Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

ла, отнесенного к единице поверхности металла 5 и единице времени т:

V/iSx).

Объемным спрсобом можно определить скорость коррозии металлов и в тех случаях, когда ггроцесс протекает с кислородной деполяризацией по количеству поглощенного кислорода.

При конструировании различного вида аппаратуры необходимо иметь данные по изменению свойств материала после воздействия агрессивной среды. Изменение механических свойств при коррозионных испытаниях носит условный характер: чем больше площадь начального сечения образца, тем меньше изменение начального предела прочности. Этот вид испытаний применим для определения механических свойств листово- Рчс-го материала и тонких труб.

№/ - стакан с itai:ibui)uivi киили1ы, меряют предел прочности 2-бюретка; 3- зажим; 4 - труб-

на разрыв и относительное ,=„1;роб1,а,"Т-!подТтГка; удлинение. Расчет ведут по следующим формулам:

56. Схема водородного коррозимстра:

раствором кислоты; 3- зажим; 5 -крап; б - штатив; 7 - нспы-п образец; 8 - подст 9 - водоструи11Ы( насос

Да г.

100.

100,

где Oi, 6i -замеры до коррозионных испытаний; Ог, бг - после коррозионных испытаний.

В случае, если материал теряет после испытаний свыше 207о своих прочностных свойств, его нельзя использовать в качестве конструкционного материала.

Среди специальных методов коррозионных иопытапнй важнейшими являются методы определения склонности металлических материалов к межкристаллитной коррозии. Существует несколько различных способов. По одному из них образцы кипятят в растворе серной кислоты

ii медного купороса. Склонность к межкристаллитнон коррозии обнарул<и1зается по растрескиванию образцов (после кипячения), при их загибе на угол, равный 90°.

Глава XIII

коррозия важнейших металлов и сплавов

1. Коррозия железа и сплавов на железной основе

Железо и сплавы па его основе не обладают коррозионной стойкостью в агрессивных средах. Однако желсзо и сплавы на его основе легко насснвируются, их достаточно легко и просто защитить от коррозии самыми различными методам[1, поэтому они являются важнейшими конструкционными .материалами. Стандартный равновес-пын элсктрол[[ый потенциал железа для процесса (Fe =r*Fe2++2e-) равен -0,44 В, для (Fc:*±Fe;++3e ) -0,036 В. Во время пассивации железа под действием окислителей его потенциал смещается в иоложительную сторону. Как правило, пассивная пленка, образующаяся на железе, непрочна и легко разрушается при удалении металла из зоны действия пассиватора. В раствор железо псреход1[т с продуктами коррозии в виде катионов (2-f), которые затем окисляются до катионов (3-f). На поверхности металла идут процессы:

Fe + 1/20. + I-I2O + 2СОо -* Fe {НСО.О2

Fe (НСО.,)2 + 2Н2О Fc (ОН)2 + 2Н2СО3

2Fe (ОН)2 + IbO + I/2O2 2Fe (OH)j

Оксидная пленка иа поверхности металла (ржавчина) состоит из смеси гидроксидов железа -(И) и (1И), имеет переменный состав: пГеО-тГегОз-рНгО и не отвечает требованиям, предъявляемым к защитным оксидным пленкам.

Все железоуглеродистые сплавы неоднородны по химическому составу и по своим структурным составляющим. К тому же структурно-составляющие сплавов системы Fe-FeaC отличаются по значению электродных потенциалов, поэтому коррознозшые м[и<роэлсмспты, образующиеся прп контакте этих сплавов с растворами электролитов, работают очень интенсивно. Возможная

разность потенциалов из-за [ieo,at[opo;uiocTi! структуры может иметь значение до 0,8-0,9 В, так как электродный потенциал для железа -0,44 В, а для графита +0,37 В. Химическая неоднородность сплавов (наличие различных добавок и пр1[месей) тоже значитель[10 влияет на скорость процесса коррозии, особенно для коррозии с водородной деполяризацией. Сплавы железа, содержащие минимальное количество пр[1мссей (например, железо Армко - 0,027о С), довольно устойч[1вы в некоторых агрессивных средах.

При обычных температурах коррозия железа в нейтральных средах происходит только при наличии растворенного кислорода. Интенсификация процесса коррозии наблюдается в тех случаях, когда кислород пграет роль деполяризатора и коррозия Л1[мнтируется скоростью диффузии кислорода к поверхности металла. Поскольку скорость днффуз1[и пропорциональна концект-рац1[н кислорода, следовательно, коррозия железа также пропорщюнальпа концентрации кислорода.

При значительной коинептраиин кислорода в воде (12-15 мг/л) может проявип.ся его 110..1ож1Гтсльное действие вследствие пассивации л<слеза кислородом. Этот факт подтверждается значениями потенциалов железа в воде, насыщенной кислородом. Они составляют от 0,1 до 0,4 В.

Скорость коррозии железа в слабокислых, нейтральных и слабощелочных средах не зав[1С1[т от рН и определяется лишь скоростью диффузии кислорода к iroBcpx-ностп металла. Скорость коррозии в области рН от 4 до 10 зависит от природы солен, иаходящгьчся в растворе, их концентрац1П1, наличия окисл1[телей, температуры раствора и других факторов.

В области при рН<4 пленка оксида железа (II) быстро растворяется, и металл вступает в пепосредст-вепный контакт с окружающей средой. В этом диапазоне рН скорость коррозии .возрастает с уменьшенпем рН. На скорость процесса коррозии при этом влияют также природа аниона кислоты, температура, характер примесей, характер образующихся продуктов ivoppo3ini.

В кислотах, не обладающих окислительными свойствами по отношению к железу, железо п железоуглеродистые сплавы разрушаются, так как образующггсся продукты коррозш! растворимы в дапмой среде. К числу таких агрессивных сред можно отнести разбавленные раст-