Поляризация - металл
Cтраница 4
 |
Температурный ход проводимости диэлектриков ( Д, металлов ( М и полупроводников ( П. и - обычный масштаб. б - полулогарифмический масштаб ( а - в См / м. [46] |
Электрическая поляризация, представляющая собой важнейшее явление для диэлектриков, в металлах не возникает из-за высокой концентрации свободных электронов, которые образуют почти свободный электронный газ, окружающий положительно заряженные ионы. Наличие такого газа приводит к экранированию электрического поля. Лишь при очень высоких частотах, значительно превышающих частоту видимого глазом света ( около 1016 Гц), электронный газ в металлах не успевает взаимодействовать с электромагнитным полем, в результате чего становится возможной поляризация смещения глубинных электронных оболочек ионов относительно ядер. Эти процессы поляризации металлов, происходящие на частотах, больших, чем оптические, и определяют диэлектрическую проницаемость металлов. [47]
Активность ионов металла можно значительно уменьшить, связав их в прочные комплексы. Если константа нестойкости комплексного иона более благородного металла меньше, то потенциалы разряда сближаются. Благодаря этому в цианистых растворах удается соосадить медь и цинк, сер ебро и кадмий, медь и никель, имеющие в растворах простых солей разницу потенциалов разряда порядка 0 6 - 1 0 в. Кроме изменения активности ионов при комплексообразовании, изменяется также поляризация металлов. Как правило, из комплексных ионов металлы выделяются с более высокой поляризацией. [48]
При потенциале ниже критического ионы С1 - не могут заместить адсорбированный кислород до тех пор, пока пассивная пленка остается неповрежденной, поэтому питтинг не развивается. Если бы пассивность была нарушена другим путем, например снижением концентрации кислорода или деполяризатора в щелях ( щелевая коррозия) или локальной катодной поляризацией - пит-тинг мог бы тогда возникнуть независимо от того, выше или ниже критического значения находится потенциал основной поверхности. Но в условиях однородной пассивности на всей поверхности металла, чтобы организовать катодную защиту для предотвращения питтингообразования, требуется лишь сдвинуть потенциал металла ниже критического значения. Это противоречит обычному правилу применения катодной защиты, согласно которому необходима более глубокая поляризация металла - до значения анодного потенциала при разомкнутой цепи. [49]
В отличие от кислых электролитов при катодной поляризации металлов Fe, А ], Си и Ti в щелочах при рН соответственно до 11 0; 9 0; 12 0 и 12 5 - 14 0 перенапряжение электродных реакций ( разряда ионов водорода и ионизации металла) возрастает за счет образования гидроксидов, блокирующих поверхность металлов. Щелочные растворы с рН не более указанных величин имеют невысокую коррозионную активность, и применения катодной защиты в этих случаях не требуется. Как правило, благодаря увеличению рН до этих значений удается снизить скорость коррозии. На этом ранее основывалось предположение о том, что механизм электрохимической защиты связан с под-щелачиванием прикатодного слоя при поляризации металла. В действительности же подщелачиванием только облегчается достижение электрохимической защиты при катодной поляризации металлов. [51]
Более эффективное - электрохимическое торможение коррозионных процессов, которое резко снижает коррозионную активность микроэлементов в случае наличия местных оголений или пористости лакокрасочного покрытия. Наблюдаемое при этом изменение кинетики коррозионных процессов и, как следствие, подавление их происходит за чет электрохимического действия специально вводимых в состав покрытия пигментов или активных металлов. Свои защитные свойства пигменты проявляют либо посредством катодной поляризации металла, либо анодной, приводящей металл в пассивное состояние. При катодной защите потенциал основного металла за счет действия пигменга или активной добавки сдвигается до такого отрицательного значения, при котором анодная реакция поляризации металла полностью подавляется. Защитное действие таких покрытий продолжается до тех пор, пека растворение протекторного ( активного) металла не закончится. [52]
В процессе эксплуатации нефтепроводов возможны технологические и аварийные отключения насосных агрегатов или изменение режима их работы. Вызываемые этим колебания давления в трубопроводе приводят к циклическому изменению напряжений в теле трубы. При одновременном действий коррозионной среды в зонах концентраторов напряжений возникают условия для малоцикловой коррозионной усталости металл труб. На первой стадии происходит накопление микроповреждений кристаллической решетки вследствие движения дислокаций и последующего зарождения трещины. На второй стадии трещина стабильно растет до критического размера и переходит в третью стадию механического разрыва. Продолжительность каждой стадии зависит от напряженного состояния металла труб, частоты изменения давления и температуры перекачиваемого продукта, действия коррозионных сред и поляризации металла при катодной защите магистральных нефтепроводов. Таким образом, для оценки истинного ресурса трубопровода необходимо учитывать циклический характер изменения напряженного состояния металла и особенности коррозионного разрушения сварных соединений. [53]
Страницы: 1 2 3 4