Влияние дистиллированной воды на металлы
В марте я поставила предварительный опыт, в котором у меня также дистиллированная вода испарялась быстрее. Однако уже в июньском опыте обе воды испарялись с одинаковой скоростью, из-за чего пришлось поставить еще и июльский опыт - и тоже скорость испарения дистиллированной и водопроводной воды была примерно одинаковой.
Что это значит? Что весной свойства воды отличаются от свойств воды летом?
Для доказательства этого факта придется ставить многолетний опыт. посмотрим, хватит ли у меня энтузиазма. однако я точно ничего не читала в химических книгах о коррозии о различиях в зависимости от сезона, хотя где-то читала о том, что весенний бетон отличается от осеннего.
Теперь коррозия в разных условиях:
Дистиллированная вода + гвоздь + масло сверху (чтобы изолировать от проникновения воздуха)
Июньский опыт:
Июльский опыт:
Дистиллированная вода + гвоздь + резиновая пробка (для предотвращения поступления дополнительного воздуха извне)
Июньский опыт:
Июльский опыт:
Дистиллированная вода + гвоздь (свободное поступление воздуха)
Июньский опыт:
Июльский опыт:
Водопроводная вода + гвоздь (свободное поступление воздуха)
Июньский опыт:
Июльский опыт:
Водопроводная вода + гвоздь + постоянный магнит (как влияет магнитное поле на коррозию)
Июньский опыт:
Июльский опыт:
Дистиллированная вода + гвоздь + NaCl, насыпанная на дно (как соль влияет на скорость коррозии)
Июньский опыт:
Июльский опыт:
Водопроводная вода + гвоздь + NaCl, насыпанная на дно (чуть меньше соли получилось в июльском опыте)
Июньский опыт:
Июльский опыт:
Водопроводная вода + гвоздь + медь (медь должна усиливать коррозию железа)
Июньский опыт:
Водопроводная вода + гвоздь + H2SO4 (кислота должна ускорять коррозию)
Июньский опыт:
Июльский опыт:
Исходя из обычных представлений о коррозии железа, ожидалось, что под маслом и под резиновой пробкой коррозия гвоздя должна быть замедленной или вообще отсутствовать, поскольку нет возможности для воздуха проникать в воду. Однако видно, что коррозия прекрасно себе идет и под маслом, и под резиновой пробкой, ну, может, чуть медленнее, чем в открытой пробирке. Неужели проникновение воздуха в раствор не играет роли?
Кроме того, в открытой пробирке образуется больше хлопьев, падающих на дно, а в пробирке с маслом образуется пылевидный налет по стенкам пробирки вместо хлопьев. Выходит, масло как-то препятствует образованию хлопьев?
При сравнении коррозии в дистиллированной воде и водопроводной видно, что черные колечки в дистиллированной воде начинают образовываться уже к 8 суткам, а в водопроводной только после 20 суток. Что же это за черное вещество? Это может быть FeO или Fe3O4, а может и углерод, хотя в стали углерода не более 1,2%. Обожгла гвоздь с налетом на газу, если бы это был углерод, он бы превратился в СО2 и улетучился, вместо этого черный налет приобрел бурый оттенок. Выходит, это все-таки FeO, который при обжиге превращается в Fe2O3?
А дистиллированная вода быстрее реагирует с гвоздем, чем водопроводная, это видно и по скорости образования осадка на дне пробирки, и по скорости превращения Fe2O3 (оранжевого) в Fe3O4 (черный).
NaCl замедляет процесс коррозии. Чем больше было соли, тем медленнее ржавел гвоздь. Хотя
считается, что, напротив, соль ускоряет коррозию, потому что в море любое железо разрушается быстрее.
Влияние дистиллированной воды на металлы
Во все пробирки аккуратно положил по 2 гвоздя.
Налил реактивы так, чтобы гвозди находились в растворах полностью.
Плотно закрыл каждую пробирку пробкой для изоляции от внешней среды.
Регулярно вел наблюдения, записывая любые изменения в журнале.
Условия опыта:
В пробирке №1 гвозди находились в дистиллированной воде. Дистиллированная вода в отличие от природной не содержит в себе никаких солей. Пробирка закрыта пробкой.
В пробирке № 2 гвозди находились в дистиллированной воде, над которой был налит слой растительного масла. Растительное масло предотвращает поступление в воду каких бы то ни было веществ из воздуха пробирки, в том числе кислорода. Пробирка закрыта пробкой.
В пробирке № 3 гвозди находились в растворе щелочи. Пробирка закрыта пробкой.
В пробирке № 4 гвозди были в контакте с медной проволокой и находились в воде. Пробирка закрыта пробкой.
В пробирке № 5 гвозди находились в растворе поваренной соли. Пробирка закрыта пробкой.
Результаты наблюдения (приложение 8).
