Коррозия углеродистых и низколегированных сталей в различных средах

Содержание

Слайд 2

Коррозия углеродистых и низколегированных сталей в различных средах

Коррозия углеродистых и
низколегированных сталей
в различных средах

Слайд 3

рH 3 6 9 12 Влияние рН на скорость коррозии Fe

рH

3

6

9

12

Влияние рН на скорость коррозии Fe

Vкор

mFe(OH)2ּ nFe(OH)3ּkH2O

Fe(OH)2

НFeO2-

Fe2+, Fe3+

Слайд 4

Кислотная коррозия 1. Растворение барьерной пленки оксидов и облегчения диффузии кислорода; 2. Повышение концентрации ионов Н+

Кислотная коррозия

1. Растворение барьерной пленки оксидов и облегчения диффузии кислорода;
2.

Повышение концентрации ионов Н+
Слайд 5

Кислотная коррозия Пример: коррозия в НСl – 0,04% В присутствии О2

Кислотная коррозия

Пример: коррозия в НСl – 0,04%
В присутствии О2 – 9,9мм/год;
В

отсутствии О2 - 0,14 мм/год (различие в 71 раз)
Слайд 6

Кислотная коррозия В слабых кислотах (борная, щавелевая, лимонная) переход в область

Кислотная коррозия

В слабых кислотах (борная, щавелевая, лимонная) переход в область кислотной

коррозии при рН 5-6;
В сильных кислотах НСl, Н2SO4 и других переход при рН 3-4
Слайд 7

Кислотная коррозия Fe – 2e → Fe2+ НО анодный процесс идёт

Кислотная коррозия

Fe – 2e → Fe2+
НО анодный процесс идёт стадийно
в отдельных

стадиях участвуют анионы кислоты
Слайд 8

Влияние вида кислоты на коррозию железа

Влияние вида кислоты на коррозию железа

Слайд 9

Коррозия железа в HNO3 самая высокая скорость коррозии в HNO3 за

Коррозия железа в HNO3

самая высокая скорость коррозии в HNO3
за счет наличия

трех окислителей Н+, О2, NO3-
максимальная скорость коррозии при 30%;
пассивация за счет адсорбированного кислорода и азотистой кислоты, появляющийся в результате коррозии
NO3- + 2е + 2Н+ = NO2- + Н2О
NO3- + е + 2Н+ = NO2 + Н2О
NO3- + 3е + 4Н+ = NO + 2Н2О
Слайд 10

Коррозия железа в HNO3 Концентрированная азотная кислота > 58% может перевозиться

Коррозия железа в HNO3

Концентрированная азотная кислота > 58% может перевозиться в

стальных цистернах.
Дымящая HNO3 (94-100%) вновь опасна из-за растворения неметаллических составляющих стали: оксидов, перлита, цементита
Слайд 11

Влияние вида кислоты на коррозию железа

Влияние вида кислоты на коррозию железа

Слайд 12

Коррозия железа в H2SO4 Максимальная скорость коррозии при концентрации 50-60%, далее

Коррозия железа в H2SO4

Максимальная скорость коррозии при концентрации 50-60%,

далее начинает падать. Пассивация в серной кислоте является солевой.
1
2

Скисл

50-60%

1- Скорость коррозии железа.
2 – Растворимость FeSO4

Концентрированную серную кислоту можно перевозить в стальных цистернах

Слайд 13

Коррозия железа в HСl В средних концентраций скорость коррозии существенно ниже,

Коррозия железа в HСl

В средних концентраций скорость коррозии существенно ниже,

чем в HNO3 и H2SO4. Это объясняется адсорбцией Cl-.
HCl высоких концентраций – самая опасная кислота для Fe и его сплавов, так как не происходит пассивации
Слайд 14

Коррозия железа в H3РO4 Влияние концентрации кислоты сходно с влиянием ее

Коррозия железа в H3РO4

Влияние концентрации кислоты сходно с влиянием ее

в H2SO4
Максимальная скорость коррозии наблюдается при концентрации 65 %.
Но так как фосфаты значительно менее растворимы, поэтому скорость коррозии в H3РO4 значительно ниже, чем в H2SO4 .
Слайд 15

Коррозия железа в HF До 50% углеродистые и низколегированные стали растворяются

Коррозия железа в HF

До 50% углеродистые и низколегированные стали растворяются очень

активно;
При более высоких концентрациях наблюдается пассивация;
При концентрации HF более 60% ее допускается транспортировать в стальных баллонах.
Слайд 16

Влияние температуры Чем выше температура, тем выше скорость коррозии. Особенно сильно

