Language
Country/Area
No result found
Почему некоторые сплавы легче подвергаются коррозии в хлоридах? Какое научное обоснование этому?
В мире коррозии металлов питтинговая коррозия представляет собой чрезвычайно локализованную форму коррозии, которая часто приводит к образованию небольших отверстий на поверхности металла в случайном порядке. Движущей силой этого явления является разрушение пассивной пленки, защищающей поверхность металла. Эта небольшая область становится анодом и осуществляет реакцию окисления, в то время как другие области становятся катодом и осуществляют реакцию восстановления, что является очень локальным явлением. происходит реакция батареи. Это приводит к тому, что коррозия проникает глубоко в металл, и диффузия ионов ограничивается.
По Франкелю (1998), развитие питтинговой коррозии можно разделить на три последовательных этапа: сначала разрушение защитной пленки, затем рост нестабильных точек и, наконец, образование устойчивых питтингов.
В естественной среде хлорид и некоторые другие активные анионы (например, ионы сульфата или йода) могут ускорить этот процесс. Хотя многие сплавы, такие как нержавеющая сталь и никелевые сплавы, обладают хорошей коррозионной стойкостью в нормальных условиях, в присутствии хлоридов эти барьеры разрушаются, что приводит к ранней питтинговой коррозии.
Механизм питтинговой коррозии
Образование питтинга можно рассматривать как процесс, состоящий из двух стадий: зарождения и роста. Защита между металлической подложкой и коррозионной жидкостью обычно эффективна для предотвращения коррозии благодаря наличию оксидного слоя. Однако когда защитная пленка частично повреждена, эта область образует анод, а окружающая металлическая поверхность становится катодом. Металл в области анода начинает окисляться, образуя впадины.
Рост травления считается автокаталитическим процессом. Разделение анода и катода создает градиент потенциала, который перемещает активные анионы (например, хлорид) в углубления, что, по мнению Американского общества металлов, является основной причиной развития питтинговой коррозии.
Роль хлоридов и факторов окружающей среды
Среди различных сплавов хлорид является одним из основных виновников питтинговой коррозии. Когда металл (например, нержавеющая сталь) подвергается воздействию хлоридной среды, эти анионы могут проникнуть через защитную пленку и ослабить ее защитное действие. Кроме того, если в окружающей среде присутствует вода с низким содержанием растворенного кислорода или активные для аквакультуры хлориды, вероятность точечной коррозии значительно возрастает.
Например, углеродистая сталь не образует пассивной оксидной пленки в среде со значением pH ниже 10, а добавление хлорида вызовет равномерную коррозию, но в случае значения pH выше 10 такая ситуация перестает существовать. .
Как предотвратить точечную коррозию
Консерванты, обычно используемые в промышленности, такие как хромат и нитрит, могут эффективно восстановить пассивность металлических поверхностей и снизить риск точечной коррозии. Контролируя соотношение химических компонентов, можно также улучшить коррозионную стойкость сплава. Однако при отсутствии необходимых консервантов могут образовываться местные аноды, что усугубляет коррозионные разрушения.
Уроки неудачного проекта
В инженерных проектах последствия питтинговой коррозии могут быть чрезвычайно серьезными. В 1992 году в Гвадалахаре, Мексика, авария, вызванная утечкой бензина, разрушила километры улиц. Причиной трагедии стала единственная точка коррозии металлической трубы. Можно сказать, что понимание и предотвращение питтинговой коррозии металлов является ключом к предотвращению потенциальных катастроф.
Как во все более сложной промышленной среде мы можем эффективно предотвратить и контролировать проблему склонности сплавов к коррозии в хлоридах?