Уже на второй день ржавчина появилась на шляпках гвоздей и на дне пробирок № 1 (с дистиллированной водой), № 4 (гвозди находятся в контакте с медной проволокой) и № 5 (гвозди в растворе поваренной соли). В пробирке №2 слой воды у дна стал слегка желтоватым. В пробирке №3 изменений нет, чему я очень удивлен.
На третий день слой ржавчины увеличился в пробирках № 1, 4, 5. В пробирке № 2 новых изменений нет. В пробирке №3 изменений нет, продолжаю удивляться.
На четвертый день увеличение слоя ржавчины наблюдал в пробирках №1, 4, 5. В пробирке №2 появился осадок на донышке. В пробирке №3 изменений нет, почему?
На девятый день в пробирках, где появилась ржавчина № 1,4,5, она стала более рыхлой и осела на дно, в пробирке №2 процесс остановился. В пробирке № 3 изменений не произошло.
На одиннадцатый день продолжается процесс в пробирках № 1,4,5. В пробирках № 2,3 изменений нет.
На шестнадцатый день продолжается процесс в пробирках № 1,4,5. В пробирках № 2,3 изменений нет.
В пробирке №1 в дистиллированной воде мог раствориться находящийся в ней кислород и под его действием начался процесс окисления гвоздя, появилась ржавчина.
В пробирке №4 железные гвозди соприкасаются с менее активным металлом - медью, железо как более активный металл начинает активно окисляться, покрываясь ржавчиной.
В пробирке №5 коррозия гвоздей происходит в результате электрохимических реакций. Соль способствует ускоренному появлению ржавчины.
В пробирке №2 в течение первых дней слабо происходит коррозия, а затем, как будто останавливается. В пробирке находится слой растительного масла. Масло предотвращает попадание кислорода в воду. Железо устойчиво к воздействию чистой воды, поэтому процесс останавливается.
В пробирке №3 находится щелочь. Щелочь довольно агрессивное вещество, способно разъедать бумагу, ткани, кожу. Воздействует ли оно на железо? Отсутствие изменений меня удивляло. А появится ли когда-нибудь ржавчина? В ожидании результата, я поискал ответ на свой вопрос.
В Большой Энциклопедии Нефти и Газа я прочитал: «Скорость коррозии железав щелочных растворах по сравнению со скоростью коррозии в нейтральных и кислых растворах меньше» [1]. Оказывается, щелочь замедляет коррозию!
Защита металлов от коррозии. Проблемы коррозии постоянно обостряются из-за непрерывного роста производства металлов и ужесточения условий их эксплуатации. Среда, в которой используются металлические конструкции, становится все более агрессивной, в том числе и за счет ее загрязнения (приложение 9). Металлические изделия, используемые в технике, работают в условиях все более высоких температур и давлений, мощных потоков газов и жидкостей. Поэтому вопросы защиты металлических материалов от коррозии становятся все более актуальными. Полностью предотвратить коррозию металлов невозможно, поэтому единственным путем борьбы с ней является поиск способов ее замедления.
Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и, прежде всего, легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (5 в. до н. э.) и древнеримского ученого Плиния Старшего (1 в. до н. э.) уже есть упоминания о применении олова для предохранения железа от ржавления. В настоящее время борьбу с коррозией ведут сразу в нескольких направлениях – пытаются изменить среду, в которой работает металлическое изделие, повлиять на коррозионную устойчивость самого материала, предотвратить контакт между металлом и агрессивными веществами внешней среды [11].
В нашей стране накоплен некоторый опыт проведения исследований с целью определения скорости коррозионных процессов и методов защиты. Усилена работа в сфере разработки специализированных материалов и технологий, которые обеспечивают высокую степень защиты от коррозии. На основании изученной литературы и проведенных опытов можно сделать вывод: защитить металлы от коррозии можно доступными средствами. Рекомендации по защите металлов от коррозии находятся в приложении 10.
Анализ анкет детей.
Среди учащихся начальных классов я провел анкетирование по вопросам анкетыдля проведения социологического опроса учащихся о ржавчине (приложение 11). Проанализировав, сравнив и обобщив результаты, я пришел к выводу, что 90 % учащихся знают что такое ржавчина (приложение 12).
Проблема ржавления металлов их волнует 64 %.
Думают, что ржавление приносит человеку пользу - 3 %.
Считают, что ржавление приносит человеку вред - 82 %.
Вред ржавления видят в том, что изменяется внешний вид изделий, они становятся «грязными», загрязняют одежду, машины, ржавчина разрушает конструкции из металла.
Знают о том, что существуют способы защиты металлов от коррозии - 27 процентов.
Не знают способы защиты от коррозии - 24 %, не смогли ответить на этот вопрос 49%.
Могут предложить способы защиты от коррозии - 27 % учащихся. Среди предложенных способов: защита металлов от воды протиранием, смазкой, покрытие защитной пленкой, лаком, очистка щетками, хранение техники не под открытым небом, а в сарае, гараже, специальный уход.
Заключение. Выводы. Рекомендации.
