Локальная депассивация и локальные коррозионные процессы

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Локальная депассивация и локальные коррозионные процессы

Содержание

2. Питтинговое растворение Питтинг (точка) – углубление на участке поверхности, образовавшееся при растворении М со скоростью существенно
3. Локальная депассивация Условия: неоднородность пассивного состояния с активными центрами преимущественно на границах неметаллических включений, наличие анионов-
4. Питтинговое растворение протекает через последовательные стадии зарождения, развития и репассивации питтингов (часто в результате образования сквозного
5. Механизмы инициирования питтингов Адсорбционный механизм (адсорбционное вытеснение кислорода анионами-активаторами). Островковая адсорбция кластерного типа с последующим образованием
6. Пенетрационный механизм - внедрение анионов в дефектную структуру пассивирующего окисла и не применим к крупным анионам:
7. Наиболее фундаментальной характеристикой процесса является Епо , который отвечает существенному росту тока при увеличении Е в
8. При гальваностатической поляризации рост Е обусловлен омическим падением напряжения между дном и устьем питтинга. Определённую роль
9. Епо чувствителен к природе неметаллических включений. Их действие связывается с повышенной дефектностью решётки М вблизи них,
10. Существенным моментом питтинговой коррозии в нейтральных и щелочных растворах является понижение pH в питтинге за счёт
11. Первая стадия развития питтинга - образование ямок травления. За счёт скачка потенциала в обезвоженном слое продуктов
12. Локальные коррозионные процессы Без механической нагрузки: питтинговая, язвенная, щелевая, ножевая, межкристаллитная коррозия. С нагрузкой: коррозионное растрескивание,
13. Язвенная коррозия Сопровождается образованием неглубоких, но широких язв и в отличие от локальной депассивации характерна как
14. Щелевая коррозия Интенсивное локальное разрушение М в щелях конструкций, под слоем продуктов коррозии, по ватерлинии. Причина-
15. Нитевидная коррозия Специфическая форма щелевой коррозии протекает под защитным покрытием. Процесс может происходить в условиях атмосферной
16. Межкристаллитная коррозия Избирательное разрушение границ зёрен сопровождается потерей прочности и пластичности сплава (часто без изменения внешнего
17. Ножевая коррозия НК – разновидность МКК, возникающая в сварных конструкциях в очень узкой зоне на границе
18. КОРОЗИОННО – МЕХАНИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ Реализуется при совместном действии агрессивной среды и механической нагрузки. Изменение механических свойств
19. Коррозионное растрескивание Распространение трещин в материале при воздействии агрессивной среды и статического механического растягивающего напряжения. Зарождению
20. Коррозионная усталость Возникает при совместном действии на металл агрессивной среды и в отличие от КР переменных
21. Коррозионно-эрозионный износ Кавитационная эрозия возникает при быстром относительном перемещении металла и раствора вследствие образования и «схлопывания»
23. Скачать презентацию

Слайд 2

Питтинговое растворение
Питтинг (точка) – углубление на участке поверхности, образовавшееся при

растворении М со скоростью существенно выше, чем на остальной поверхности. При этом под отверстием образуется значительная полость. Питтинговое растворение может протекать на активных, пассивных и транспассивных металлах, в том числе под повреждёнными защитными плёнками

Слайд 3

Локальная депассивация
Условия:
неоднородность пассивного состояния с активными центрами преимущественно на

границах неметаллических включений,
наличие анионов- активаторов, например Cl-, их миграционное накопление у активных центров
достижение Епо.

Слайд 4

Питтинговое растворение протекает через последовательные стадии зарождения, развития и репассивации

питтингов (часто в результате образования сквозного отверстия в металле или при переходе питтинга в язву).

Слайд 5

Механизмы инициирования питтингов
Адсорбционный механизм (адсорбционное вытеснение кислорода анионами-активаторами).
Островковая адсорбция кластерного

типа с последующим образованием в глубину двумерных зародышей
(концепция фазового оксида)

Слайд 6

Пенетрационный механизм - внедрение анионов в дефектную структуру пассивирующего окисла и

не применим к крупным анионам: SO42-, ClO4- и др.
Механизм растрескивания пассивирующего оксида за счёт напряжения, дегидратации, загрязнений и пр. (большую роль отводит поверхностному напряжению, электрострикции, поскольку мала толщина слоя и велика напряжённость электрического поля (до 108В/м)).

Слайд 7

Наиболее фундаментальной характеристикой процесса является Епо , который отвечает существенному

росту тока при увеличении Е в условиях потенциодинамических измерений или во времени при потенциостатических измерениях. При потенциодинамической поляризации перед Епо наблюдается осцилпяции тока, отвечающие зарождению -репассивации питтингов. При Епо электрод ведёт себя как практически неполяризуемый, т.к. истинная скорость процесса не меняется, а рост тока обусловлен увеличением площади, т.е. числа и размеров питтингов.

