Коррозия

Коррозия Коррозия представляет собой процесс разрушения металла в результате химических или электрохимических процессов. Электрохимическая коррозия – коррозия металла в электролите. Применительно к процессам водоподготовки электролитом является вода. Не имеет существенного значения и количество влаги. Коррозия возникнет даже в слое влаги толщиной в несколько десятков мкм. Основные процессы при электрохимической коррозии: анодный переход атомов металла в раствор; катодная ассимиляция электронов на катоде. Перенос заряда между катодом и анодом осуществляется электронами или ионами (в растворе).

Коррозия Коррозия представляет собой процесс разрушения металла в результате химических или электрохимических процессов. Электрохимическая коррозия – коррозия металла в электролите. Применительно к процессам водоподготовки электролитом является вода. Не имеет существенного значения и количество влаги. Коррозия возникнет даже в слое влаги толщиной в несколько десятков мкм. Основные процессы при электрохимической коррозии: анодный переход атомов металла в раствор; катодная ассимиляция электронов на катоде. Перенос заряда между катодом и анодом осуществляется электронами или ионами (в растворе). Система «анод–электролит–катод» представляет собой короткозамкнутый гальванический элемент. Главную роль в электрохимической коррозии играют микрогальванические элементы, роль катодов и анодов в которых могут выполнять микровключения примесей металла, отдельные атомы, микропоры оксидной пленки на поверхности металла и т.д. Железо термодинамически неустойчиво в воде и стремится к растворению в ней. Достаточно минимальной неоднородности, чтобы возникла возможность перехода Fe в состояние Fe2+, инициирующего процесс электрохимической коррозии. Металл становится поставщиком электронов и играет роль анода. А кислород перехватывает электроны и играет роль катода. Анод (окисление): Fe>Fe2+ + 2e-. Катод (восстановление): 2Н2О + 2e->Н2 + 2ОН- (нейтральная вода) О2 + 2Н2О+ 4e-> 4ОН- (аэрированная вода) 2Н+ + 2e->Н2 (кислые воды) О2+4Н++ 2e->2 Н2О (кислая, аэрированная вода). Вторичные реакции: Fe2+ +2ОН->Fe (OH)2; (4.114) 4Fe(OH)2+ О2+2Н2О> 4Fe(OH)3; (4.115) 4Fe(OH)3>Fe2O3 x Н2О (ржавчина). Виды коррозии Коррозия металлов имеет много видов, поэтому очень редко приходится сталкиваться только с одним фактором, вызывающим коррозию. Как правило, на ее возникновение влияют многие параметры, накладывающиеся друг на друга. Условно их можно разделить на два вида: – общая равномерная коррозия, охватывающая всю поверхность металла и приводящая к его утонению; – локальные коррозионные разрушения, к которым относятся язвенная (питтинговая) коррозия, межкристаллитная коррозия, подшламовая, щелевая, коррозия в трещинах, микробиологическая. Проблемы, порожденные коррозией, с одной стороны, приводят к разрушению металла, а с другой – к образованию осадка, нарушающего теплообмен. Параметры, оказывающие основное влияние на коррозию: – низкое значение рН, при котором скорость коррозии возрастает. Резкое уменьшение скорости при рН>10 связано с образованием на стали защитных гидрооксидных пленок железа; – хлориды и сульфаты, являющиеся одним из наиболее важных факторов, определяющих интенсивность локальной коррозии металла; – кислород и углекислота, увеличивающие скорость коррозии; – солесодержание – присутствие в воде растворенных солей, способствующее коррозии, то есть увеличивающее удельную электропроводимость воды; – повышение температуры, которое ускоряет коррозию; – наличие сероводорода – способствует развитию коррозии, он возникает при определенных условиях в результате жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих анаэробных бактерий; – состояние поверхности – поскольку процесс коррозии включает этап образования гальванических элементов, а наличие всякой неоднородности способствует появлению анодов и катодов; – контакт различных металлов приводит к образованию электрохимической гальванической пары, где менее благородный металл становится анодом и подвергается коррозии; – общая жесткость и щелочность оказывают эффект ингибирования на процессы коррозии. Абсолютное значение каждого из указанных параметров и их сочетание определяет агрессивность воды по отношению к металлу. Для индикации скорости коррозии можно воспользоваться эмпирической формулой, дающей весьма представительные результаты для многих природных жестких вод в диапазоне температур до 80°С. К = 0,008 • t – 0,03, где К – скорость коррозии, г/(м2 • ч) t – температура воды, °С. Эмпирические формулы скорости коррозии стали в диапазоне от 20 до 80°С (по Сухотину А.М. и Беренблит В.М.): в обессоленной воде К = 0,017 • t – 0,18; в воде после водород-натрий-катионирования К = 0,014 • t – 0,18; в воде после натрий-катионирования К = 0,009 • t – 0,18. Глубинный показатель коррозии вычисляется: П = К • 8760 / (1000 • d), (4.118) где К – см. выше; d – плотность стали или чугуна, г/см3; 8760 – количество часов работы в год, ч/г. Ингибиторы коррозии Существует три основных семейства ингибиторов коррозии: хроматы цинка; фосфаты цинка; органофосфаты. Смешанные составы должны быть полифункциональны – так, чтобы увеличить зону оптимального рН, избежать угрозы отложений и замедлить скорость коррозии. Часто включают в состав ингибиторов Скорость коррозии Глубинный показатель коррозии, мм/г. Характеристика интенсивности коррозии Свыше 0,002 до 0,04 Слабая Свыше 0,04 до 0,05 Допустимая Свыше 0,05 до 0,2 Сильная Свыше 0,2 Аварийная ингибитор одной из вышеназванных основных групп или их сочетание; диспергатор; ингибитор коррозии сплавов, содержащих медь (азоловые производные: бензотриазол и др.).