Техническая информация

Если мы помещаем простой кусок железа в раствор соляной кислоты, мы наблюдаем образование плотного газообразного водорода. На поверхности металла имеются многочисленные мелкие анодные и катодные области, вызванные остатками, называемыми незначительными включениями, неровностями поверхности, различными проявлениями напряжений, областями и различными ориентациями ячеек или изменениями условий окружающей среды. Эти условия схематически показаны на рисунке 1.

Со стороны анода положительно заряженные атомы железа выходят из поверхности и смешиваются с раствором в виде положительно заряженных ионов, тогда как атомы в форме отрицательно заряженных электронов остаются в металле. Электроны встречаются и нейтрализуют положительно заряженные ионы водорода, которые выходят на поверхность через раствор электролита на стороне катода. Положительные ионы, потерявшие заряд, становятся нейтральными атомами и взаимодействуют с газообразным водородом.

Таким образом, по мере продолжения процесса окисление и коррозия железа происходят на стороне анода, а выход водорода - на стороне катода. Соотношение растворенного металла прямо пропорционально числу образовавшихся электронов в зависимости от прочности и потенциала металла.

Рисунок 1:

Ионы в аноде в формировании маленькой региональной ячейки

и схематическое изображение образования водорода в катоде

Рисунок 2:

Поляризация регионального катода со слоем водорода

Для продолжения коррозии необходимо удалить коррозионные слои с анода и катода. В некоторых случаях образование газообразного водорода на катоде происходит очень медленно, а образование водородного слоя на поверхности металла замедляет реакцию.

Эта ситуация, показанная на рисунке 2, называется катотической поляризацией. Однако уровень растворенного кислорода в растворе электролита вступает в реакцию с водородом и достигает уровня с образованием воды, вызывая развитие коррозии.

Удаление этого слоя для железа и воды зависит от эффективной плотности растворенного кислорода, прилипшего к катоду в воде.

Эта эффективная плотность зависит от вентиляции, количества движения, температуры, количества растворенной соли и других факторов, соответственно. Продукты анодного и катодного процессов часто реагируют друг с другом в растворе и вызывают образование многих известных и видимых продуктов коррозии.

Продукты анодного и катодного процессов часто реагируют друг с другом в растворе и вызывают образование многих известных и видимых продуктов коррозии.

Например, они сталкиваются с движением гидроксильных ионов в воде от катодных реакций железа к аноду через электролит и противоположным движением ионов железа. Эти ионы образуют гидроксид железа, так как он разлагается на рисунке-3.

Затем он вступает в реакцию с кислородом в растворе с образованием гидроксида железа (III), который осаждается и образует слой ржавчины из железа. В зависимости от щелочности, количества кислорода и перемешивания раствора, эта ржавчина образуется на поверхности вдали от поверхности железа или таким образом, что дополнительно влияет и усиливает процесс коррозии.

Рисунок 3:

Образование гидроксида железа при коррозии железа

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на коррозию, является разность потенциалов, создаваемая различными металлами при соединении или вставке в раствор электролита. Этот потенциал обусловлен химической природой анотического и катотического регионов. Значения индикатора того, что некоторые металлы могут быть анодными по сравнению с водородом, приведены в стандартной таблице «Power-Motion Power Series» в таблице-1. Принимая значение стандартного водородного элемента к нулю, значения электродного потенциала металлов видны сравнительно. Эти значения приведены в порядке убывания. Более активные металлы демонстрируют более сильную тенденцию растворяться в растворе, чем металлы вверху списка, внизу списка.