Слайд 8

При гальваностатической поляризации рост Е обусловлен омическим падением напряжения между

дном и устьем питтинга. Определённую роль играет также диффузионный потенциал в устье питтинга. При катодной поляризации питтинг репассивируется. Потенциал репассивации питтингов Ерп<Епо , а поляризационные кривые прямого и обратного хода характеризуются петлей гистерезиса. ЕПО уменьшается с ростом τ выдержки электрода.

Слайд 9

Епо чувствителен к природе неметаллических включений.
Их действие связывается

с повышенной дефектностью решётки М вблизи них, обеднением этого слоя коррозионностойкими легирующими компонентами сплава, активирующим влиянием продуктов растворения включения и наличием зазора между включением и основным М.
С увеличением [А-] нередко меняются центры питтингообразования, что приводит к резкому уменьшению Епо

Слайд 10

Существенным моментом питтинговой коррозии в нейтральных и щелочных растворах является

понижение pH в питтинге за счёт гидролиза продуктов растворения, в результате чего повышается растворимость пассивирующего оксида (кислотная теория питтинга). Начальные стадии питтингообразования протекают с активационным контролем, а развитие – с диффузионным. При “раскрытии” питтинг обычно репассивируется за счёт изменения состава раствора и уменьшения роли омического фактора, что приводит к росту Е в питтинге и к приближению его к Еп .

Слайд 11

Первая стадия развития питтинга - образование ямок травления. За счёт

скачка потенциала в обезвоженном слое продуктов растворения (электрополировочной плёнке) потенциал дна питтинга оказывается существенно отрицательнее, чем в его устье.
На следующей стадии за счёт кристаллизации плёнки растет роль омического фактора и растворение М переходит в активную область.
Питтингообразование – локальная автокаталитическая самоактивация растворения М.
Мера устойчивости М к питтинговому поражению - противопиттинговый базис:
ΔΕпо = Епо – Е(Екор)
Чем больше ΔΕпо, тем медленнее образуется питтинг, а при Е(Екор)<Ерп локальная депассивация отсутствует.

Слайд 12

Локальные коррозионные процессы
Без механической нагрузки: питтинговая, язвенная, щелевая, ножевая, межкристаллитная

коррозия.
С нагрузкой: коррозионное растрескивание, коррозионная усталость и коррозионно - эрозионный износ.
Под действием ряда факторов: структурных особенностей металлов и сплавов, неоднородности объемных свойств электролитов, конструктивных особенностей и условий эксплуатации изделий и аппаратов, местных нарушений защитных покрытий и пассивного состояния - происходит локализация анодных реакций на отдельных участках и развитие местных поражений поверхности.

Слайд 13

Язвенная коррозия
Сопровождается образованием неглубоких, но широких язв и в отличие

от локальной депассивации характерна как для пассивного, так и для активного состояния металла. Причина- нарушение целостности защитного покрытия. В развитии язвы по автокаталитическому пути большую роль играет изменение в язве состава электролита. Язвенную коррозию в отличие от питтинговой, где все определяется Епо независимо от способа его достижения, труднее моделировать.

Слайд 14

Щелевая коррозия
Интенсивное локальное разрушение М в щелях конструкций, под

слоем продуктов коррозии, по ватерлинии. Причина- образование застойных зон электролита. На первой стадии процесса анодная реакция ионизации М и катодная реакция растворения окислителя (О2) протекают равномерно по всей поверхности вблизи щели. По мере снижения в щели содержания О2 в ней локализуется анодная реакция, а катодная реакция перемещается за ее пределы. Это приводит к изменению состава электролита в щели и автокаталитическому развитию процесса. Усиливающие факторы- накопление электролита в щели при атмосферной коррозии и депассивация пассивных металлов.

Слайд 15

Нитевидная коррозия
Специфическая форма щелевой коррозии протекает под защитным покрытием. Процесс

может происходить в условиях атмосферной коррозии при относительной влажности воздуха более 65%. Нить – это само-распространяющаяся щель, в головке которой преобладает анодный процесс и образуется тёмный осадок Fe(OH)2, а в канале выше О2 и Fe(OH)2 переходит в более светлый Fe(OH)3.

