Коррозия и защита металлов
Коррозия как самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Знакомство с классификацией коррозионных процессов. Анализ законов роста оксидных пленок на металлах.
| Рубрика | Химия |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.08.2014 |
| Размер файла | 54,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Схема и стадии процесса коррозии с водородной деполяризацией
Катодный процесс с водородной деполяризацией состоит из ряда стадий (рис.7.6):
подвод (конвекция и диффузия) гидратированных ионов водорода (H+*H2O) к катодным участкам поверхности корродирующего металла;
разряд водородных ионов в соответствии с реакцией НH2O + + e- = Hадс + H2O;
растворение части адсорбированных атомов водорода (Hадс) в металле;
рекомбинация водородных атомов по реакции Hадс + Hадс = H2;
отвод молекул водорода от катодных участков в объем электролита и их выделение в атмосферу;
образование и отрыв пузырьков водорода (nH2)от поверхности металла в соответствии с реакцией
H2 + H2 + ... = nH2 .
Катодный процесс может тормозиться на стадиях химических реакций, что приводит к возникновению электрохимической поляризации называемой перенапряжением водорода (Н2). Если катодный процесс тормозится на стадиях массопереноса, то возникает концентрационная поляризация (Н2)конц.
Различают ионную и газовую концентрационную поляризацию.
Ионная концентрационная поляризация - следствие торможения процесса транспорта ионов водорода к катодным участкам, а газовая - следствие торможения процесса отвода молекулярного водорода от катодных участков в объем электролита. В отличие от ионной, газовая концентрационная поляризация постоянно сопровождает процесс водородной деполяризации и всегда довольно значительна.
Защита металлических материалов от коррозии в растворах кислот
Для защиты металлических материалов от коррозии в растворах кислот используется ряд способов.
1.Применение кислотостойких металлов и сплавов.
-термодинамически устойчивые металлы, например платина и медь в растворах H2SO4 и HCl;
-пассивирующиеся сплавы;
К пассивирующимся сплавам относятся сплавы на железо-никелевой основе, например сплав 04ХН40МДТЮ.
Этот сплав предназначен для работы при больших нагрузках в растворах H2SO4.
Для работы в растворах H2SO4 ,HCl ,H3PO4 применяется никелевый сплав Н70МФ. Сплавы на основе системы никель-молибден имеют высокое сопротивление коррозии в растворах HNO3.
Наибольшее распространение получил сплав ХН65МВ для работы при повышенных температурах во влажном хлоре, растворах H2SO4 и HCl ,смесях кислот и других агрессивных средах.
Углеродистые и низколегированные стали обладают достаточной устойчивостью в 50-60% (масс.) растворе HNO3 ,а хромистые - в растворах HNO3 с широким интервалом концентраций.
-сплавы, образующие труднорастворимые пленки продуктов коррозии;
К этой группе сплавов относят сплавы системы железо-кремний, обладающие коррозионной стойкостью в растворах HNO3, H2SO4, HCl, H3PO4, а также железо-углеродистые сплавы (стали) в концентрированной серной кислоте.
-металлические материалы, особо чистые по катодным примесям;
Чистые железо, цинк, алюминий весьма устойчивы в слабокислых растворах.
2.Введение в растворы кислот добавок, тормозящих процесс коррозии.
К замедлителям коррозии металлических материалов относятся так называемые травильные присадки. Катионы As3+ ,Bi3+ ,образующиеся при растворении присадок восстанавливаются на катодных участках поверхности корродирующего материала и замедляют процесс восстановления ионов водорода, обладая высоким перенапряжением водорода.
3.Нанесение на поверхность металлических материалов кислотостойких защитных покрытий.
-металлические защитные покрытия;
С целью предотвращения коррозии углеродистых сталей в растворах HCl и HNO3 последние могут подвергаться термосилицированию.
Для повышения устойчивости углеродистых сталей в серной кислоте используется свинцевание поверхности.