Серия Electro-Motion содержит только металлы в условиях, когда серия определена. Металлы, обработанные в растворах электролитов, содержащих солевой раствор, включены. В реальных условиях эксплуатации их поведение может отличаться в других растворах электролита. Вместо серии Electro-Motion аналогичные «гальванические серии» используются в эксперименте по составу металлов в широком диапазоне условий окружающей среды. Здесь «гальванический» - это значение, которое производит и использует электрический ток. В таблице 2 приведены примеры некоторых металлов и сплавов, движущихся с высокой скоростью в морской воде. Материалы в верхней части этого списка являются анодными и подвержены коррозии, в то время как материалы в нижней части списка имеют катодную и гальваническую защиту. Разница электрических потенциалов между двумя металлами связана с разницей между ними в гальваническом ряду. Объединение материалов близко друг к другу в гальваническом списке вызывает коррозию, которая происходит медленнее, чем те, которые находятся далеко друг от друга

Если ионы металлов удаляются методом формирования нерастворимого композитного слоя, нанесенного на анод, этот слой полностью покрывает поверхность, изолируя металл и полностью предотвращая коррозию. Этот тип образования оксидного слоя происходит в алюминии и хроме. Влияние растворенного кислорода на коррозию двоякое, оно показывает влияние на катодную деполяризацию. Если образование оксида удаляет ионы металла из металла, коррозия увеличивается. Если кислород получает водород вокруг катода, коррозия будет увеличиваться. Количество катодной области влияет на эффективность кислорода при удалении водорода. Для водорода будет легче реагировать с кислородом в большой катодной области.

Процесс промывки или смешивания влияет на увеличение скорости коррозии, поскольку он контактирует со свежим раствором коррозии с металлом.

Стол - 1

Электро - Серия Силы Движения

Электродная реакция

Стандартный электродный потенциал, E º
Volt, 25 ºC

Электродная реакция

Стандартный электродный потенциал, E º
Volt, 25 ºC

K = K+  + e-

-2,922

Co = Co++ + 2e-

-0,277

Ca = Ca++ + 2e-

-2,87

Ni = Ni++ + 2e-

-0,250

Na = Na+ + e-

-2,712

Sn = Sn++ + 2e-

-0,136

Mg = Mg++ + 2e-

-2,34

Pb = Pb++ + 2e-

-0,126

Be = Be++ + 2e-

-1,70

1/2H2 = H+ + e-

-0,000

Al = Al3+ + 3e-

-1,67

Cu = Cu++ + 2e-

0,345

Mn = Mn++ + 2e-

-1,05

Cu = Cu+ + e-

0,522

Zn = Zn++ + 2e-

-0,762

Ag = Ag+ + e-

0,800

Cr = Cr3+ + 3e-

-0,71

Pd = Pd++ + 2e-

0,83

Ga = Ga3+ + 3e-

-0,52

Hg = Hg++ + 2e-

0,854

Fe = Fe++ + 2e-

-0,440

Pt = Pt++ + 2e-

1,2

Cd = Cd++ + 2e-

-0,402

Au = Au3+ + 3e-

1,42

In = In3+ + 3e-

Au = Au+ + e-

1,68

Включения видны в неоднородных срезах металлов из-за открытых областей, которые не видны глазам. Эти неоднородные участки создают потенциальные различия в металле и вызывают образование глубоко изолированных отверстий. Начинаясь с небольшой области, вызванной небольшими неровностями на поверхности, которые не видны, яма быстро растет и принимает форму большого углубления. После этого углубления яма расширяется под поверхностью металла. Затем сформированная металлическая оболочка разрушается, и на поверхности появляется яма, вызванная коррозией. На рисунке 4 показана нуклеационная коррозия, которая происходит на металлической поверхности, погруженной в морскую воду. Небольшое отверстие в защитном слое вызывает зарождение коррозии. Например, когда хромовое покрытие (если нет) на бампере старого автомобиля трескается, начинается коррозия нуклеации.

