Если парциальное давление окислителя ниже давления диссоциации образующегося соединения, то термодинамически окисление металла прекращается.
Если окисление металла лимитируется химической реакцией, то скорость коррозии увеличивается пропорционально давлению кислорода.
Если скорость реакции определяется процессом диффузии в защитной пленке, то четкой зависимости от давления газа не наблюдается.
Существенное увеличение скорости окисления металла с повышением содержания и концентрации кислорода в газовой среде наблюдается только при невысокой концентрации кислорода в какой – либо нейтральной атмосфере. Дальнейшее увеличение парциального давления кислорода в газовой смеси не сопровождается пропорциональным увеличением скорости газовой коррозии. Скорость окисления металлов в рассматриваемом случае контролируется диффузией катионов в защитной пленке. На лимитирующую стадию парциальное давление кислорода непосредственного влияния не оказывает.
Большое влияние оказывают примеси. Загрязнение воздуха CO 2 , SO 2 , парами воды вызывает повышение скорости газовой коррозии низкоуглеродистой стали в 1,3 – 2,0 раза. При увеличении содержания оксида углерода ( II ) – СО – скорость окисления стали понижается. Это явление связывают с тем, что при большом содержании СО на границе сталь – газ устанавливается равновесие: 2СО С + СО2. Образующийся при этом атомарный углерод диффундирует в сталь с образованием карбида железа – цементита. Происходит науглероживание стали. Аналогичный процесс при высоких температурах может иметь место и в атмосфере углеводородов.
В процессе горения топлива возможно образования оксида ванадия. Зола с V2O5 попадает на поверхность стальных деталей и способствует повышению скорости окисления стали. Явление получило название ванадиевой коррозии. Причина ванадиевой коррозии заключается в легкоплавкости V2O5 и способности растворять железо и оксидные пленки на железе с образованием соединений ванадия:
Fe2O3 + V2O5 = 2FeVO4;
4Fe + 3V2O5 = 2 Fe2O3 + 3V2O5.
Образующиеся V2O3 и FeVO4 принимают участие в последующих реакциях:
V2O3 + O2 = V2O5;
6 FeVO4 + 4Fe = 5Fe2O3 + 3 V2O3
Аналогичным образом оксид пятивалентного ванадия V2O5 реагирует с оксидами никеля и хрома. При этом защитная пленка разрушается, в ней образуются поры и скорость коррозии металла увеличивается.
В технике аппаратура, изготовленная из стали и чугуна, часто подвергается воздействию температуры и других газов: CO 2 , SO 2 , паров воды.
Железо обнаруживает достаточно высокую коррозию во всех исследованных газовых средах, которая значительно увеличивается в интервале 700 – 900 оС.
Хром обладает высокой жаростойкостью в атмосфере CO 2 , SO 2 , О2, а также паров воды.
Никель относительно устойчив в среде CO 2 , Н2О и О2, но сильно корродирует в атмосфере SO 2 .
Кобальт наибольшую скорость коррозии имеет в среде SO 2 , которая значительно возрастает при переходе от температуры 700 оС к 900 оС.
Медь наиболее быстро корродирует в атмосфере кислорода, но устойчива в среде SO 2 .
Дата: 2019-02-19, просмотров: 218.