Коррозионно-электрохимическое поведение металлов в средах хлорного производства

• Автор: Немыкина, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

2 Аналитический обзор

2.1 Теоретическое обоснование задачи исследования

2.2 Кинетика электрохимической коррозии

2.3 Теория пассивного состояния металла

2.4 Механизм катодного процесса с кислородной деполяризацией

2.5 Кинетика анодного растворения железа

2.6 Пассивация железа в щелочных растворах

2.7 Коррозия и коррозионная стойкость оборудования химических производств

2.8 Методы защиты от коррозии. Катодная защита. Определение возможности и целесообразности анодной защиты
2.9 Коррозионноэлектрохимическое поведение малоуглеродистой стали в агрессивных средах. Анализ коррозионного состояния емкостного оборудования цеха электролиза хлорида натрия
2. Электрохимическое поведение титана. Анализ коррозионного состояния трубопроводов цеха электролиза хлорида натрия
2. Выводы по аналитическому обзору и постановка задачи
3 Экспериментальная часть
3.1 Объекты и методы исследования
3.1.1 Характеристика исходных веществ
3.1.2 Методика электрохимических коррозионных исследований. Определение скорости коррозии методом поляризационного сопротивления
3.1.3 Методика гравиметрических исследований
3.1.4 Температурнокинетический метод определения характера поляризации
3.1.5 Метод математического планирования эксперимента
3.2 Результаты экспериментальных исследований скорости коррозии малоуглеродистой стали в хлоридногидроксидных растворах с примесями
3.2.1 Коррозионноэлектрохимическое поведение малоуглеродистой
стали в хлоридных растворах с примесями
3.2.1.1 Гравиметрические исследования
3.2.1.2 Потенциодинамические исследования
3.2.1.3 Выводы по результатам экспериментов, полученные двумя независимыми методами
3.2.2 Коррозионноэлектрохимическое поведение малоуглеродистой стали в растворах гидроксида натрия
3.2.2.1 Гравиметрические исследования
3.2.2.2 Потендиодинам и чески е исследования
3.2.3 Изучение возможности антикоррозионной защиты оборудования из малоуглеродистой стали
3.2.3.1 Анодная защита оборудования
3.2.3.2 Разрушение хлоратов натрия
3.2.4 Определение эффективной энергии активации анодного процесса растворения стали
3.2.5 Математическая обработка результатов эксперимента
3.2.6 Выводы по коррозионному поведению стали СтЗ
3.3 Результаты экспериментальных исследований плотности тока и области потенциалов пробоя защитной пленки на титане вследствие
действия утечек тока
3.3.1 Коррозионные исследования титана потен циостатическим
3.3.1.1 Определение области потенциалов пробоя защитной пленки на титане в электролитах в диапазоне температур К
3.3.1.2 Исследование зависимости величины потенциала пробоя от предварительного анодного окисления
титана в хлоридных растворах
3.3.1.3 Изучение возможности повышения коррозионной стойкости титана путем его предварительной анодной поляризации в растворе серной кислоты
3.3.2 Гравиметрический метод исследования
3.3.3 Математическая обработка результатов эксперимента
3.3.4 Выводы по коррозионному поведению титана
3.4 Выводы
Список использованных источников


Из проведенных исследований определена энергия активации коррозионного процесса стали СтЗ и установлено, что коррозия стали в хлоридногидроксидных растворах протекает с кислородной деполяризацией и лимитируется диффузионной стадией. Механизм влияния хлората натрия, содержащегося в конечном продукте в виде примеси, на скорость коррозии малоуглеродистой стали. При малых концентрациях хлорат натрия в коррозионном процессе играет роль окислителя. Примесь хлората натрия способствует значительному ускорению коррозии стали. При содержании хлората натрия 0,0, мольл скорость коррозии возрастает на порядок. Дальнейшее увеличение концентрации хлората натрия приводит к уменьшению скорости коррозии благодаря пассивации поверхности стали. Введение в раствор активных восстановителей формальдегида и других веществ, разрушающих хлорат натрия, закономерно приводит к снижению скорости коррозии. Обеспечить ламинарный режим течения, избегать перемешивания раствора. Использовать анодную защиту емкостного оборудования в среде гидроксида натрия с примесями. Для химического разложения хлората натрия использовать формалин. Рекомендовать в качестве критерия опасности коррозионного разрушения титана под действием токов утечки принять плотность тока, равную 0, О4 Асм2. Для повышения коррозионной стойкости титана против пробоя рекомендовать проведение предварительной анодной поляризации в концентрированных растворах серной кислоты. Автор благодарен своему научному руководителю, консультантам, коллегам за помощь в работе над диссертацией. Изучением вопросов теории и практики коррозии в разное время занималась большая группа российских Колотыркин Я. М., Томашов Н. Д., Фрумкин Д. Н., Ротинян А. Л., Сухотин А. М., Скорчеллетти В. В., Похмурский В. И., Коломьщев П. Т., Шлугер М. А., Акимов Т. В., Михайловский Ю. Н., Фрейман Л. И. и зарубежных ученых Улиг Г. Реви Р. Кеше Г. Фонтан М. Стейл Р Проблемы некоторых аспектов коррозионного процесса, касающегося материалов оборудования химических производств, рассматривали в своих работах такие ученые, как Рускол Ю. С., Тавадзе Ф. Н., Туфанов Д. Г., Люблинский Е. Я. и другие. Ими накоплен большой объем теоретических и экспериментальных данных в этой области. Однако проблема электрохимической коррозии технологического и вспомогательного оборудования, работающего в агрессивных средах химических производств, остается актуальной и в настоящее время, несмотря на большое количество научных работ, посвященных данной тематике. В основе современной теории коррозии металлов в различных электролитах лежит представление об электрохимической природе коррозионного процесса. Постепенно сложилось убеждение 3, что электрохимический механизм коррозии металлов в растворах электролитах является наиболее вероятным. Ме Меп пе 2. По мнению Я. М. Колотыркина 3, коррозию металлов в электролитах следует рассматривать не как следствие нарушения эквипотенциальности металлической поверхности, а как результат сопряженного и независимого протекания катодных и анодных реакций, скорость которых, согласно законам электрохимической кинетики, определяется общим значением потенциала на границе металл электролит, составом электролита и условиями диффузии компонентов или продуктов реакции в электролите. В электролитах коррозия металлов протекает через ряд стадий, к которым, прежде всего, относится собственно электрохимическая стадия, связанная с получением или отдачей электронов металлической фазе и стадии подвода реагентов к поверхности металла и отвода продуктов окисления в объем электролита. Подвод и отвод совершаются как вследствие наличия концентрационного градиента в растворе диффузии, химических реакций в объеме, так и при перемещении электрически заряженных частиц под действием элекхрического поля миграции 3, 4. Согласно работе А. И. Шултина 4, всякий самопроизвольно протекающий процесс имеет свою движущую силу Е, которая представляет собой разность обобщенных потенциалов компонентов в начальном и конечном состояниях системы. I плотность тока скорость коррозионного процесса.