiții constante determină grosimea peliculei de adsorbție format pe suprafața metalică. De exemplu, grosimea stratului de apă formată pe suprafața de fier, la o umiditate relativă de 55% este de 15 straturi moleculare, la o umiditate relativă de 100% - 90 - 100 straturi moleculare.
Umiditatea relativă depinde de cantitatea de apă care se condensează pe suprafața metalică în timp ce răcirea produsului, dar în acest caz este în coroziune evaporarea ulterioară la umidități relative mai mici, cum ar fi 76%, poate fi mai mare decât la o umiditate de 100%. Efectul efect samorazmeshivaniya ... Ratele scăzute de coroziune sunt observate doar la umidități relative de până la 60%. Depășirea acestei cantități de umiditate în orice umezeală condensată pe o suprafață metalică cauzează o creștere bruscă a vitezei de coroziune. Cu toate acestea, atunci când o cantitate mare de umiditate coroziune condensată la o umiditate de 80% în raport mai mare de 100%.
Cantitatea de umiditate condensat pe suprafața metalului depinde de diferența de temperatură: cu cât este, cu atât mai mult apa se condensează la o umiditate predeterminată.
Cantitatea de condensat umezeală poate fi modificată, de asemenea, prin prezența materiilor străine pe suprafața metalului. Influența lor afectează condensarea capilară. În plus, ele pot deveni centre de cristalizare. Deosebit de substanțe periculoase caracterizate prin higroscopice ridicată. În prezența lor se modifică valorile umidității relative la care o creștere bruscă a vitezei de coroziune a metalelor (Hk - umiditate critică). De exemplu, prezența pe suprafața de amoniu fier Rata de coroziune sare crește dramatic, iar umiditatea aerului până la 80 până la 50%.
Natura produselor de coroziune de fier are, de asemenea, o influență puternică asupra umidității critice; fier acoperit cu produși de coroziune formați în apă distilată, umiditatea critică este de 65%, iar conținutul critic de umiditate se reduce la 50% pentru apa de mare [194].
În plus față de scăderea particulelor străine de umiditate critică depuse pe suprafața metalică poate crește rata de distrugere a metalului datorită schimbărilor în structura filmelor de protecție, precum și adeziunea la suprafața metalică.
Apariția tensiunii superficiale dintre particulele solide și produșii de coroziune pot duce la faptul că acesta din urmă va adera la particulele solide, dar nu și pe suprafața metalică prin slăbirea acestor proprietăți protectoare ale produselor de coroziune rezultate. De asemenea, se observă că, dacă natura particulelor este de așa natură încât ele pot interacționa cu trecerea în soluție a ionilor metalici pentru a forma produși de coroziune solubile în loc de hidroxizi metalici insolubili.
Aceasta presupune o concluzie foarte importantă care rezultă din orice motiv, produsele de coroziune, chiar și sub formă de mici focare ar trebui să fie eliminate cât mai repede posibil, astfel încât acestea să nu contribuie la dezvoltarea în continuare a coroziunii. Ar trebui să evite, de asemenea, orice particule străine pe suprafața produsului.
Compoziția atmosferei. corosive ale atmosferei în raport cu metalele sunt determinate nu numai de umiditate, dar, de asemenea, acelor contaminanți care ajunge în ea. Cele mai nefavorabile tipuri de poluare sunt dioxidul de sulf și clorură de sodiu. Mai întâi în atmosferă, împreună cu produsele formate în timpul arderii combustibililor sulfuroase, iar al doilea - datorită sării purtat de vânt de pe suprafața mărilor și oceanelor.
Dioxid de sulf. Cu anumită concentrație de dioxid de sulf critic crește foarte mult viteza de coroziune a metalelor, cum ar fi fier, aluminiu, zinc, cupru și altele. La o concentrație constantă de dioxid de sulf în atmosferă, viteza de coroziune a metalelor crește odată cu creșterea umidității relative a atmosferei. Creșterea vitezei de coroziune metalică se observă și în cazul în care nu există sulf în gazul atmosferă, dar suprafața metalică expusă anterior la ea. Coroziunea are loc în același timp, ca și în cazul în care atmosfera conține dioxid de sulf. acest efect negativ se datorează faptului că dioxidul de sulf în prezența umidității adsorbită pe forme de metal hidrati cristaline care nu sunt îndepărtate de pe suprafața metalică, chiar și în timpul pompării și să promoveze apariția și dezvoltarea procesului de coroziune. Cel mai periculos în medii industriale sunt sedimentate de pe structura de suprafață a particulelor de praf de cărbune.
Clorură de sodiu. Clorură de sodiu, cum ar fi acru-gaz, crește foarte semnificativ coroziunea unor metale în condiții atmosferice. Cauza principală a accelerării coroziunii este formarea de clorură de sodiu, în prezența produselor sale de coroziune solubile în loc de hidroxizi insolubili care decurg din filmul net de umiditate. Mai mult decât atât, ionii de clor previn formarea de pasivare filmelor. acțiunea agresivă de clorură de sodiu în condiții atmosferice trebuie, de asemenea, asociată cu capacitatea sa de a adsorbi umezeala din atmosfere relativ uscate. Deja la o umiditate relativă de 70%, clorură de atrium adsorbs umiditate, însoțită de o creștere puternică a ratei de coroziune.