-создание плакирующего слоя;
Плакирование - механотермический метод получения защитного металлического покрытия. Оно образуется в результате совместной прокатки, горячей прессовки, нагрева под давлением двух слоев металлических материалов, один из которых играет роль покрытия. Толщина покрытия обычно составляет 10-20% от толщины основного (защищаемого) металла.
Например, для защиты малоуглеродистой низколегированной стали марки 09Г2С используется метод плакирования - создания защитного слоя из никелевых сплавов типа ХН65МВ, Н70МФ и др.
-неметаллические органические покрытия;
Чаще других используются фенол- формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические смолы, а также асфальто-битумные покрытия. Особую ценность имеют кремнийорганические смолы - органические соединения, в цепях которых кислород частично замещен кремнием. Смешивая их с оксидами титана, можно получать покрытия, стойкие к нагреву до 6000С.
4.Применение устойчивых неорганических материалов.
-стекло и эмали;
Эмали - стекловидные покрытия. Кислотостойкие эмали изготавливают с высоким содержанием SiO2 ,а кислото-щелочестойкие в своем составе имеют диоксид циркония. Эмали получают сплавлением шихты (песок, мел, глина и пр.) и плавней (бура, сода фтористые соли). Их высокая химическая стойкость обусловлена присутствием буры и кремнезема. Эмалевые покрытия получают погружением в расплав или пульверизацией с последующим обжигом до спекания в печи при температуре 880-1050 0С.
-керамика;
керамика - неорганический материал, получаемый обжигом глинистых материалов, состоящих из небольших кристаллов гидратированных алюмосиликатов. Из керамики изготавливают кислотостойкие изделия (плиты, кирпич).
-графит и графитовые материалы;
Эти материалы вследствие их универсальной химической стойкости используются в противокоррозионной технике как футеровочные изделия (плитки, пластины блоки).
-каменное литье и ситаллы;
Каменное литье (КЛ) - материал, получаемый кристаллизацией из расплава, основой которого является диабаз, базальт, андезит. Изделия из КЛ: плитки, фасонные детали, трубы.
Ситаллы - неметаллический неорганический стеклокристаллический материал, получаемый кристаллизацией стекломассы при наличии в ней нуклеаторов (центров кристаллизации). Из ситаллов изготавливают листы (футеровочный материал, трубы, фасонные изделия).
Изделия из КЛ и ситаллов обладают высокой кислотостойкостью при температурах не более 1000С.
5.Электрохимические способы защиты.
В этом качестве чаще используется способ анодной защиты, базирующийся на переводе металлического материала в пассивное состояние.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Процессы разрушения металлов в результате взаимодействия с окружающей средой, виды коррозионных разрушений. Процесс химической коррозии. Электрохимическая коррозия под действием внутренних макро- и микрогальванических пар. 3ащита металлов от коррозии.
реферат [303,4 K], добавлен 16.10.2011Коррозия - самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Классификация видов и типы коррозии. Способы поверхностной защиты стали: антикоррозионная краска, холодное цинкование.
реферат [23,4 K], добавлен 08.02.2012История происхождения железа. Сущность процесса разрушения металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой. Предохранение поверхности металла от коррозии путем создания на нем защитного слоя и применения ингибиторов.
презентация [1,3 M], добавлен 22.02.2015Определение и классификация коррозионных процессов, защита металлов. Химическая и электрохимическая коррозия, скорость и термодинамика процессов. Безвозвратные потери металлов от коррозии, трагедии, возникающие по причине коррозионных процессов.
лекция [403,2 K], добавлен 02.03.2009Общие сведения о коррозии металлов, ее виды и типы. Причины возникновения химической и электрохимической коррозии и механизм ее протекания. Методы защиты металлических изделий от коррозионных процессов. Антикоррозийная защита неметаллическими покрытиями.
практическая работа [28,5 K], добавлен 03.11.2011Классификация коррозионных процессов по виду разрушений на поверхности или в объеме металла; потенциал питтингообразования. Методы предупреждения коррозии металлов: выбор стойких материалов, введение ингибирующих анионов; электрохимическая защита.
