Процесс - ржавление
Cтраница 3
В дальнейшем происходит окисление иона Fe2 до Fe3 атмосферным кислородом. Окончательным продуктом ржавления железа является гидратированный оксид трехвалентного железа, который обладает автокаталитическими свойствами, ускоряя процесс коррозии. Исследование указанных выше электродных реакций показывает, что скорость их протекания определяется главным образом концентрацией кислорода, рН среды, а также ее влажностью. Процесс ржавления железа усиливается также в присутствии различных электролитов, под воздействием блуждающих электрических токов, неоднородных механических напряжений и нагрузок в металле и неоднородностей в его структуре. Расстояния между анодными и катодными участками поверхности корродирующего металла могут быть микроскопически малыми или достигать метровой величины. [31]
В молекулах сахара атомы удерживаются очень сильными связями, на которые фактически не влияет процесс растворения, г) При ржавлении железо, кислород и некоторое количество воды образуют новое вещество - ржавчину. Можно предположить, что при этом рвутся связи между атомами железа, между атомами кислорода и между молекулами воды. При образовании ржавчины между этими тремя веществами возникают новые связи. Поскольку процесс ржавления очень медленный, то соответствующее изменение энергии трудно измерить. Но мы знаем, что обратный процесс, происходящий в доменных печах, требует большой затраты энергии. Значит, при ржавлении должны разрываться или образовываться сильные связи; а может быть, сильные связи и образуются, и разрываются, д) Для растяжения резиновой полоски не требуется большой затраты энергии. Кроме того, полоска легко возвращается к исходной форме, причем эта форма, по-видимому, остается прежней. Но когда мы растягиваем полоску, форма ее меняется. Можно предположить, что при растягивании рвутся или, по крайней мере, заметно деформируются те слабые связи, благодаря которым полоска имеет определенную форму в ненапряженном состоянии. Но в резиновой полоске имеются и более сильные связи, на которые не влияет обычное растягивание. Их существование видно из того, что сильно растянутая резиновая полоска оказывает большое сопротивление дальнейшему растяжению. Если полоску растянуть сверх этого предела эластичности, то сильные связи рвутся и полоска не возвращается к прежней форме, если снять усилие, приложенное к полоске, е) При испускании гамма-лучей железо внешне остается неизменным. Все его свойства остаются прежними за исключением уменьшения общего содержания энергии. Мы считаем этот процесс связанным с ядерными изменениями, которые не затрагивают межатомных сил. [32]
Кроме того, течение этого процесса слева направо сильно зависит от реакций, которые сопровождаются убылью ионов Fe2 и атомного водорода. Главная роль в этих процессах принадлежит кислороду. Он окисляет ионы двухвалентного железа Fe2 1 в ионы трехвалентного Fe3, а атомный водород образует с ним воду. Отсюда, процесс ржавления железа идет во влажном воздухе и в воде, содержащей воздух. [33]
Химические превращения могут происходить с самыми разными скоростями. Примерами высоких скоростей реакций служат взаимодействие кислорода и водорода, происходящее со взрывом при поджигании, или мгновенное выпадение осадка карбоната магния при смешивании растворов, содержащих ионы магния и карбоната. Обе эти реакции протекают за доли секунды. Примерами медленных химических превращений являются процесс ржавления куска железа, который требует для полного завершения нескольких месяцев, или выветривание скальных пород, происходящее в течение тысячелетий. [34]
Для уменьшения коррозионных потерь железные изделия стараются изолировать от воды и воздуха, покрывая их слоем масляной краски или какого-либо устойчивого при обычных условиях металла. Нередко применяется также никелирование - покрытие железных изделий тонким слоем никеля. Однако все эти способы защиты оказываются действительными лишь до тех пор, пока цельность покровного слоя нигде не нарушена. Применение их ведет таким образом не к полному устранению процесса ржавления, а лишь к задержке его на более или менее продолжительное время. [35]
Для уменьшения коррозионных потерь железные изделия стараются изолировать от веды и воздуха, покрывая их слоем масляной краски или какого-либо устойчивого при обычных условиях металла. Нередко применяется также никелирование - покрытие железных изделий тонким слоем никеля. Однако все эти способы защиты оказываются действенными лишь до тех пор, пока цельность покровного слоя нигде не нарушена. Применение их ведет, таким образом, не к полному устранению процесса ржавления, а лишь к задержке его на более или менее продолжительное время. [36]
Уход за ванной состоит в контроле темп-ры, регулировке ее водой, периодич. Оксидный слой хорошо абсорбирует жировые вещества и тем улучшает защитное действие смазочных материалов и прочность лакокрасочных покрытий на вороненой поверхности железа. В условиях прямого действия воды и электролитов защитные свойства оксида проявляются в том, что процесс ржавления идет за счет самого слоя оксида и только по разрушении его может начаться ржавление основного металла. Оксид хорошо противостоит действию щелочей, но к-ты как неорганические, так и нек-рые органические растворяют его быстрее, чем основной металл. [37]
 |
Простейшие электролиты для лужения. [38] |
Свинцовые покрытия чаще применяются там, где приходится защищать основной металл против действия кислот, особенно серной, сернистой, плавиковой или кремнефтористоводородной. На свинце образуются пленки, которые защищают его от дальнейшей коррозии. Так как свинец по положению в ряду напряжений благороднее железа, то покрытия должны быть очень плотными. По новым исследованиям, однако, поры в свинцовом покрытии, по-видимому, не вредны, так как они сами закрываются [ 70J, и процесс ржавления под слоем свинца не распространяется. [39]