Работая над проблемой изучения условий появления ржавчины я пришел к следующим выводам:
Ржавчина – налет на поверхности металла или сплавов, ведущий к их разрушению.
Результаты практических опытов позволяют сказать:
усиливают ржавление: вода, газы (например, кислород), поваренная соль, контакт с менее активным металлом;
замедляют ржавление щелочи и соли, дающие щелочную среду.
Ржавление приносит не только экономический ущерб, но также отрицательно влияет на здоровье человека, приносит ему материальный ущерб и негативно сказывается на состоянии окружающей среды.
Защитить металлы от коррозии можно доступными средствами.
Рекомендации по защите металлов от коррозии находятся в приложении 10.
Список литературы.
Большой энциклопедический словарь. Языкознание / гл.ред. В.Н.
Ярцева. М.: Науч. изд-во «Большая Рос. Энциклопедия», 2000. 688с.: ил.
Ожегов С. И. Словарь русского языка / Под ред. С. П. Обнорского. — М., 1949.
Толковый словарь русского языка: В 4 т. / Под ред. Д. Н. Ушакова. — М. : Сов. энцикл.: ОГИЗ, 1935—1940.
Шлугер М.А., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов / М.А .Шлугер, Ф.Ф.Ажогин, Е.А. Ефимов- М.: «Металлургия»,1981. -216с.
Юхневич Р., Валашковский Е Техника борьбы с коррозией / Р. Юхневич , Е.Валашковский -пер.с польск/Под редакцией Сухотина А.М.- Л: Химия,1978.- 304с.
Приложение 1.
Ржавчина на дверных шарнирах, материалах, инструментах.
Приложение 2.
Мост Кинзу после разрушения.
Приложение 3.
Ржавчина в водопроводной воде
Приложение 4.
Ржавчина на бытовой технике
Приложение 5.
Ржавчина на трубах, батареях
Приложение 6.
Коррозия трубопроводов газа и нефти
Приложение 7.
Закладка опыта
Первый день
Пронумеровал пробирки, положил по 2 гвоздя
Налил реактивы, чтобы гвозди находились в растворах
Пробирки плотно закрыл пробками
Каждый день вел наблюдения, записывая результаты в журнал
Приложение 8.
Фиксирование наблюдений
Второй день
Приложение 8 (продолжение)
Таблица наблюдений за изучением условий ржавления гвоздей
№ пробирки, день
Н2О дистиллированная
Н2О (дист)+ раститель-ное масло
NaOH, щелочь
Контакт с медью
NaCl, поваренная соль
1
2
3
4
5
1 день
2 день
Появление ржавчины оранжевого цвета на шляпках гвоздя и на донышке пробирки, в воде появилось помутнение.
Слой воды у дна пробирки стал слегка желтоватый. Цвет более яркий, чем в пробирке №1.
Я удивлен, что ничего не изменилось.
Появилась ржавчина на шляпке, на дне пробирки. Изменился цвет медной проволоки, она стала более темной.
Появилась ржавчина на шляпке гвоздя и на дне пробирки.3 день
3 день
Слой ржавчины на дне пробирки увеличился
Слой воды у дна имеет окраску, но осадка нет.
Продолжаю удивляться. Ничего не изменилось, но почему?
Слой ржавчины на шляпке гвоздя увеличился, стал более рыхлым.
Слой ржавчины увеличился.
4 день
Появился осадок на донышке пробирки
Рыхлый слой увеличился
Слой ржавчины появился на боковой поверхности гвоздей
9 день
Слой ржавчины на дне увеличился. Появился слой ржавчины на пробирке
Верхний слой воды стал желтым
Ржавчина осела на дно. Увеличился слой ржавчины на гвозде, на проволоке.
Ржавчина осела на дно, и появилась на стенках пробирки
11 день
Увеличился слой ржавчины на шляпках гвоздей
Верхний слой воды остается желтым, других изменений не наблюдается
А появится ли ржавчина? Когда?
На шляпке гвоздей горка ржавчины
Темно-коричневого цвета ржавчина оседает на дне пробирки.
16 день
Вода помутнела, слой ржавчины появился на стенках пробирки.
Верхний слой воды остается желтым, как пленка
До сих пор ничего не произошло.
Вода стала желеобразного состояния желтого цвета, на дне скопился осадок ржавчины
Осадок ржавчины на дне и по всей поверхности гвоздей.
Приложение 9.
Методы защиты от коррозии
Приложение 10.
Подручные домашние средства для удаления ржавчины
Подручное средство
Как применять?
1.Рыбий жир
Рыбий жир следует нанести на рыжее пятно и оставить на несколько часов. Благодаря жиру коррозия быстро исчезнет, а он создаст на металле тонкую пленку, которая будет защищать его от повторного появления ржавчины.
2.Картофель + соль или хозяйственное мыло
Если металл поражен коррозией незначительно, то:
разрежьте сырой картофель пополам;
посыпьте свежий срез каменной солью или намазать хозяйственным мылом; хорошенько натрите половинкой ржавое место на противне.
