виразкова корозія

Корозія і захист від корозії

і конструкційних матеріалів на їх основі. Виразкова корозія виникає в морській воді, розчинах солей, в охолоджувальних системах холодильних машин, в системах оборотного водопостачання підприємств хімічної промисловості. Термін піттінг застосовують для опису як точкової корозії, так і специфічних корозійних поразок (рис. 5.1). Назва піттінг зазвичай використовують стосовно до глибоких точковим поразок.

Залежно від умов формування і розвитку (температура, кислотність, хімічний склад розчину) форма питтингов

може бути різною. Питтингов бувають напівсферичні, циліндричні, поліедріческіх, відкриті, закриті і т.д. На внутрішній поверхні питтингов співіснують області пасивного стану і активного розчинення. Для заліза і нікелю, наприклад, в кислих розчинах різниця між потенціалами дна питтинга і пасивної поверхні зразка може досягати 1 В.

Напівсферичну форму мають так звані поліровані питтингов. Їх внутрішня поверхня блискуча, що свідчить про изотропном, не що залежить від структури, розчиненні, близькому за механізмом до Електрополіровка. Такі питтингов спостерігалися на залозі, нержавіючих сталях, алюмінії, тантале, сплавах на основі нікелю, титану, кобальту.

Огранені (кристалографічні) питтингов і питтингов неправильної форми (анізотропно зростаючі в різноорієнтованих зернах металу), як правило, є травлення. Вони виявлені на залозі, вуглецевих, низьколегованих і нержавіючих сталях, нікелі, алюмінії, цинку, хромі. Форма кристалографічних питтингов відповідає правильним пірамідам, призмам, і складним многогранників, як правило, обмеженим нізкоін-декснимі площинами кристалічної решітки, а тип огранки визначається порожнечами кристалічної решітки, що утворилися на початкових стадіях зародження питтингов.

Часто великі (напівсферичні) питтингов виникають в результаті злиття безлічі більш дрібних кристалографічних (рис. 5.1).

Для протікання виразкової корозії необхідно виконання ряду умов:

піттінг утворюється на поверхні металів, що знаходяться в пасивному стані (див. рис. 4.11);

розвитку питтинга сприяють дефекти пасивуються плівки (структурні неоднорідності, сторонні включення, пори). Особливо вразливі для питтинга ребра, ризики, межі лакофарбових покриттів;

в розчині повинні одночасно бути присутнім активатори виразкової корозії і Пасиватор металу.

. Аніони-активатори в тих чи інших кількостях присутні в переважній більшості природних і технологічних середовищ, в яких експлуатується металеве обладнання та конструкції.

. Однак в залежності від конкретних умов (температури середовища, концентрації аніону-активатора, природи металу) вона може змінюватися.

Основними вимогами до анионам-активатором повинні бути їх висока адсорбируемого на поверхні металу і здатність утворювати з компонентами металу розчинні комплекси.

але найбільш універсальним пасиватором є вода. Освіта питтингов протікає по електрохімічного механізму.

характеризує порушення пасивного стану. Він є найменшим потенціалом, при досягненні якого починається стабільний процес освіти питтингов.

характеризує перехід з області освіти питтингов в пасивний стан.

, навпаки, чутливий до стану поверхні металу, умов аерації, невеликих коливань температури і складу розчину, тобто не є об'єктивною характеристикою питтингов стійкості металу, але може служити непрямою характеристикою величини Тинди.

Умови розчинення металу в порожнині питтинга істотно відрізняються від спостережуваних на поверхні металу. Внутрішньо-виразковий розчин збагачений аніоном-активатором, має знижену, в порівнянні з об'ємною, кислотність і, в ряді випадків, зневоднений. Це забезпечується міграційним підведенням аніонів-активаторів, утрудненим дифузійним відведенням продуктів розчинення з порожнини питтинга і гідролізом солей розчиняються металів, що протікає по реакціях:

Костанта рівноваги реакції (5.ТТ) дорівнює:

-

кислотність утворюється в питтингов розчину. Докладні розрахунки носять оціночний характер, оскільки через високу концентрацію солей у внутріпіттінговом розчині використання коефіцієнтів активності можливо тільки з відомою часткою наближення.

, ступінь гідролізу яких вище, ніж заліза.

Основною причиною виникнення питтингов є дефектність (неоднорідність) структури реальних металевих матеріалів. Ефективність дії дефектів структури металу як стимуляторів виразкової корозії різна і зменшується в ряді: вторинні фази> сегрегації домішок> дислокації> точкові дефекти. Серед вторинних фаз найбільш небезпечними промоторами виразкової корозії багатьох металевих конструкційних матеріалів є сульфідні (оксідосульфідние) неметалеві включення. Полегшення зародження питтингов сульфідними включеннями викликано погіршенням захисних властивостей пасивуються плівки, що утворюється в місцях їх виходу на поверхню металу, і освітою мікрощілин на кордоні метал / сульфідні включення.

, утворюються при розчиненні сульфидного включення по реакціях:

Крім того, при розчиненні сульфідних включень розчин в питтингов ще більш подкисляется відповідно до реакціями:

Термічна обробка і холодна деформація металів можуть впливати на їх схильність до виразкової корозії внаслідок зміни дефектності структури, причому ступінь і напрямок впливу можуть бути різними і залежать як від властивостей самого металу, так і від конкретного типу його обробки. Так, наприклад, слабьте деформації можуть призводити до зростання схильності металів до виразкової корозії внаслідок підвищення щільності дислокацій, появи ліній ковзання і т.п. а сильні деформації, що підвищують однорідність його структури, можуть, навпаки, сприяти збільшенню піттінгостойкості.

Інтенсифікацію виразкової корозії, як правило, викликає зростання температури, однак інтервали її найбільш сильного впливу для матеріалів різної природи різні.

) При постійній температурі також сприяє зсуву розглянутих потенціалів в негативному напрямку. Останнє виявлено для нержавіючих і вуглецевих сталей.

При певній критичній

а, отже, і піттінгостойкость, практично не залежить від рН середовища.

за рахунок зміни швидкості катодного реакції.

призводить до зростання граничних потенціалів виразкової корозії. Для кожного з розглянутих елементів існує певна область концентрацій, в межах якої легування надає найбільш сильний вплив на піттінгостойкость сплаву.