Влияние температуры

Чем выше температура, тем выше скорость коррозии.
Особенно сильно это влияние

проявляется в НCl, при повышении температуры на 10оС скорость коррозии удваивается;
В других кислотах это удвоение происходит при повышении температуры на 30оС
Слайд 17

Влияние на коррозию сталей примесей 0,1N HCl

Влияние на коррозию сталей примесей

0,1N HCl

Слайд 18

Влияние на коррозию стали вида обработки % HCl 0,02 0,08 Кm

Влияние на коррозию стали вида обработки

% HCl

0,02

0,08

Кm г/м2сутки

50

100

150

Прокат (деформация)

Отжиг

Слайд 19

рH 3 6 9 12 Влияние рН на скорость коррозии Fe

рH

3

6

9

12

Влияние рН на скорость коррозии Fe в нейтральных средах

Vкор

mFe(OH)2ּ nFe(OH)3ּkH2O

Слайд 20

Коррозия в нейтральных средах Катодный процесс: O2 + 2H2O + 4e

Коррозия в нейтральных средах

Катодный процесс:
O2 + 2H2O + 4e →

4OH–
Анодный процесс:
Fe – 2e + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+
Дегидратация:
2Fe(OH)2 – H2O → Fe2O3 . H2O
Слайд 21

Слайд 22

Коррозия в нейтральных средах В атмосфере могут присутствовать: CO2, H2S, SO2.

Коррозия в нейтральных средах

В атмосфере могут присутствовать: CO2, H2S, SO2.
FeSO4

ухудшает упорядоченность плёнки,
FeCO3 уплотняет продукты коррозии,
CuSO4 способствует уплотнению ржавчины.
Слайд 23

Коррозия в нейтральных средах Небольшое количество меди (0,2 - 0,3 %)

Коррозия в нейтральных средах

Небольшое количество меди (0,2 - 0,3 %) на

20% уменьшает скорость коррозии за счет уплотнения ржавчины CuSO4

При низком легировании на коррозионную стойкость стали в атмосфере влияют только медь и хром

Слайд 24

Коррозия в нейтральных средах Влияние хрома при концентрации его в стали

Коррозия в нейтральных средах

Влияние хрома при концентрации его в стали от

1 до 2 % невелико и составляет около 30 %

Скорость коррозии стали с различным содержанием хрома в морской воде

Слайд 25

Коррозия в нейтральных средах Влияние температуры на скорость коррозии в нейтральных средах

Коррозия в нейтральных средах

Влияние температуры на скорость коррозии в нейтральных средах

Слайд 26

Коррозия в нейтральных средах Влияние анионного состава коррозионной среды

Коррозия в нейтральных средах

Влияние анионного состава коррозионной среды

Слайд 27

Коррозия в нейтральных средах Влияние анионного состава коррозионной среды NaCl Na2SO4

Коррозия в нейтральных средах

Влияние анионного состава коррозионной среды

NaCl Na2SO4 NaNO3

скорость коррозии

повышается

NH4NO3 NH4Cl (NH4)2SO4

скорость коррозии повышается

Слайд 28

Коррозия в нейтральных средах Влияние концентрации коррозионной среды Кривые с максимумом

Коррозия в нейтральных средах

Влияние концентрации коррозионной среды

Кривые с максимумом для хорошо

растворимых солей:
рост: увеличение электропроводности коррозионной среды;
спад: уменьшение растворимости кислорода.
Слайд 29

рH 3 6 9 12 Влияние рН на скорость коррозии Fe

рH

3

6

9

12

Влияние рН на скорость коррозии Fe в щелочах

Vкор

Fe(OH)2

НFeO2-

1 зона: слабые щёлочи,

pH = 11,5 – 13
основная реакция:
Fe – 2e → Fe(OH)2 → Fe(OH)3

2 зона: сильнощелочные среды: pH > 13
Одновременно идут 2 анодные реакции:
1) Fe – 2e → Fe(OH)2 → Fe(OH)3
2) Fe – 2e + 3OH– → HFeO2– + H2O

Слайд 30

Влияние рН на скорость коррозии Fe в щелочах Скорость коррозии в

Влияние рН на скорость коррозии Fe в щелочах

Скорость коррозии в растворах

щелочей сильно зависит от:
концентрации щёлочи
температуры
Слайд 31

Влияние рН на скорость коррозии Fe в щелочах

Влияние рН на скорость коррозии Fe в щелочах

Слайд 32

Влияние рН на скорость коррозии Fe в щелочах

Влияние рН на скорость коррозии Fe в щелочах