Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ПИТТИНГОВАЯ КОРРОЗИЯ

ПИТТИНГОВАЯ КОРРОЗИЯ, коррозия металлов, ведущая к образованию питтингов [англ. pitting, от pit-покры-вать(ся) ямками], т.е. язв, полостей в металле, начинающихся с его поверхности. Питтинги возникают гл. обр. в защитном слое (нанесенном или образовавшемся естеств. образом) по местам разл. дефектов (трещин от внутр. напряжений, пор, микровключений, выхода на пов-сть границ зерен, дислокаций и т. п.). В зависимости от продолжительности питтинговой коррозии и др. факторов глубина и поперечник пит-тинга могут изменяться от мкм до см. Питтинги могут нарушать функционирование самых разл. изделий-от тонких мембран и проводников микросхем до толстостенных аппаратов, емкостей и труб. Среди причин коррозионных повреждений хим. и энергетич. оборудования доля питтинговой коррозии составляет от 15 до 50%. От питтингов часто развиваются коррозионные трещины (см. Коррозия под напряжением), что значительно повышает опасность питтинговой коррозии.

Питтинговая коррозия протекает по электрохим. механизму (см. Коррозия металлов). Линейная скорость3546-21.jpg углубления питтинга при стабилизировавшейся питтинговой коррозии металла M может достигать 10-104 мм/год. Это обусловлено тем, что в питтинге локализуется анодная р-ция M = Mz+ + zе (z-зарядовое число иона), а катодная р-ция чаще всего протекает в намного большей по размерам зоне пов-сти вокруг питтинга, если защитный слой достаточно электропроводен. Таким св-вом обладают MH. пассивирующие слои (см. Пассивность металлов), окалина, возникающая при высокотемпературной газовой коррозии, катодные металлич. покрытия и др. Наиб. специфична по своему механизму питтинговая коррозия пассивных металлов, обычно связанная с воздействием того или иного активирующего аниона A (Cl-, Br -, CNS-, 3546-22.jpg , 3546-23.jpg и др.) на активные центры пассивирующего слоя (дефекты). Такие центры периодически выходят на пассивную пов-сть по мере се растворения, образуя участки с кратковременно повыш. локальной скоростью растворения, к-рые могут стать зародышами питтингов. В водных и мн. водно-орг. средах превращение зародыша в устойчиво развивающийся питтинг обычно происходит при условии, что потенциал коррозии металла превышает нек-рое значение, наз. критич. потенциалом питтингообразования Епк (миним. потенциал питтинговой коррозии). Для металла, потенциал коррозии к-рого находится в пассивной или активной области (Екор или Е'корсоотв., рис. 1) (см. Анодное растворение), при достижении Епк происходит резкий рост анодного тока растворения. Вероятность развития зародыша питтинга превышает вероятность его гибели (репассивации) вследствие того, что вблизи активных центров из-за ускоренного миграц. подвода анионов-активаторов А повышена их локальная концентрация в р-ре, а на самих центрах соотв. адсорбция. В результате при E3546-24.jpgЕпк пассивирующий слой MOx теряет энергетич. устойчивость в системе M (MOx) - А - H2O. Полагают, что при E3546-26.jpgЕпк достигается настолько высокая локальная скорость анодного растворения в активных центрах (iпит), что она превышает скорость процесса репассивации, поскольку ему препятствует образование при растворении металла агрессивного кон-центрир. кислого р-ра соли M и А или солевого (оксисолево-го) слоя, обладающего высокой катионной проводимостью. Пока при росте питтинга значения iпит, связанные со скоростью uпит в соответствии с законом Фарадея, остаются достаточно высокими, процесс самоподдерживается. Важнейшую роль играет каталитич. участие в р-ции анионов А. По-видимому, к.-л. из электрохим. стадий процесса вблизи Епк замедлена, что приводит к увеличению iпит с ростом электродного потенциала (участок AB на кривой, рис. 1); при этом обычно образуются питтинги типов а и б (рис. 2). В области более высоких значений E (участок CD)процесс лимитируется транспортной стадией (подвод H2O или отвод Mz+) или омич. падением потенциала и имеет сходство с электролитич. полированием металла (образуются питтинги типа в, рис. 2).

3546-25.jpg


3546-27.jpg

Величина Епк зависит от природы металла, т-ры, состава р-рителя, концентрации сА и природы анионов-активаторов (см. табл.). При обычных т-рах в водных р-рах галогенид-ионов Епк снижается примерно на 0,1 В с ростом сА на порядок и в ряду Сl-, Br-, I- для одних металлов возрастает (Fe, Zr, Al и др.), а для других убывает (Ti, Nb, Та). Увеличивать Eпк и тем самым подавлять питтинговую коррозию могут мн. неорг. анионы (в условиях, когда они сами ее не вызывают) и нек-рые орг. в-ва (ингибиторы питтинговой коррозии).

При отсутствии анодной поляризации питтинговая коррозия пассивного металла развивается в условиях, когда катодный процесс смещает его потенциал в область E3546-28.jpgЕпк (кривая 2:, потенциал 3546-29.jpg на рис. 1). В связи с этим в качестве практич. электрохим. характеристики стойкости металла против питтинговой коррозии можно использовать разность3546-30.jpg = Епк — Екор, с повышением к-рой вероятность питтинговой коррозии резко убывает. Рост 3546-31.jpg м. б. достигнут применением металлов с высокими Епк (напр., титана в хлоридных р-рах) или использованием этих металлов в качестве легирующих элементов (напр., хрома в сплавах Fe-Cr и Fe-Cr-Ni); полезны гомогенизация структуры путем рафинирования, термич., термомех. обработки, аморфизации; уменьшение cА, введение в р-р ингибиторов питтинговой коррозии, воды и др. Можно также увеличить 3546-32.jpg снижением Екор, напр, понижать концентрацию окислителя в р-ре. Эффективна электрохимическая защита со смещением потенциала металла от 3546-33.jpg в область E < Епк.

ЗНАЧЕНИЯ КРИТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ПИТТИНГООБРАЗОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ (0,5-1,0 M водный раствор NaCl при 20-25 0C)

Епк. В*

Mg

-1,42

Al

~-0,5

Fe

- (0,050 - 0,1)

Ni

0,1 - 0,15

Нержавеющая сталь

0,1 - 0,25

Zr

~0,4

Ti

8-10

* Относительно нормального водородного электрода.



Лит.: Колотыркин Я.М., Попов Ю. А., Алексеев Ю. В., в сб.: Итоги науки и техники. Коррозия и зашита от коррозии, т. 9, M., 1982; Кеше Г., Коррозия металлов, пер. с нем., M., 1984; Кузнецов Ю. И., "Защита металлов", 1984, т. 20, № 3, с. 359; Фрейман Л. И., в сб.: Итоги науки и техники. Коррозия и защита от коррозии, т. 11, M., 1985; Томашов Н.Д., Чернова T. П., Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы, M., 1986. Л. И. Фрейман.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн