Структурная и фазовая гетерогенность сплавов на основе железа и ее роль в процессах их пассивации и локальной коррозии

• Автор: Реформатская, Ирина Игоревна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 292 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЖЕЛЕЗА И ВЛИЯНИЕ НА НЕГО МАЛЫХ ДОБАВОК ПРИМЕСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1. Активное растворение в кислых средах.

1.1.1. Начальные стадии активного растворения железа

1.2.Пассиваци я.

1.2.1. Пассивация железа в кислых сульфатных средах

1.2.2. Влияние фазового состава железа на его пассивируемость в

слабощелочных и нейтральных хлоридных средах.

1.3. Пнгтинговая коррозия.

1.3.1. Общие закономерности процесса питтинговой коррозии.

1.3.2. Влияние чистоты железа на его питтингостойкосгь в слабо

конценгрированных хлоридных средах.
I.4. Заключение по главе.
ГЛАВА II. КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ УГЛЕРОДИС ТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ.
.1. Роль структурнофазового состава углеродистых сталей в процессе их локальной коррозии
II.1.1. Разработка электрохимического метода определения склонности углеродистых сталей к локальной коррозии.
II. 1.2. Механизм влияния структурнофазовых составляющих углеродистых
сталей на их стойкость против локальной коррозии.
.2. Роль неметаллических включений при локальной коррозии углеродистых и низколегированных сталей
.2.1. Разработка метода мнкрокоррозионных испытаний
.2.2. Механизм влияния сульфидных включений в углеродистых сталях на
их стойкость против локальной коррозии.
.3. Влияние структуры и фазового состава углеродистых и низколегированных сталей на их коррозионную стойкость в условиях эксплуатации.
.3.1. Водовод пресной воды.
.3.2. Трубопроводы теплосетей
.3.3. Промысловые нефтегазопроводы.
.4. Заключение по главе.
ГЛАВА III. КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ДВОЙНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА.
III.I. Сплавы ЕеСг.
III. 1.1. Некоторые свойства Сг
1.1.2. Пассивируемость сплавов КеСг.
III. 1.4. Питтингостойкость сплавов РеСг.
III. 1.5. Влияние структурных изменений сплавов РеСг на их коррозионноэлектрохимические характеристики
III. 1.6. Влияние включений сульфида марганца на характеристики
пасенвируемости и питтингостойкосги сплавов ГсСг.
1.2. Сплавы РеМ.
1.2.1. екоторые свойства 1.
1.2.2. Активное растворение сплавов РеМ
1.2.3. Пассивируемость сплавов РеМ.
1.2.4. Питтингостойкость сплавов РеМ.
1.2.5. Влияние структлрных изменений сплавов РсМ на их коррозиониоэлскгрохимичсские характеристики
1.3. Заключение по главе.
ГЛАВА IV. КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ
ПОВЕДЕНИЕ ТРОЙНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
IV. 1. Сплавы РеСгМ
IV. 1.1. екоторые свойства сплавов РсСгЛ.
IV.1.2. Коррозионноэлектрохимическое поведение сплавов РеСгМ в
серной кислоте
IV. .3. Питтингостой кость сплавов РсСгМ.
IV. 1.4. Поведение сплавов РсСгБП в воде высоких параметров.
IV. 1.5. Влияние включений МпБ на коррозионно электрохимическое
поведение сплавов РеСгГЛ
IV. 1.6. Влияние содержания 1 на коррозионноэлектрохимическое
поведение сплавов РеСгМ
4 IV.2. Сплавы РеСг.
1У.2.1. Некоторые свойства сплавов РсБ и РсСгБ.
IV.2.2. Пассивируемость сплавов РеСг Б.
IV.2.3. Начальные стадии пассивации сплавов РеСг .
1У.2.4. Питтингостойкость сплавов РеСгЯ
IV.2.5. Роль Я и гетерогенности сплавов РеСг Я в их коррозионноэлектрохимическом поведении.
1У.З. Сплавы РеСгМо
IV.3.1. Некоторые свойства сплавов РеСгМо.
IV.3.2.ассивирусмость сплавов РсСгМо
IV.3.3. Питтингостойкость сплавов РеСгМо
IV.3.4. Роль Мо в процессах пассивации и питтинговой коррозии
сплавов РсСтМо
IV А. Заключение по главе.
ГЛАВА V. КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СПЛАВОВ НА
ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ.
V Хромоникельмолибденовыеаустенитные стали
V. 1.1. Питгиигостойкость хромоникельмолибденовых сталей.
V.2. Нержавеющие стали, стабилизированные титаном
V.3. Заключение по главе.
ГЛАВА VI. МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СПЛАВОВ ЖЕЛЕЗА НА ИХ ПАССИВИРУЕМОСТЬ И ПИТТИНГОСТОЙКОСТЬ. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ОБНАРУЖЕННЫХ ЗАКОЮМЕРНОС ГЕЙ.
V 1.1. Сульфидные включения в сталях и их роль в процессах
локальной коррозии.
VI.1.1. Условия образования, свойства и механизм действия сульфидных
ф включений.