Как видно из рисунка-5, он образован пузырьками и полостями, разрушающимися в жидкости. Подобно повторяющимся нагрузкам, прикладываемым к поверхности, вибрационное движение между поверхностью и жидкостью вызывает большие напряжения, когда эти пузырьки образуются регулярно и разрушаются или лопаются. Эти углубления или взрывы постепенно создают импульсы высокого напряжения, которые заставляют частицы разрушаться на поверхности и, в конечном итоге, оставляют ямы и вмятины. Нержавеющие стали имеют очень хорошую устойчивость к точечной коррозии. Однако устойчивость чугунных, бронзовых и стальных отливок к этому типу коррозии низкая.

Склеивание двух металлов, подверженных воздействию коррозии, вызывает коррозию в зонах выдержки. Мы знаем, что небольшие зазоры в соединениях обычно содержат больше раствора, и эта влажность или сушка раствора занимает больше времени, чем в других регионах. Аналогично, эти интервалы вызывают коррозию при нормальных условиях эксплуатации, даже в жидкости или растворе. Как видно на рисунке 6, условия потенциала коррозии создаются из-за разности потенциалов в концентрации кислорода.

Кислород легко доступен снаружи соединения, который будет действовать как катодный наконечник в цепи. Часть внутри точки соединения будет служить анодом. Из-за постепенно уменьшающейся плотности кислорода в части между точкой соединения разность электрических потенциалов будет увеличиваться.

Если эта ситуация сохраняется, коррозия начнется со временем на стыке из-за уменьшения плотности кислорода. Коррозия всегда начинается там, где концентрация кислорода низкая. Разрывы и трещины также могут привести к различиям в плотности ионов металлов.

Например, плотность ионов металлов в диапазоне может быть выше, чем снаружи. Как видно из рисунка 7, это может вызвать коррозию в области, где плотность ионов металлов низкая, то есть во внешней части области соединения. Наиболее эффективным способом предотвращения такой коррозии является создание конструкции, которая полностью устранит пробелы на этапе проектирования, или заполнение всех пробелов и соединений, которые, как считается, вызывают проблемы с присадочным металлом.

Это общий тип поверхностного износа, вызванного вибрацией, возникающей из-за удара, удара или трения на поверхностях с высоким соединением, поверхностях с высокой нагрузкой. Такая коррозия возникает в деталях, которые плотно прижаты или зажаты и работают при мгновенных переменных нагрузках. Абразивная коррозия повреждает зубчатые колеса, ухудшает их размеры и снижает их усталостную прочность.

Если два металла потрут, приложенные силы вызовут сваривание мелких частиц на поверхности. С продолжающимся движением эти маленькие частицы движутся, царапают поверхность и реагируют с атмосферой, чтобы сформировать частицы в форме пыли в соединении. На рисунке 8 вы можете увидеть коррозию износа вала в шестерне масляного насоса во время испытания на усталость. Есть много способов предотвратить износ коррозии.

Наиболее удобный способ - устранить вибрацию, вызванную жестким зажимом, или установить деталь таким образом, чтобы она не вызывала больше вибрации. Некоторые из других методов; Чтобы увеличить твердость соединительных поверхностей, нанести резиновый элемент на соединения, которые будут поглощать движение, смазать в сухой среде, закрыть всю поверхность такими материалами, как резиновая начинка, чтобы отсоединить материал от атмосферы и т. Д. «Д-р

Таблица 3: Влияние некоторых типов коррозии на механические свойства материала

Тип коррозии

Потеря веса (%)

Глубина проникновения (%)

Потери в Свойствах (%)

Ломая Мук.

Течет мук.

удлинение

сглаживать

1

1

1

1

1

зарождение

0,7

5

7

5

15

межзернистый

0,2

15

25

20

80

напряжение

0,1

100

100

100

100

Рисунок 9: Межкристаллитная коррозия (500x) после того, как нержавеющая сталь 316 качества выдерживается в кипящем растворе серно-серной кислоты в течение 27 часов.

Рисунок 10: Коррозионное растрескивание под напряжением, вызванное воздействием хлоритсодержащей воды из нержавеющей стали высокого качества.