ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 10Следующая ⇒

При соприкосновении металлических конструкций с растворами неэлектролитов и с сухими газами также может происходить разрушение — химическая коррозия. Химическую коррозию, происходящую при нагревании в газах и парах, называют газовой (высокотемпературной) коррозией.

При химической коррозии окисление металла и восстановление окислителя протекает в одном акте, т. е. атомы металла непосредственно соединяются химической связью с окислителем, отнимающим валентные электроны металла. При химической коррозии продукты коррозии, как правило, остаются на поверхности прокорродировавшего металла или сплава.

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ В РАСТВОРАХ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

Большинство органических жидкостей не являются электролитами, не обладают высокой химической активностью. К таким жидкостям относятся: сернистая нефть и продукты ее переработки, безводные спирты, хлороформ, бензол, толуол, хлорированные углеводороды и др., а также некоторые жидкости неорганического происхождения, например расплавленная сера, жидкий бром и др. Коррозия металлов и сплавов в безводных растворах неэлектролитов протекает с меньшей скоростью, чем в растворах электролитов, однако происходит все же значительное разрушение металлических конструкций, особенно при нагревании. Многие органические жидкости, не содержащие воды и других примесей при нормальных условиях, а иногда и при нагревании, инертны к таким материалам, как сталь, но присутствие следов воды вызывает процесс коррозии. Так, сталь в тетрахлориде углерода в присутствии воды подвергается коррозии, поскольку в результате гидролиза СС1₄ образуется агрессивная электропроводная среда, и химическая коррозия переходит в электрохимическую.

Процесс коррозии ускоряют содержащиеся в нефти и продуктах ее переработки соединения серы (сероводород, меркаптаны и др.). Они легко реагируют с железом, свинцом, медью, серебром, сурьмой с образованием сульфидов, меркаптидов. Это приводит к разрушению аппаратуры, причем чем больше в жидких продуктах серы, тем сильнее коррозия. Так, в мазуте, содержащем 3,7 % серы, скорость коррозии стали (0,12 % С) в 6 раз больше, чем в мазуте, содержащем 0,5 % серы. Повышение температуры также увеличивает скорость коррозии. Присутствие соединений серы в феноле усиливает коррозию; например, скорость коррозии стали в чистом феноле при температуре 350 °С одинакова со скоростью коррозии стали в феноле, содержащем 0,137 % серы при температуре 300°С. Расплавленная сера реагирует практически со всеми металлами, сильно разрушает олово, свинец, медь, в меньшей степени — углеродистые стали, титан и алюминий.

Сталь может корродировать при соприкосновении с бензинами, так как углеводороды бензинов под действием кислорода воздуха окисляются, образуя органические кислоты.

Жидкий бром сильно разрушает алюминий, углеродистые стали, титан, в меньшей степени — никель, но платина, тантал, серебро и свинец устойчивы к брому.

Металлические конструкции, работающие в растворах неэлектролитов, готовят из материалов, устойчивых в данной среде, например из высокохромистых сталей, используемых для оформления каталитического и термического крекинга нефти, либо из сталей с нанесенными на их поверхность защитными покрытиями.

ГАЗОВАЯ КОРРОЗИЯ

Газовая (высокотемпературная) коррозия — это коррозия металлов в газах при высоких температурах. Особенно часто реакторы, арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания, изделия, получаемые из металлов и сплавов методами литья под давлением, подвергаются воздействию высоких температур и таких газов, как кислород, соединения хлора и серы, оксиды азота, сероводород.

Рассмотрим наиболее распространенный случай газовой коррозии — взаимодействие металла с кислородом с образованием слоя оксидов по реакции

Толщина такого слоя может быть различной: от мономолекулярного слоя до слоя толщиной в несколько миллиметров.

Направление химической реакции окисления металлов определяется парциальным давлением кислорода Ро₂ в смеси газов и равновесным давлением диссоциации оксида Ро₂^равн при данной температуре. Если Ро₂ > Ро₂^равн, то реакция протекает в направлении образования оксида металла, т. е. металл подвергается коррозии.

Скорость газовой коррозии зависит от природы металла, состава сплава, химической активности газовой среды, свойств продуктов коррозии, образовавшихся на поверхности металла, температуры среды, времени контакта среды с металлом и др.

При взаимодействии металла с кислородом продуктами коррозии являются оксидные пленки различной толщины, от свойств которых зависит дальнейший процесс коррозии. Поэтому важно знать свойства образующихся пленок, механизм и законы их роста, отношение их к воздействию температуры, давления и т. д. Толщина образовавшихся пленок зависит от свойств металла, среды и других факторов. Пленки бывают тонкие (до 40 нм), средние (от 40 до 500 нм) и толстые (более 500 нм).

Тормозить коррозионный процесс могут только пленки, обладающие защитными свойствами. Защитные пленки должны быть сплошными, беспористыми, твердыми, износостойкими и инертными к агрессивным средам, иметь высокую адгезию (прилипание) к металлу, и коэффициент термического расширения, близкий к коэффициенту термического расширения металла. Сплошные пленки образуются в том случае, если мольный объем оксидной пленки V_мо больше атомного объема металла V_м, из которого образуется пленка.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 226; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!