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

Заметное влияние на скорость коррозии железоуглеродистых сплавов ,в кислых средах, не содержащих окислителей, оказывает содержание углерода в сплаве (рис. 60). Причем чугун (3,3% С) в 20%)-ной серной кислоте растворяется в 100 раз быстрее, чем чистое железо. Ilpir коррозии в воде содержание углерода в сплаве пе оказывает никакого влияния, по в морской воде повышение содержания углерода вызывает некоторое увеличение скорости коррозии.

2. Коррозионная стойкость цветных металлов

Алюминий и его сплавы. Стандартный электродный потенциал алюминия (А1АР++Зе-) -1,66 В. На основании этой величины можно предположить, что алюминий весьма активный металл, однако практически он обладает достаточно высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, так как на поверхности металла образуется защитная оксидная пленка. Такая пленка появляется почти мгновенно при соприкосновении свежего среза металла с воздухом, но рост ее продолжается медленно. Толщина пленки зависит от многих условий: для алюминия, хранящегося в помещении, она составляет 0,01-0,02 мкм, при действии сухого кислорода- от 0,02 до 0,04 мкм, а при термической обработке металлов доходит до 0,1 мкм. В зависимости оГ окружающих условий поверхностная пленка состоит пз аморфного или кристаллического оксида алюминия либо из гидроксида алюминия. Она обладает хорошим сцеплением и удовлетворяет условию сплошности. Таким образом, алюмигии! устойчив во всех средах, где на его поверхности может существовать защит1[ая пленка, и irecTocK там, где эта пленка разрушается, либо нет условпп длп ее образования. Защитная пленка на алюминии может образовываться даже при отсутствии окислителей; вода, водные растворы нейтральных солей пассивируют поверхность алюминия.

Коррозионная стойкость алюминия определяется рядом факторов - это природа агрессивной среды, ее концентрация, температура, а также влиянием этих факторов на формирование защитной пленки на поверхности металла.

В обычной атмосфере алюминий устойчив и может применяться без особой защиты. В индустриальной эт-

мосфере алюминий корродирует и требует специальной защиты. В снльнокпслых и сильнощелочных средах ок-сид1[ая пленка \\а поверхности металла разрушается, и коррозия в этих случаях особенно велика.

В отдельных случаях алюминий проявляет исключительную стойкость в концентрированных кислотах, например, в азот1ЮН кислоте высоких концентраций стойкость алюминия выше, чем у нержавеющих сталей. Поэтому алюминий применяют для аппаратурного оформления процессов производства крепкой азотной кислоты .методом прямого синтеза.

Наиболее опасными для алюминия являются растворы серной кислоты средних концентраций. В концентрированной кислоте и в высокопроцентном олеуме при 200° С алюминий достаточно устойчив. Снижение скорости коррозии в кислотах более высокой концентрации связывают с уменьшением концентрации водородных ионов, с затрудненностью диффузии продуктов реакции с поверхности металла, с воз.можным пассивированием. Стойкость алюминия в растворах кислот увеличивается с повышением его чистоты.

Галогеноводородные кислоты интенсивно действуют иа алюминий, степень их агрессивности снижается согласно следующему ряду: HF-НС1-НВг-HI. В фосфорной и ускусиой кислотах при комнатных температурах алюминий достаточно устойчив. Муравьиная, щавелевая, хлороргаиические кислоты разрушают алюминий.

В щелочных растворах оксидная пленка алюминия легко растворяется по схеме

ai2o3 + 2NaOH 2NaAI02 + Н2О

Только в слабых растворах щелочей и в водных растворах аммиака алюмшшй устойчив. К расплавам щелочных металлов алюминий устойчив при температурах да 300° С. Ртуть и растворы ее солей образуют с алю.мини-ем амальгамы, разрушая при этом металл. Газовые среды, содержащие сероводород, пары серы, сухой хлоро-водород и газообразный аммиак, на алюминий не действуют.

Серьезные разрушения алюминия вызывают хлорсо-держащие органические растворители, даже безводные, например CCI4, разрушают алюминий:

2А1+ 6СС14:ЗС2С1б--2А1С1з .

Алюми[[1!евые сплавы обладают меньшей коррозионной стойкостью, чем чистый алюминий. Особенно невысокой стойкостью обладают сплавы алюминия с медью (дуралюминий). Такие сплавы склонны к межкристаллитной коррозии. При использовании дуралюминия в качестве конструкционного материала для работы в агрессивных средах необходимо пршшмать защитные меры. Обычно дуралюминий плакируют чистым алюминием, при этом осуществляется одновременно и механическая защита сплава, и электрохимическая (алюминий всегда является анодом по отношению к сплаву).

Сплавы алюминия с кремнием (силумины) обладают относительно хорошей коррозионной стойкостью во многих агрессивных, особенно в окислительных средах. Высокая стойкость силуминов объясняется образованием на поверхности защитной пленки, состоящей из AI2O3 и Si02. Щелочи и плавиковая кислота разрушают эти защитные пленки:

Si02 + 2NaOH Na20Si02 + HgO

• SiO2+4HFSiF4 + 2H20

Контакт алюминия и его сплавов с други.ми металлами может вызвать интенсивную коррозию, особенно в растворах электролитов или в очень влажной атмосфере, поскольку большинство металлов является катодами в отношении к алюминию. Особен[10 опасен для алюминия и его сплавов контакт с медью, сплавами меди и нержавеющими сталями.

Медь и ее сплавы. Нормальный электродный потенциал медного электрода для процесса (CuCu+-f t?-)-f -f 0,52 В, a (Cu:*±Cu2+-f 2e-) --0,34 B. В отсутствие окислителей медь обладает хорошей стойкостью в водных растворах и при обычных условиях не вытесняет водород из кислот. Катион Си+ способен образовывать комплексные ионы типа [СиСЬ]- [Си(ЫНз)4]+ [Cu(CN)4F- Катион Си+ образует с аммиаком, водой, хлоридами комплексные ионы типа [Си(ЫНз)4Р+, [Cu(H20)F+, [CuCU?-.

Медь достаточно устойчива в растворах кислот, не обладающих окислительными свойствами (в разбавленной серной кислоте, в соляной, уксусной кислоте). Однако в реальных условиях в аэрированных растворах этих кислот медь подвергается коррозии (рис. 61). На