3.Уксус + лимонный сок
Необходимо смешать эти два вещества в равных частях и нанести на ржавчину (для борьбы с ржавчиной на металле и в ванной, с пятнами на одежде).
Для ткани достаточно, чтобы средство воздействовало около 20 минут, а для металла – несколько часов.
По истечении указанного времени потрите «ржавое пятно» на ткани щеткой, а на металле стальной мочалкой. По окончании удаления ржавчины хорошенько промойте пораженную вещь водой, после чего хорошенько высушите.
4.Пищевая сода
Добавьте в соду такое количество воды, чтобы по консистенции она была похожа на кашицу, после чего:
полученной смесью обработайте места, где появилась ржавчина, к примеру, раковину в ванной или смеситель; оставьте на полчаса;
хорошенько потрите поверхность металлическим скребком;
в случае, если ржавчина не до конца удалена, повторите процедуру.
5.Томатный
соус или кетчуп
Для удаления ржавчины обильно нанесите соус или кетчуп на ржавчину;
оставьте его на некоторое время; тщательно промойте металл;
6.Белый уксус + мука
Приготовьте пасту, смешав: 300 мл столового уксуса; одну столовую ложку каменной соли; немного муки , чтобы получилась густая консистенция.
Средством обработайте те участки латуни, которые поражены ржавчиной, и оставьте на полчаса. Возьмите тряпку и уберите пасту с поверхности, после чего промойте холодной водой и тщательно высушите металл.
7. Глицерин + зубной порошок + вода
Это средство поможет удалить пятна ржавчины с цветных тканей:
необходимо смешить все компоненты в равных частях;
нанесите на пятно ржавчины; оставьте на сутки;
на следующий день постирайте вещь.
8.Кока-кола
Отлично удаляет ржавчину с металла, так как содержит фосфорную кислоту.
Не стоит увеличивать время воздействия этих средств, поскольку можно повредить сам металл. Избавляйте от излишней влаги металл, чтобы не спровоцировать появление ржавчины.
Приложение 11.
АНКЕТА
для проведения социологического опроса учащихся о ржавчине.
Коррозия в различных средах
Коррозия большинства стойких алюминиевых сплавов в воде, так же как и в атмосфере, носит преимущественно питтинговый характер, но протекает заметно неравномернее в виде редких и довольно крупных поражений.
Такое различие связано с электропроводностью воды, практически всегда более высокой, чем электропроводность тонких пленок влаги, в которой обычно развивается коррозия в атмосферных условиях. Неравномерность распределения очагов коррозии часто затрудняет точную их оценку и поэтому результаты замеров питтинговой коррозии часто носят случайный характер, при котором надежное определение основных закономерностей коррозионного поведения алюминия и его сплавов в воде не всегда возможно. Тем не менее анализ результатов, накопленных к настоящему времени в мировой практике, показывает, что глубина питтинга в воде, так же как и в атмосферных условиях, растет в соответствии с формулой h=Rτ 1/3 . Коэффициент R в большинстве случаев при испытаниях в воде существенно выше, чем в атмосферных условиях.
Количество питтингов, их характер и глубина проникновения в значительной мере зависят от состава воды и условий эксплуатации сплавов. Наибольшее влияние на коррозию оказывают такие факторы, как жесткость воды (присутствие в воде комплексов солей карбонатов, сульфатов и хлоридов), рН, содержание примесей тяжелых металлов (особенно меди и ртути), насыщение кислородом и др. В этой связи важное значение в определении скорости коррозионного процесса имеют такие условия, как скорость движения воды и температура.
Кроме влияния на электропроводность, перечисленные факторы могут в значительной мере изменять защитные свойства естественной оксидной пленки алюминия и его сплавов, ускорять или замедлять катодные и анодные реакции и т.д. На практике многие перечисленные факторы могут действовать одновременно и значительно ускорять процесс коррозии на алюминиевых сплавах.
Небольшое отклонение значения рН от нейтральной среды в кислотную (рН до 4,0) или слабо щелочную увеличивает скорость питтинга в естественной свежей воде. Минимальная скорость развития питтинга наблюдается при рН от 6 до 7. Бикарбонат незначительно влияет на коррозию алюминия. Его роль может быть заметной в присутствии таких примесей, как медь и хлориды. Максимальные потери наблюдались при содержании карбонатов 90 мг/л. Присутствие в воде сульфатов может повышать сопротивление питтинговой коррозии.
Наиболее заметный эффект вызывает наличие в воде солей тяжелых металлов и особенно меди и ртути. Содержание в 1 л дистиллированной воды только 0,10 мг меди вполне достаточно, чтобы вызвать появление питтинга на алюминии. Однако влияние меди в значительной степени определяется наличием в среде других веществ, например хлоридов, карбонатов, при совместном присутствии которых увеличиваются коррозионные потери уже при содержании ионов меди 0,06 мг/л. В свою очередь отрицательное влияние меди связано с рН среды и проявляется в основном при значении рН ниже 8.
