Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КОР И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ для заочн.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
20.01.2020
Размер:
1.38 Mб
Скачать

1.5. Влияние внешних и внутренних факторов на скорость коррозии

1.5.1. Влияние температуры на скорость газовой коррозии

Температура оказывает значительное влияние на процессы га­зовой коррозии. Как было показано ранее, термодинамическая веро­ятность осуществления большинства реакций, которые приводят к образованию защитных пленок, с повышением температуры падает. В то же время рост температуры способствует увеличению скоро­сти реакции. Поэтому в пределах термодинамической возможности (когда значение энергии Гиббса меньше нуля) с увеличени­ем температуры скорость корро­зии возрастает .

Температура оказывает вли­яние на константу скорости хи­мической реакции K и на коэффи­циент массопередачи K m+ в процессе диффузии.

Зависимость скорости коррозии от температуры выражается уравнением Аррениуса: K = Ae -Q/RT , где

K – константа скорости химической реакции (или K m+ ) ; А – константа; е – основание натурального логарифма; Q – эффективная энергия активации процесса; R – газовая постоянная;

T – температура, К. Если прологарифмировать уравнение:

lg K m+ = lgA – Q/(2,3RT), где Q = 2,3RT tg α,

α – угол наклона прямой в координатах lg K m+ = f(1/Т) .

Приведенное соотношение может быть осложнено или нарушено, если с изменением температуры меняется структура или свойства металла или образующейся на его поверхности пленки.

1.5.2. Состав газовой среды

Влияние состава газовой среды на скорость коррозии металлов велико, специфично для разных металлов и изменяется с темпера­турой.

Никель, от­носительно устойчивый в среде О 2, H2O, CO2, очень сильно корроди­рует в атмосфере SO2.

Медь наиболее быстро корродирует в атмосфере кислорода, но устой­чива в атмосфере SO2. Хром же обладает высокой жаростойкостью во всех четырех атмосферах.

Состав газовой среды оказывает большое влия­ние на скорость окисления железа и стали. Особенно сильно влияют кислород, соединения серы и водяные пары,. о чем свидетельст­вуют приведенные ниже данные о зависимости от­носительной скорости кор­розии (%) стали с 0,17% С от состава газовой среды при 900° С (по Гатфилду).

Чистый воздух…… 100

Чистый воздух+ 2% SO2 . . 118

Чистый воздух+5% H2O . .134

Кислород… ………200

Воздух + 5% SO2 + 5% H2O… 276

Насыщение воздуха па­рами воды увеличивает скорость коррозии стали в два-три раза. При нали­чии в газовой среде соеди­нений серы железо и сталь часто подвергаются межкристаллитной коррозии.

Если газовой средой являются продукты горения топлива, та газовая коррозия углеродистых и низколегированных сталей тем сильнее, чем выше коэффициент расхода воздуха, с которым сжи­гается топливо. Присутствие в газовой среде SO2 значи­тельно увеличивает коррозию углеродистых сталей .

Значительное влияние на коррозию сталей и сплавов оказы­вают продукты горения топлива, содержащие ванадий. При сжигании дешевого загрязненного ванадием жидкого топлива (мазута, погонов нефти) образуется большое количество золы, содержащей V2O8.

Зола, налипая на металл, увеличивает скорость его окисления (в несколько раз или даже в десятки раз) и вызывает межкристаллитную коррозию при температуре выше температуры плавления золы. Причинами ванадиевой коррозии сталей и сплавов являются легкоплавкость V2Q5 (особенно при наличии в золе на­трия и других щелочных металлов), ее способность флюсовать (переводить в жидкое состояние) химические соединения золы и окалины, что снижает защитные свойства последней, и активное участие V2O5 в процессе окисления по реакциям

4Fe + 3V2O5 = 2Fe2O3 + 3V2O3;

V2O3 + O2 = V2O5;

Fe3O3 + V2O5 = 2FeVO4;

6FeVO4 + 4Fe = 5Fe2O3 + 3V2O3.

Таким образом, V2O5, участвуя в про­цессе окисления металлов, на образо­вание их окислов почти не расходует­ся. Взаимодействуя с различными окис­лами железа, никеля и хрома, V2O5 разрушает защитную пленку, образуя в ней поры, по которым относительно легко проникают кислород газовой фазы и жидкая V2O5, окисляющие металл.

Повышение содержания в газовой среде окиси углерода СО сильно понижает скорость коррозии углеродистых и низколегиро­ванных сталей (рис. 89), однако при большом количестве СО в га­зовой фазе может произойти науглероживание поверхности стали.

Есть основание полагать, что различия в скорости коррозии металлов в разных газовых средах в значительной степени опре­деляются защитными свойствами образующихся на металлах пле­нок продуктов коррозии.