ГЛАВА ПЕРВАЯ
- КОРРОЗИОННЫЕ АГЕНТЫ. ВИДЫ КОРРОЗИИ
1.1. Кислородная коррозия металла в водной и газовой средах
На поверхности металла в условиях эксплуатации при работе и останове оборудования в период контакта с водной средой возникает множество анодных и катодных участков, создающих условия для протекания коррозионных процессов. Анодными участками являются зерна феррита, катодными - всевозможные включения в структуру металла, окалина и ржавчина на поверхности металла, потенциал которых значительно выше потенциала железа. На аноде происходит растворение металла, например железа по реакции:
(1.1)
На катоде идет деполяризация электронов молекулами кислорода
(1-2)
В процессе отвода электронов от катодного участка (процесс деполяризации) создаются предпосылки для развития коррозии, так как деполяризация катодного участка позволяет поддерживать разность потенциалов между катодом и анодом уменьшается и может упасть до нулевых значений при которых процесс коррозии прекращается.
На анодном участке накапливаются продукты коррозии - ионы Fe2+, на катодном участке - ионы ОН. Там, где встречаются продукты катодной и анодной реакции, образуется гидрат закиси корродирующего металла
(13)
Образование осадка Fe(OH)2 при работе макропар обычно происходит в толще раствора, но в случае работы микропар можно ожидать образования гидрооксида металла на корродирующей поверхности [17].
В процессах коррозии металлов кислород выполняет двойственную роль: во-первых, может выступать в роли деполяризатора катодных участков коррозионных элементов при условии, что катодный процесс является контролирующем фактором, во-вторых, с повышением концентрации и при отсутствии депассиваторов кислород способствует окислению металла и образованию защитных оксидных пленок. При низких концентрациях весь молекулярный кислород восстанавливается на металлической поверхности и действует как простой деполяризатор. При увеличении содержания кислорода в воде в присутствии депассиваторов скорость коррозии стали увеличивается пропорционально его концентрации (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Зависимость скорости коррозии от концентрации кислорода
Рис. 1.2. Влияние концентрации солей на растворимость кислорода в различных растворах при 25 С.
При повышении pH до 9,6 скорость коррозии при отсутствии кислорода практически равна нулю. Растворение железа в воде, по данным автора [1], при рН<9,6 продолжается до достижения концентрации оксидов железа в растворе, соответствующей пределу насыщения. При этом значение pH возрастает за счет перехода железа в раствор. Двухвалентное железо в растворе окисляется кислородом воздуха
(1-4)
при этом pH среды снижается, стимулируя дальнейшее развитие процесса коррозии.
С ростом концентрации солей растворимость кислорода падает (рис. 1.2), а так как коррозия большинства металлов, в частности железа, идет в этих растворах с кислородной деполяризацией, скорость кислородной коррозии в этом случае при прочих равных условиях значительно уменьшается.
Способность сплавов пассивироваться под действием кислорода зависит от их состава. Так, с увеличением содержания хрома в сталях область возможного пассивного состояния значительно расширяется.