Железо обладает меньшей коррозионной активностью. Тем не менее присутствие в воде ржавчины усиливает коррозию алюминия и его сплавов, особенно при повышении температуры и изменении скорости потока. В этом случае прямые участки трубопроводов покрываются плотным защитным слоем ржавчины, а в местах турбулентного потока или изменения скорости ржавчина не удерживается, и они служат эффективными анодами.
Значительно более агрессивное действие на алюминий и его сплавы в воде может оказывать ртуть. Резкое снижение коррозионной стойкости наблюдается даже в присутствии следов металлической ртути.
Большое влияние на коррозионную активность воды оказывают хлориды. Некоторое заметное увеличение скорости коррозии наблюдается при увеличении их концентрации от 50 до 300 мг/л. Как уже отмечалось, влияние хлоридов резко возрастает в присутствии ионов меди и заметно в присутствии карбонатов.
Хлорированная вода при концентрации свободного хлора до 0,5 мг/л не оказывает заметного влияния на коррозию алюминия и его сплавов. В то же время содержание хлора в пределах от 10 до 50 мг/л приводит к значительному увеличению коррозии трубопроводов из алюминиевых сплавов. Кроме перечисленных факторов, на скорость питтинговой коррозии сложное влияние оказывают скорость движения потока воды и ее температура. При повышении температуры до 50 °С скорость коррозии алюминия и его сплавов в воде увеличивается, затем при более высоких температурах резко уменьшается, что, по-видимому, связано с уменьшением растворимости в воде кислорода и формированием при 70- 80 °С бемита. Как правило, при повышении скорости потока до 2-4 м/с коррозия алюминиевых сплавов уменьшается вследствие усиления пассивации. Дальнейшее повышение скорости может снижать сопротивление коррозии из-за абразивного воздействия и кавитации.
Таким образом, в зависимости от условий коррозионная стойкость алюминиевых сплавов в пресной воде изменяется в очень широких пределах: от стойкого состояния до состояния пониженной стойкости. Например, в дистиллированной или чистой конденсированной воде возможно применение алюминиевых сплавов в виде труб и других изделий в течение длительного времени без замены, что определяет их широкое использование для контейнеров дистиллированной и деионизированной воды, а также в системах парового обогрева. В жесткой воде (общая жесткость 300-500 мг/л) при содержании меди 0,08 мг/л алюминиевые трубы выходят из строя через 4-6 лет, а при увеличении температуры до 70- 90 °С - через 0,5-1,5 года.
На основе результатов, полученных с учетом развития питтинга в отсутствии защиты, толщину стенки больших резервуаров для хранения воды выбирают не менее 6 мм, что позволяет эксплуатировать их длительное время. Толщина стенок труб, по которым течет жесткая агрессивная вода должна быть не менее 4,5 мм, а неагрессивная мягкая вода - не менее 1,5 мм.
Для применения в пресной воде с температурой до 100 °С обычно используют различные марки алюминия, низколегированные сплавы различных систем - АМц, Д12, АД31, АДЗЗ, АМг2. В слабоагресснвной движущейся воде можно использовать сплавы 1935 и 1915. При высоких температурах (от 100 до 250 °С) в чистой воде находят применение алюминий и его сплавы, легированные катодными добавками (хром, железо, медь), которые в данных условиях тормозят развитие коррозии.
Для того, чтобы удлинить срок службы и уменьшить толщину стенки изделий, применяющихся в пресной воде, их защищают плакированием или напылением алюминиевыми сплавами, анодными по отношению к основе. Такой подход значительно расширяет выбор сплавов, предназначенных для эксплуатации в воде и делает возможным применение даже вторичных сплавов типа ВД1, защищаемых плакировкой из АД1 или АЦ2.
В замкнутых системах целесообразно применять подходящие ингибиторы в концентрациях, предотвращающих образование питтингов.
Морская вода
Главным компонентом, определяющим коррозионную агрессивность морской воды, являются галоидные ионы, концентрация которых достигает 30 г/л. Поэтому на практике для имитации действия морской воды применяют ускоренные испытания в хлоридных растворах.
Испытания в морской воде отличаются от испытаний в таких растворах более локальным развитием коррозии и приводят к большей глубине поражений при меньших общих потерях (например, массы). В морской воде более четко и ярко по сравнению с 3%-ным раствором NaCl проявляются структурные виды коррозии РСК, МКК и КР, характерные для ряда алюминиевых сплавов.
Агрессивность морской воды в отличие от пресной может в значительной мере определяться содержанием кислорода, концентрация которого в зависимости от солености воды, скорости движения потока и глубины погружения может меняться в широких пределах.
Важным фактором, влияющим на коррозионное воздействие морской воды в естественных условиях, является биологическое обрастание, которое, как правило, более интенсивно идет в поверхностных слоях и может приводить как к уменьшению, так и к увеличению стойкости алюминиевых сплавов.