реферат [231,5 K], добавлен 11.10.2011Химическая коррозия металлов, протекающая в коррозионных средах, не проводящих электрический ток. Поведение металлов при высоких температурах. Процесс появления на поверхности оксидной пленки, его стадии. Химическая коррозия в жидкостях – неэлектролитах.
реферат [27,2 K], добавлен 03.11.2015Характеристики и сущность коррозионных процессов. Классификация коррозионных сред. Скорость коррозии. Методы защиты от коррозии. Применение противокоррозионных защитных покрытий.
курсовая работа [30,9 K], добавлен 18.10.2002Коррозия как самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий под химическим воздействием окружающей среды. Неагрессивные, среднеагрессивные коррозионные среды. Защита чугунных и стальных водяных труб от разрушения. Свойства покрывающих металлов.
презентация [940,8 K], добавлен 24.03.2013Коррозия металла как происходящее на поверхности электрохимическое или химическое разрушение металлического материала. Понятие коррозийного элемента и условия для его образования. Метоты борьбы с ржавчиной, абразивоструйная очистка поверхности металлов.
реферат [21,5 K], добавлен 22.01.2011Классификация основных коррозионных процессов в металлах. Пути повышения и способы оценки эффективности действия ингибиторов. Защита от коррозии в органических электропроводящих средах. Подготовка металлических образцов к импедансным измерениям.
курсовая работа [487,8 K], добавлен 11.12.2010Механизм электрохимического окрашивания анодных оксидных пленок на алюминии и его сплавах по методу катодного внедрения. Составы электролитов на основе серной, фосфорной и щавелевой кислот и режимы электролиза для нанесения анодных оксидных пленок.
автореферат [1,4 M], добавлен 14.10.2009Основные закономерности процесса коррозии металла и исследование методов, защищающих автомобили от коррозии. Химическая коррозия металлов. Превращение гидроксида железа (III) в гидратируемый оксид железа (III) или "ржавчину". Межкристаллитная коррозия.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 30.03.2016Общая характеристика процессов коррозии, их классификация. Условия возникновения коррозионного процесса. Основы кинетической теории коррозии и ее приложение к коррозии идеально чистых металлов. Коррозия технических металлов. Методы защиты металлов.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 08.12.2010Рассмотрение причин и механизмов химической коррозии металлов и сплавов. Изучение влияния аэрации кислорода на скорость разрушения меди в кислотах. Оценка эффективности применения изолирующих (битумных) покрытий для защиты от подземной коррозии.
контрольная работа [710,7 K], добавлен 30.06.2011Причины почвенной коррозии - разрушения металла под воздействием агрессивной почвенной среды. Факторы, определяющие коррозионную агрессивность почвы, методы защиты. Подверженность коррозии различных металлов. Схема коррозии подземного трубопровода.
презентация [210,1 K], добавлен 16.05.2016Строение атомов металлов. Положение металлов в периодической системе. Группы металлов. Физические свойства металлов. Химические свойства металлов. Коррозия металлов. Понятие о сплавах. Способы получения металлов.
реферат [19,2 K], добавлен 05.12.2003Коррозия, возникающая при образовании микрогальванопар. Электрохимическая схема микрогальванического элемента. Активирующее действие ионов Cl на процессы коррозии. Анодные и катодные защитные покрытия. Протекторная и катодная защита, ход и данные опыта.
лабораторная работа [18,5 K], добавлен 25.12.2011Определение анодных и катодных процессов, составление суммарного уравнения коррозийного процесса и схемы коррозийного элемента. Возникновение электрического тока во внешней цепи. Обнаружение ионов железа в растворе. Восстановление воды до гидроксид-ионов.
лабораторная работа [49,3 K], добавлен 02.06.2015Термодинамическая возможность электрохимической коррозии металлов. Катодные процессы. Гомогенный и гетерогенный пути протекания электрохимической коррозии металлов. Коррозионные гальванические элементы и причины их возникновения. Методы защиты металлов.
курсовая работа [635,9 K], добавлен 14.04.2016