Слайд 16

Межкристаллитная коррозия
Избирательное разрушение границ зёрен сопровождается потерей прочности и пластичности

сплава (часто без изменения внешнего вида) и разрушением конструкции путем распада на зёрна. МКК протекает без механического напряжения, чем отличается от коррозионного растрескивания. Причина склонности к МКК - структурные превращения или сегрегация примесей на границах зерен, приводящие к образованию активных анодов, и изменение состава электролита образующихся канавок.

Слайд 17

Ножевая коррозия
НК – разновидность МКК, возникающая в сварных конструкциях в

очень узкой зоне на границе между швом и основным металлом за счет снижения в ней содержания хрома. Может возникать в хромоникелевых сталях с повышенным содержанием углерода, даже легированных титаном или ниобием для связывания углерода, если сварное соединение при сварке повторного шва или при термообработке попадает в сенсибилизирующую область температур 400 - 850°С.

Слайд 18

КОРОЗИОННО – МЕХАНИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ
Реализуется при совместном действии агрессивной среды и

механической нагрузки. Изменение механических свойств (прочности и пластичности) является результатом взаимодействия процессов адсорбции, коррозии и деформации. Равномерная коррозия улучшает механические свойства за счет выравнивания поверхности, а локальная ухудшает, что связано с работой концентраторов напряжений (дефектов поверхности).

Слайд 19

Коррозионное растрескивание
Распространение трещин в материале при воздействии агрессивной среды и

статического механического растягивающего напряжения.
Зарождению трещин способствуют разрыв поверхностной пленки, субмикроскопические трещины при обработке металла и уменьшение сил сцепления между зернами за счет адсорбции компонентов раствора.
Факторы, обусловливающие развитие трещины: наличие абсорбированного Н, возникновение Н-хрупкости и ускоренное растворение в вершине трещины за счет обнажения новых участков активного металла, образование коррозионных туннелей на ступенях сдвига и особого состава раствора, препятствующего репассивации.

Слайд 20

Коррозионная усталость
Возникает при совместном действии на металл агрессивной среды и

в отличие от КР переменных по величине или по знаку напряжений. При этом происходит постепенное накопление в материале повреждений и понижается усталостная прочность. Основным признаком является отсутствие предела выносливости, присущего М в воздухе.
КУ – наиболее распространенный вид коррозионно-механического разрушения. Анодная поляризация снижает усталостную прочность, а катодная до определенного критического цикла, определяемого эффектом наводороживания, повышает.

Слайд 21

Коррозионно-эрозионный износ
Кавитационная эрозия возникает при быстром относительном перемещении металла и

раствора вследствие образования и «схлопывания» пузырьков пара вблизи поверхности, особенно при наличии на ней неровностей.
Образование пузырьков обусловлено закипанием жидкости при обычной температуре за счет снижения давления. Затем при повышении давления пузырьки «схлопываются» с возникновением пластической деформации металла и образованием язв.

Локальная депассивация и локальные коррозионные процессы

Содержание

Питтинговое растворение Питтинг (точка) – углубление на участке поверхности, образовавшееся при

Локальная депассивация Условия: неоднородность пассивного состояния с активными центрами преимущественно на

Питтинговое растворение протекает через последовательные стадии зарождения, развития и репассивации

Механизмы инициирования питтингов Адсорбционный механизм (адсорбционное вытеснение кислорода анионами-активаторами).Островковая адсорбция кластерного

Пенетрационный механизм - внедрение анионов в дефектную структуру пассивирующего окисла и

Наиболее фундаментальной характеристикой процесса является Епо , который отвечает существенному

При гальваностатической поляризации рост Е обусловлен омическим падением напряжения между

Епо чувствителен к природе неметаллических включений. Их действие связывается

Существенным моментом питтинговой коррозии в нейтральных и щелочных растворах является

Первая стадия развития питтинга - образование ямок травления. За счёт

Локальные коррозионные процессы Без механической нагрузки: питтинговая, язвенная, щелевая, ножевая, межкристаллитная

Язвенная коррозия Сопровождается образованием неглубоких, но широких язв и в отличие

Щелевая коррозия Интенсивное локальное разрушение М в щелях конструкций, под

Нитевидная коррозия Специфическая форма щелевой коррозии протекает под защитным покрытием. Процесс

Межкристаллитная коррозия Избирательное разрушение границ зёрен сопровождается потерей прочности и пластичности

Ножевая коррозия НК – разновидность МКК, возникающая в сварных конструкциях в

КОРОЗИОННО – МЕХАНИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ Реализуется при совместном действии агрессивной среды и

Коррозионное растрескивание Распространение трещин в материале при воздействии агрессивной среды и

Коррозионная усталость Возникает при совместном действии на металл агрессивной среды и

Коррозионно-эрозионный износ Кавитационная эрозия возникает при быстром относительном перемещении металла и

Похожие презентации