Данные, представленные в табл. 70, 71, показывают, что коррозионная стойкость алюминия и его сплавов в морской воде значительно ниже чем в атмосферных условиях и существенно понижается по мере увеличения глубины погружения в морскую воду. Это прежде всего связано с понижением концентрации кислорода в воде. Такая зависимость коррозии от содержания кислорода характерна практически для всех металлов, находящихся в пассивном состоянии. Некоторое положительное влияние в поверхностных слоях моря может оказывать биологическое обрастание, при котором на поверхности образца образуется тонкая, почти сплошная карбонатная пленка, легко растворимая при обработке образцов в кислотах (в частности, в HN03). Одновременно наличие такой пленки может приводить к еще более неравномерному распределению очагов коррозии.
Основные закономерности коррозионного поведения алюминия и его сплавов в зависимости от природы сплава во многом совпадали с закономерностями, отмеченными для этих сплавов в морской атмосфере.
Глубина питтинговой коррозии на алюминии различных марок в ряде случаев может быть заметно больше, чем некоторых низколегированных сплавов типа АМг2, АМц и др. Чем чище по примесям алюминий, тем больше может быть максимальная глубина поражений. Относительно высокой коррозионной стойкостью характеризуются низко- и среднелегированные сплавы системы А1-Mg, что и определяет их широкое применение в качестве важных конструкционных материалов в морских строительных конструкциях. Неправильная термообработка полуфабрикатов из сплава, содержащего выше 3,5 и особенно выше 5 % Mg, приводит в ряде случаев к резкому снижению коррозионной стойкости из-за появления чувствительности к МКК и РСК.
Искусственное старение сплава типа АДЗЗ приводит к заметному уменьшению коррозионной стойкости из-за появления чувствительности к МКК. По этой же причине сварные соединения сплавов системы А1-Mg- Si являются нестойкими в морской воде. Значительно понижается коррозионная стойкость сварных соединений сплавов системы А1-Mg.
Сплавы системы AI-Zn-Mg (1915Т, 1935Т и др.) в большинстве случаев бывают нестойкими в морской воде из-за чувствительности к РСК, которая особенно сильно развивается вблизи сварных швов.
Высоколегированные сплавы Д16Т и В95Т1 в морской воде также подвержены интенсивной РСК, скорость которой значительно выше, чем в атмосферных условиях На сплаве В95 в состоянии Т2 и ТЗ развивается только язвенная коррозия с глубиной, приблизительно соответствующей глубине коррозии на низко- и среднелегированных алюминиевых сплавах. Биологическое обрастание значительно тормозит развитие РСК на высокопрочных алюминиевых сплавах, и глубина от этого вида коррозии при испытании в поверхностном слое морской воды может быть меньше, чем в атмосферных условиях.
Данные за 10 и 16 лет выдержки в морской воде стойких алюминиевых сплавов подтверждают вывод о том, что коррозия в этой агрессивной среде, так же, как и в обычной воде и в атмосфере, идет с торможением скорости роста питтинга во времени, но при этом k в формуле (22) значительно выше, чем при росте питтинга в атмосферных условиях. Повышение k происходит не только в результате увеличения эффективности действия «катодных элементов», но и вследствие возрастания общей суммы легирующих элементов в сплаве.
В морской воде контактная коррозия значительно более опасна, чем в атмосферных условиях. Степень-опасности контактной коррозии алюминиевых сплавов в 3,5 %-ном растворе NaCl уменьшается в ряду медь> >сталь 3>нержавеющая сталь>титановый сплав. Относительно высокая электропроводность морской воды в значительной мере облегчает защиту алюминиевых сплавов электрохимическим способом. Очень эффективно в данном случае применение анодных плакировок, поэтому такой сплав, как АМц, часто применяется в плакированном виде. Результаты испытаний показывают высокую надежность плакировок, содержащих цинк. Коррозионная стойкость после одного года испытаний на таком металле (0,4 мм) заметно выше, чем на металле без плакировки (3,2 мм).
Сплавы системы А1 - Mg и другие алюминиевые сплавы могут быть достаточно легко защищены при использовании расходуемых анодов. Наиболее эффективными считаются аноды из сплавов на основе системы А1 - Zn - Hg. Наряду с этими можно применять аноды на основе цинка и алюминиевого сплава системы А1 - Zn - Mg. Применять аноды из магния нельзя, так как это приводит к перезащите в результате повышения рН около катода.
Применение алюминиевых сплавов в морских средах постоянно расширяется. Построены суда с алюминиевыми корпусами, в том числе суда на подводных крыльях. Алюминиевые корпуса небольших судов не окрашиваются. Окрашивание обычно проводят для предотвращения и очистки корпусов от биологического обрастания. При этом применяются составы на основе оловянно-органических соединений.