VI .1.2. Механизм действия избыточных фаз и неметаллических включений в углеродистых сталях
VI .1.3. Эффективность повышения пассивируемости и питтингостойкости сталей предотвращением образования коррозионно активных неметаллических включений
VI.2. Заключение но главе
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Регистрацию тока начинали за несколько мгновений до выхода СОП в раствор и проводили вплоть до достижения стационарной после ударного сжатия пружины. Затем повышали Е на мВ, освобождали пружину и повторяли описанную процедуру. В отдельных опытах Е не повышали, а понижали. По экспериментально полученным зависимостям определяли параметры, информирующие о характере протекающих на электроде процессов. В ряде случаев с тем же шагом потенциала снимали квазистационарные анодные иотенциостатические поляризационные кривые вращающегося, но не зачищаемого железного электрода. Время выдержки при каждом потенциале определялось достижением стационарности . Опыты проводили при комнатной температуре С. В рис. Вс. Рис. Стационарные анодные потенциостатические поляризационные кривые кольцевого вращающегося железного электрода и мин1 в деаэрированных растворах 0. М ЫазЯОд С. Участки аа кривых рис. В этих условиях большая часть электродной поверхности находится в непосредственном контакте с материалом абразива и подвергается механическому обновлению, а меньшая ее часть соприкасается с пленкой раствора, находящейся в пространстве между зернами абразива. Рис. Анодные 1,2 и катодные 3,4 кривые погенциостатически поляризуемою вращающегося кольцевого железного электрода после прекращения механического обновления его поверхности иод раствором 0,5 М Аг, С 1. Щн. Среднее время, контакта металла с пленкой раствора между соседними зернами абразива составляет 5с. Необходимо учитывать, что при зачистке рабочая поверхность электрода в значительной степени экранирована абразивом, поэтому ток, регистрируемый в фазе аа не содержит надежной информации о реальной скорости растворения СОП. Отрезок аЬс соответствуют начальным фазам растворения металла после отвода от него абразива. Можно было бы предположить, что с началом отвода абразива от электрода анодный ток должен возрастать в первую очередь вследствие прекращения экранирования электрода абразивом. Однако, этот акт, как уже отмечено, занимает не более 1 мс, а обсуждаемые фазы изменения имеют длительность 5мс а Ъ, и на них происходит не ожидаемый рост, а, напротив, некоторый спад анодного тока, зависящий от Е и раствора. Можно заключить, что в это время протекают параллельные процессы рост тока вследствие увеличения доли поверхности участвующей в процессе растворения металла снятие экранирования и спад тока, обусловленный другими причинами. Начальная часть этого отрезка первые 0 может содержать вклад от заряжения двойного электрического слоя, обусловленный ориентацией молекул воды у поверхности электрода. Однако при использованной частоте съема данных 5 кГц или 0 мкс на одну точку этот эффект не поддается регистрации. Ре Н РеН2ОУи 8е, 1. Г1КПЗ. В уравнении 1. НгОЛ молекула воды в ПКПЗ, потерявшая часть заряда электрона 8 0б1 и деформировавшаяся в результате смещения части заряда электрона от атомов водорода к атому кислорода. ГеН,0йС РеОНи Н е 1. По оценкам, проведенным на основе анализа спектров электроотражения в первые моменты контакта СОП железа с щелочным сульфатным раствором , среднее время образования НгОУсоставляет 0,4 мс. При переходе к более кислым растворам, это время должно увеличиваться вследствие смещения равновесия 1. Принимая во внимание обнаруженный в , эффект торможения анодного растворения железа при хемосорбции на его поверхности молекул воды, можно заключить, что в течение первых миллисекунд контакта СОП железа с водным раствором, по мере накопления на его поверхности Н скорость его анодного растворения должна снижаться, а отражением двух указанных процессов является фаза аЪ спада анодного тока рис. Ввиду малости изменения тока на этих участках, в рассматриваемых условиях не представляется возможным провести количественный анализ влияния на них Е и раствора. Качественный анализ показывает, что длительность и амплитуда фазы аЪ снижаются по мере повышения потенциала. Это не противоречит предположению, что именно фаза аЪ соответствует заполнению электрода хемосорбированными молекулами воды. Рост анодного тока в фазе Ьс рис.