Пленка - магнетит
Cтраница 1
Пленка магнетита, образуемая при анодном растворении металла, обладает адгезионными и защитными свойствами. Образование поверхностных слоев, которые изолируют анод, в том числе за счет электростатического притяжения отрицательно заряженных газовых пузырьков к аноду, обусловливает его несмачиваемость электролитом. [1]
Пленка магнетита обладает хорошими защитными свойствами, в связи с чем процесс окисления в указанных условиях быстро прекращается. Нагревание железа на воздухе до 250 - 275 С сопровождается превращением магнетита во внешних слоях в oc - Fe2O3 и постепенным утолщением окисной пленки. [2]
Повреждения пленок магнетита создают условия для протекания локальной коррозии котельного металла. К распространенным видам такой коррозии относится подшламовая. Под этим названием объединяют несколько разновидностей коррозии в электролитах, связанных с накоплением на теплопередающих поверхностях слоя рыхлых и пористых отложений. Характерной особенностью подшламовой коррозии является проведение процесса с использованием в качестве твердого деполяризатора оксидов железа и меди, находящихся на поверхности металла в катодной зоне вблизи анодных участков. [3]
 |
Схема окисления железа водой высокой температуры. [4] |
Согласно ионно-электронной теории процесс роста пленки магнетита рассматривается как результат действия своеобразного элемента, у которого поверхность металла на границе с пленкой является анодом, а поверхность пленки на границе с водой - катодом. Пленка окисла, обладающая смешанной электронно-ионной проводимостью, выполняет роль как внутренней, так и внешней цепи замкнутой ячейки. [5]
Конечным продуктом коррозии металла является - пленка магнетита ( Fe3O4) на поверхности, образованная реакцией перехода из гидроокиси железа с выделением свободного водорода, что характерно для реакции, представленной в диаграмме Пурпэ. [6]
Рассматриваемая теория предполагает, что защитной является пленка магнетита. [7]
При контакте высококопцентрированных агрессивных растворов ( расплавов) с пленкой магнетита последняя повреждается, причем рост температуры стенки трубы существенно ускоряет разрушение защитной пленки. Далее интенсифицируется диффузия ионов металла теплоотда-ющей поверхности с образованием под солевыми отложениями рыхлых оксидных слоев большого объема. [8]
На рис. 34 показана схема строения поверхностного слоя железа и пленки магнетита в двух проекциях: на плоскость ( 001) ( вверху) и на плоскость ( 110) ( внизу) в системе координат кубического объемноцентрированного кристалла железа, ориентированного плоскостью ( 001) параллельно поверхности образца. Нижняя проекция дает представление о расположении атомов в плоскости ( 110) не ограниченного снизу кристалла железа, а также о положении ионов кислорода и железа в плоскости ( 010), кристаллика магнетита Fe304, составленного лишь из двух ( по толщине) элементарных ячеек. [9]
В питательной воде с концентрацией кислорода ниже 0 2 мг / кг на стали образуется двухслойная, малозащитная пленка магнетита, при этом основная масса окислившегося металла переходит в воду. Скорость перехода заметно возрастает с увеличением скорости потока воды и понижением ее температуры. Скорость перехода железа в воду понижается с увеличением скорости потока, концентрации О2 и с понижением температуры. [10]
Известно, что в результате воздействия воды, высокой чистоты три температурах 300 С и более на поверхности перлитных сталей образуется пленка магнетита, которая в высокой степени является защитой от коррозии, так как из окислов железа магнетит наиболее близок по своим физическим характеристикам к стали. Это прежде всего относится к коэффициенту линейного удлинения, что весьма важно для сохранения целостности пленки. [11]
Химический и спектральный анализы показали присутствие в отложениях железа, хрома, алюминия, молибдена и ванадия, что является результатом процесса окали-нообразования и роста пленки магнетита. [12]
Установлено, что такая обработка приводит к повышению прочности металла, его пластичности и трещиностойкости в результате растворения дисперсных карбидов и образования субструктуры полигонального типа, а также к созданию на поверхности барабана механически устойчивой пленки магнетита. [13]
Строение двойного ионного слоя при этом меняется. Пленка магнетита на железе в щелочной среде хотя и достигает значительной толщины, но пассивирующим действием обладает лишь е тончайший слой, непосредственно прилегающий к поверхности железного электрода. Анализ работ [ 4, 51 дает возможность сделать вывод, что механизм пассивации черных металлов под действием кислорода воздуха аналогичен пассивации их в щелочах и протекает при участии кислорода. Действие кислорода заключается в том, что он сдвигает потенциал металла в положительную сторону в результате удаления электронов с поверхности. При наличии ингибитора ( сульфида натрия) в составе пассивирующей среды его роль сводится к созданию условий, которые затрудняют протекание реакций, ведущих к коррозии железа. Допускается, что кислород или серусодержащие ионы, адсорбируясь на металле, насыщают свободные валентности его поверхности. [14]
Уравнение ( 4) суммарное для двух реакций - окисления железа и восстановления перекиси водорода. Если пленка магнетита образуется по уравнениям ( 3) и ( 4), то при постоянном потенциале ( ф 0 6 в) скорость этого процесса, а следовательно, и скорость растворения железа должны зависеть от концентрации раствора. Для проверки этого предположения была измерена скорость растворения железного электрода в кислом растворе ( рН 0) с различным содержанием перекиси водорода при трех значениях фк, отвечающих различным областям потенциостатической анодной поляризационной кривой. [15]
Страницы: 1 2