Для крепежа можно применять детали, выполненные из стали, но обязательно с покрытием, лучшими из которых являются цинк (горячее цинкование), а также алюминивые сплавы (горячее алюминирование). Перспективно применение алюминиевых сплавов в опреснительных установках.
Автор: Администрация
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Почему гвоздь ржавеет в ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЕ? ВЕДЬ, В ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЕ ПРАКТИЧЕСКИ НЕТ КИСЛОРОДА
Вообще-то практически все металлы, стоящие левее водорода в ряду активности, способны вытеснять этот самый водород не только из кислот, но и из воды! И железо - не исключение, оно окисляется и водой:
Fe + 2H2O = H2 + Fe(OH)2
Fe(OH)2 = H2O + FeO (оксид зеленоватого цвета)
Если долго будет лежать в воде, то в ней понемногу растворяется кислород, он окисляет оксид железа дальше:
4FeO + O2 = 2Fe2O3 (бурая ржавчина)
Ди Н Мудрец (11306) В чём отличе между фионитом и хризалитом? ты что, мозги мне е б ать собрался? жене своей еби!
зачем нахамил всем, кто потратил на тебя свое время и дал верные ответы? если ты не понял учителя - это не повод так хамить людям.
покажи учителю, как работает дистиллятор, пусть придумает, что сделать, чтобы дистиллированная вода не захватывала кислород из воздуха. А в кипяченой воде без доступа кислорода железо не ржавеет, поэтому трубы отопления не особо сильно ржавеют.
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
у тебя в голове чего-то нет
Кислород прекрасно растворяется в дистиллированной воде, он вообще не знает, какая вода, он просто растворяется и всё. в любой воде. Учитель твой - болван. Не будь болваном и ты - открывай все заблокированные ответы, они почти все - правильные.
В дистиллированной воде треть атомов это кислород)).. тоесть его там полно.. загугли что такое вода и что будет если удалить из воды кислород.. например путем электролиза.. хотя думаю что ты тролль который банит ответы..
Коррозия и консервация оборудования - Влияние примесей на коррозию металлов в водной среде
1.2. Влияние примесей на коррозию металлов в водной среде
На скорость и характер коррозии металла влияют как внутренние факторы - состав, гетерогенность, механические напряжения металла, так и внешние. Одним из решающих внешних факторов следует считать влияние на процессы коррозии присутствующих в воде различных химических соединений.
Так, анионы С1 , Вr, I мало влияют на кинетику анодного растворения металла в активной области коррозионного процесса и даже несколько тормозят реакцию. В пассивной области эти анионы часто вызывают депассивацию, и локальную коррозию металла. Депассивирующее действие галогенов имеет адсорбционную природу. Механизм депассивации объясняется адсорбцией хлор-ионов пассивной пленкой, из которой соответственно вытесняются и замещаются ионы кислорода. При этом получаются растворимые хлористые соединения металла и на участках металлической поверхности образуются поры [2].
Аустенитные нержавеющие стали способны пассивироваться в растворах и в присутствии хлоридов, но с увеличением концентрации последних область пассивного состояния уменьшается. В растворе хлоридов при отсутствии кислорода аустенитная сталь не подвергается коррозионному растворению, а с введением кислорода она корродирует тем быстрее, чем выше его концентрация в растворе При температуре 250-300 С коррозионное растрескивание аустенитных сталей наступает уже при содержании в воде хлорилов и кислорода более 0,5 мг/кт каждого.
В слабокислых растворах при наличии хлор-иона возникает точечная коррозия нержавеющих аустенитных сталей, развивающаяся не на границах зерен, а в отдельных точках поверхности и распространяющаяся со временем вглубь. Этот вид коррозии наблюдается для металла, находящегося на границе пассивного состояния, когда защитная пленка еще не обладает достаточной прочностью. Ослабленными частями поверхности могут быть отдельные включения оксидов реагирующих элементов, неровности поверхности, места, где защитная оксидная пленка еще только зарождается, и др.
Для развития точечной электрохимической коррозии в этом случае необходимо чтобы работала коррозионная пара анод-катод. Устойчивая работа такой пары возможна, если возникающий точечный анод в данных условиях не пассивируется под действием анодного тока. Это обеспечивается, например, наличием в растворе активных ионов хлора с одновременным присутствием кислорода или другого окислителя при слабокислой среде. В результате протекания анодного процесса на дне язвинки образуются вторичные гидрооксидные продукты коррозии, снижающие pH раствора. Скорость коррозии в глубину увеличивается из-за малых площадей анода и больших площадей катодных участков.
Высокая степень перехода продуктов коррозии в хлоросодержащую воду определяется уменьшением концентрации ионов Fe2+, преобразующихся в комплексное соединение трехвалентного железа по реакции
Однако введение в раствор посторонних ионов может подавить депассивацию галогенами за счет их вытеснения из пассивной оксидной пленки.