Printre alți poluanți atmosferici sunt cele mai agresive clor, amoniac, hidrogen sulfurat și dioxidul de carbon ... Fără a intra în detalii cu privire la luarea în considerare a influenței poluării atmosferice asupra mecanismului și viteza proceselor de coroziune, observăm că în comun, adică, acțiunea acestor compuși precum și unele dintre caracteristicile lor.
O trăsătură distinctivă a clorului este agresivitatea atât în umed și într-o atmosferă relativ uscat (H = 42%). La umidități relative ridicate are loc o creștere bruscă a vitezei de coroziune. Acestea din urmă se datorează faptului că clorul este puternic depolarizer catod la umidități relative ridicate. Mai mult, datorită formării compușilor de clor se deplasează umiditatea critică pentru valori mai mici.
Hidrogen sulfurat activitate coroziune cum ar fi acru-gaz, are loc numai atunci când o anumită valoare a umidității relative a atmosferei. Într-o atmosferă uscată, în prezența hidrogenului sulfurat coroziune de zinc, cadmiu, staniu, aluminiu, stibiu, bismut, crom, fier, fonta, oteluri aliate, cobalt și nichel este neglijabilă. Comun pentru speciile de contaminanți este mai mic (în majoritatea cazurilor), în comparație cu agresivitatea de dioxid de sulf și clorură de sodiu. Amoniacul în sine pentru fier și aliajele sale nu este periculos. Cu toate acestea, pentru aliajele de cupru este foarte periculos, cauzând stres coroziune cracare.
Timpul de staționare a filmului de umiditate pe suprafața metalică. în atmosfere, necontaminat cu cantități apreciabile de impurități corozive specifice, procesul de coroziune atmosferică apare și se dezvoltă numai în cazul în care metalul este prezent pe suprafața peliculei specifice cu grosimea de umiditate (10-20 straturi moleculare), dobândind proprietatile unui electrolit. Durata procesului de coroziune și cantitatea de metal în produșii de coroziune transformate depinde de durata de ședere a filmului electrolit pe suprafața metalică. Filmul mai uscat format pe metal, sau mai mult decât se reînnoiește procesul de coroziune are loc mai lung și, în consecință, toate celelalte condiții fiind egale, cu atât mai mare coroziunea metalului expus.
Durata esențială timpul de rezidență totală a filmului de umiditate la distrugere corozive este confirmată de faptul că, de exemplu, în Batumi unde cade maxim de precipitații a Uniunii (numărul de zile cu rouă - 68) și în care aparent coroziunea ar trebui să fie cel mai mare, este mai mic decât, să zicem în mediul de coastă Murmansk, în cazul în care precipitațiile sunt semnificativ mai puțin numărul de zile cu rouă - 25). Acest lucru se datorează faptului că, în Batumi, în cazul în care o mulțime de zile însorite, condițiile pentru îndepărtarea filmului de pe suprafața metalică sunt mai favorabile decât în Murmansk. Prin urmare, timpul total al metalului în contact cu electrolitul Batumi semnificativ mai mică decât în Murmansk și deci există mai puțină coroziune. Același efect se poate explica de ce mai corodate modelul de partid sau de design, care se confruntă la sol, și în mod direct, nu una pe care precipitațiile atmosferice.
Temperatura. Rata de coroziune crește în mod tipic cu temperatura, deoarece temperatura crește cinetica reacțiilor electrochimice crește, cauzând procesul de coroziune.
Atunci când coroziunea atmosferică curge. în straturile vizibile ale electroliți, de obicei, o limitare catod, rata de schimbare a temperaturii procesului în principal datorită unei schimbări în cinetica reacției de reducere a oxigenului catodică, care rată este determinată de viteza de difuzie a oxigenului la electrodul.
Deoarece oxigen crește coeficientul de difuzie cu temperatura (coeficient de difuzie variază ca D = RT / (6p r h),
unde R - constanta Boltzmann; r - raza particulelor de difuziune; h - viscozitatea mediului), iar grosimea scade stratul de difuzie (datorită samorazmeshivaniya crescut cauzate de convectie), creșterea temperaturii ar trebui să conducă la o creștere a difuziei curentului și astfel viteza de coroziune de limitare. Cu toate acestea, trebuie amintit că, în timpul coroziunii metalelor într-o atmosferă cu o schimbare a temperaturii variază durata electrolitului la contactul metalic. Prin urmare, efectul coroziv totală depinde de variația cinetica reacțiilor de electrod și modifică timpul de rezidență al electrolitului pe suprafața metalică.
Datorită prezenței a doi factori care acționează în direcția opusă (lungimea contactului metalic cu scăderile electrolitice cu creșterea temperaturii, iar viteza de reacție, provocând procesul de coroziune, crește), dependența vitezei de coroziune a temperaturii atmosferice este extrem de dificilă și nu întotdeauna ușor de prezis. Dacă efectele rezultate din șederea prelungită a metalului în contact cu electrolitul, să depășească efectele care apar din cauza desigur mai intensivă a procesului la o temperatură ridicată, coroziunea în zone cu temperatură relativ scăzută poate fi mai mare decât în zonele cu temperaturi ridicate. Cu toate acestea, temperaturile ridicate, combinate cu lungă ședere metalic în contact cu electrolitul, de exemplu, văzută într-un climat tropical umed, promovează coroziune îmbunătățită