Для получения качественного покрытия на металле требуется в первую очередь обеспечение максимальной адгезии между металлом и покрытием. Прочное сцепление ( высокая адгезия) препятствует образованию новой фазы ( продуктов коррозии) на границе металл - покрытие; при малой силе сцепления благодаря проницаемости защитного слоя для воды, кислорода, ионов хлора, сульфата и других агрессивных агентов на границе металл - покрытие образуются продукты коррозии, имеющие больший объем, чем объем исходного металла. Поэтому в защитном покрытии возникают внутренние напряжения и происходит нарушение его сплошности. В последнем случае образование защитной пленки происходит при одновременном испарении органического растворителя, что неизбежно приводит к появлению в пленке пор, через которые к металлу проникают агрессивные компоненты среды и начинается процесс ржавления. С повышением толщины слоя изолирующего покрытия, если последнее нанесено из расплава, вероятность образования пор уменьшается. Кроме того, с увеличением толщины слоя покрытия возрастает сопротивление для прохождения воды, кислорода к металлу. Поэтому для защиты трубопроводов примеляют относительно толстые изолирующие слои битумной мастики, порядка 3 - 9 мм. [40]
Перед опытом пластинки в течение 3 - 5 мин. Готовые к испытанию образцы помещали в атмосферу различного состава в горизонтальном и вертикальном положении. Основным показателем эффекта защиты служило время появления признаков коррозии и состояние поверхности образца после опыта. Для наблюдения за процессом ржавления пластинки помещали в атмосферу обычного воздуха, загрязненного парами кислот и другими агрессивными газами ( помещение лаборатории:), сухого воздуха ( эксикатор с влагопоглотителем - хлористым кальцием), насыщенного влагой воздуха ( эксикатор с водой), а также воздуха с примесью сернистого газа, В последнем случае в эксикатор наливали раствор ульфита натрия, подкисленный серной кислотой. [41]
Нефтяные сульфонаты очень широко используются в качестве ингибиторов коррозии как в масляных, так и в водных средах. Эффективность действия определяется в значительной степени их происхождением, молекулярным весом, степенью очистки и особенно характером катиона. Эффективность их действия, как правило, возрастает с увеличением молекулярного веса; сульфокислоты с молекулярным весом 600 - 700 эффективнее нефтяных сульфокислот с молекулярным весом 400 - 500; последние чаще применяются в качестве моющих веществ и эмульгаторов для неводных систем. Свойства мыл маслорастворимых нефтяных сульфокислот замедлять процесс ржавления ухудшаются в присутствии нерастворимых в масле зеленых суль-фонатов. [42]
Положение металлического железа в электродвижущем ряду показывает, что оно способно окисляться водородными ионами; поэтому возможно допустить окисление его в измеримых количествах водородными ионами воды. Тщательно поставленные опыты показали, что абсолютно чистая вода, не содержащая растворенного кислорода, не действует заметно ча железо: хотя, очевидно, что следы его растворяются, но металл покрывается тонким слоем водорода, препятствующим дальнейшему воздействию воды. Положение двухвалентного железа в ряду напряжений показывает, что водородные ионы не могут его заметно окислить в трехвалентное. Присутствующий же растворемный кислород ( что является нормальным для всех вод, соприкасающихся с воздухом) может окислить ионы двухвалентного железа до трехвалентного и способствовать также окислению металлического железа до его закисной формы. Этим путем железо под влиянием влаги и кислорода окисляется, или ржавеет. Процессу ржавления благоприятствует соприкосновение железа с более благородным металлом, например с платиной, медью или никелем. При этом образуется гальваническая пара и железо становится положительным полюсом, причем водород, освобожденный действием железа на воду, выделяется на более благородном металле, который становится отрицательно заряженным полюсом. Присутствие менее благородного металла, например цинка, препятствует разъеданию железа ( коррозия), так как вместо железа разъедается цинк. [43]
Положение металлического железа в электродвижущем ряду показывает, что оно способно окисляться водородными ионами; поэтому возможно допустить окисление его в измеримых количествах водородными ионами воды. Тщательно поставленные опыты показали, что абсолютно чистая вода, не содержащая растворенного кислорода, не действует заметно ча железо: хотя, очевидно, что следы его растворяются, но металл покрывается тонким слоем водорода, препятствующим дальнейшему воздействию воды. Положение двухвалентного железа в ряду напряжений показывает, что водородные ионы не могут его заметно окислить в трехвалентное. Присутствующий же растворенный кислород ( что является нормальным для всех вод, соприкасающихся с воздухом) может окислить ионы двухвалентного железа до трехвалентного и способствовать также окислению металлического железа до его закисной формы. Этим путем железо под влиянием влаги и кислорода окисляется, или ржавеет. Процессу ржавления благоприятствует соприкосновение железа с более благородным металлом, например с платиной, медью или никелем. При этом образуется гальваническая пара и железо становится положительным полюсом, причем водород, освобожденный действием железа на воду, выделяется на более благородном металле, который становится отрицательно заряженным полюсом. Присутствие менее благородного металла, например цинка, препятствует разъеданию железа ( коррозия), так как вместо железа разъедается цинк. [44]
Страницы: 1 2 3