Поданным [41] существует определенное соотношение концентраций посторонних анионов и хлоридов
При совместном воздействии кислорода пассивное состояние
стали нарушается значительно легче в кислом электролите, чем нейтральном. Пассивирующие свойства электролита, содержащего анион дают определенные соотношения сульфатов и хлор-ионов, при которых депассивирующее действие на металл хлор-ионов прекращается.
Значения а для иона С вводом кислорода, например до 200 мг/кг, в нейтральной среде, содержащей хлориды, скорость коррозии стали повышается в 2 раза.
Нитриты выполняют двойственную роль при коррозии металла. С одной стороны, они служат мощным деполяризатором катодных участков коррозионных пар, ускоряя процессы электрохимической коррозии, с другой, нитриты, обладая окислительными свойствами, окисляют металл, создавая защитные оксидные пленки. Чем выше концентрация нитритов в растворе, тем больше вероятность образования защитных пленок.
Процесс нитритной коррозии металла можно охарактеризовать следующими реакциями:
(16)
При повышенных температурах предполагается, что коррозия металла обуславливается и кислородом, образующимся в результате термического разложения нитритов по реакции:
Рис. 1.3. Зависимость скорости коррозии стали от концентрации нитритов в котловой воде: 1,2 - при р, равном 3 и 10 МПа
Так, при давлении 3 МПа коррозионные свойства нитритов возрастают с ростом их концентрации в воде до 100 мг/кг, затем снижаются, при концентрации 500 мг/кг коррозия металла практически прекращается. При давлении 10 МПа скорость коррозии возрастает непрерывно с ростом концентрации нитритов (рис. 1.3). При введении едкого натра пассивирующие свойства нитритов возрастают, а при введении в раствор хлоридов понижаются При добавлении сульфита натрия в раствор, содержащий NaNO2, заметно уменьшается как общая, так и локальная скорость коррозии металла. Наилучший эффект получен при соотношении Возникновению и развитию коррозионного растрескивания углеродистых и слаболегированннх хромистых и хромоникелевых сталей способствует сероводород. Уже при концентрации H2S, равной 0,0002 %, на металлической поверхности возникает межкристаллитная сетка сульфидов. Атомарный водород, образующийся при сероводородной коррозии, может диффундировать в железо, где его часть, находясь в пустотах кристаллической решетки металла может соединяться в молекулы. При скоплении большого количества молекул водорода в пустотах кристаллической решетки на поверхности стали могут образоваться вздутия. Внутри этих вздутий создается давление водорода. Склонность к образованию межкристаллитных трещин в присутствии сероводорода проявляется в слабокислой и щелочной средах.
Большой интерес представляет влияние углекислоты на коррозию металла. Углекислота в растворе диссоциирует не полностью
Наличие буферных свойств раствора затрудняет нейтрализацию угольной кислоты, так как разрядившиеся ионы водорода пополняются новыми за счет дальнейшей диссоциации, и pH среды изменяется незначительно. Атомарный и молекулярный водород восстанавливают и отслаивают оксидные пленки с поверхности металла, вследствие чего кислород через поврежденные участки беспрепятственно поступает к поверхности металла, и коррозия протекает с неизменной скоростью.
С повышением концентрации СO2 в обессоленной воде уже при pH равном 5,7 скорость коррозии стали значительно увеличивается по сравнению со скоростью коррозии при pH = 7. На коррозию заметное влияние оказывает скорость движения потока среды. Так, по данным [7] при движении жидкости скорость общей коррозии углеродистой стали в оборотной воде в 1,4-3,4 раза больше, а в дистиллированной воде в 6-16 раз больше, чем в статических условиях.
В воде, содержащей ионы В дистиллированной воде скорость коррозии со временем непрерывно растет в связи с отсутствием ионов Раствор, содержащий NaOH, КОН может вызвать щелочную хрупкость металла как при наличии кислорода, так и при его отсутствии. Опасная концентрация щелочей в растворах для разных марок сталей различна. Так, разрушение стали 18 Cr.SNi происходит уже под действием 1,47 н. гидроксида натрия при температуре 330°С и при отсутствии упаривания. На теплопередающей поверхности за счет упаривания концентрация щелочи может увеличиваться в 50-100 раз.
Рис. 1.4. Зависимость скорости нитритной коррозии стали от концентрации сульфита натрия в котловой воде (концентрация в котловой воде нитрита натрия 100 мт/кг). 1,2- при р - 3 и 100 МПа.
Коррозионные процессы идут уже при концентрации свободной щелочи у стенки металла свыше 5% [43]. При концентрации NaOH более 30% и с ростом температуры защитные оксидные пленки растворяются особенно интенсивно с образованием феррита натрия Na2Fe2O4 и гипоферита натрия Na2FeO2. Наличие в обессоленной воде щелочи в малых количествах (менее 100 мг-экв/л) способствует локализация коррозии металла при этом важное значение имеет не абсолютная щелочность воды, а относительная, т.е. доля едкого натра в общем солевом составе котловой воды.
Читайте также: