Súrefnisupptaka vs vetnisþróunartæring: Lykilmunur

Vatnskennd tæring er algengasta og efnahagslega eyðileggjandi form málmniðurbrots í iðnaði, Marine, innviði, og efnavinnslusviðum.

Allir blautir rafefnafræðilegir tæringarferlar treysta á pöruð anódmálmoxun og kaþódísk afoxunarhvörf.

Byggt á mismunandi kaþódískum afskautun, Vatnskennd málmtæring er stranglega flokkuð í tvær kjarnagerðir: tæringu vetnisþróunar (HEC) Og súrefnisupptöku tæringu (OAC).

Þessir tveir tæringarhættir stjórna næstum öllum málmbilunaratburðum í fljótandi fasa, samt eru þeir mjög ólíkir í rafefnafræðilegum reglum, umhverfiskveikjur, hvarfhvörf, formfræðileg einkenni, og stjórnunaraðferðir.

Rangt mat á ríkjandi tæringarkerfi er leiðandi orsök óvirkrar tæringarvarnarhönnunar, ótímabær bilun í búnaði, og aukinn viðhaldskostnaður.

1. Hvað er súrefnisupptöku tæring?

Súrefnisupptöku tæringu, nánar kallað súrefnisminnkandi tæringu, er einn algengasti rafefnafræðilegur tæringarbúnaður sem hefur áhrif á kolefnisstál og aðra málma í vatnskenndu umhverfi.

Það er sérstaklega algengt í hlutlausu og mildu basísku vatni, þar sem uppleyst súrefni virkar sem aðal kaþódíska hvarfefnið sem viðheldur málmupplausn.

Það er auðvelt að horfa framhjá vélbúnaðinum vegna þess að það veldur ekki endilega hröðum eða stórkostlegum skaða í upphafi. Í staðinn, tæring getur gengið tiltölulega hægt en stöðugt.

Yfir mánuði eða ár, þetta hægfara málmtap getur dregið úr veggþykkt, búa til tæringarvörur, hefja staðbundna árás, og leiða að lokum til leka eða götunar.

Einföld verkfræðileg túlkun er:

Vatn gefur raflausnina, uppleyst súrefni viðheldur bakskautahvörfinu, og málmurinn sér fyrir rafeindunum í gegnum rafskautsupplausn.

Þess vegna er súrefnis tæring sérstaklega mikilvæg í kerfum þar sem vatn er endurtekið í snertingu við loft eða er stöðugt í hringrás.

Dæmigert iðnaðarumhverfi eru meðal annars kælt vatnskerfi með miðlægum loftræstingu, iðnaðar kælivatnslykkjur, kæliturna, vatnsleiðslur sveitarfélaga og byggingar, skriðdreka, hitaskipti, og ýmis vatnshreinsikerfi.

Þó að hlutlaust og veikburða basískt vatn sé hið klassíska umhverfi, súrefnisskerðing getur einnig tekið þátt í tæringu við súr aðstæður.

Aukið sýrustig breytir almennt kaþódískum hreyfihvörfum og getur flýtt fyrir heildartæringu, á meðan súrefnisskerðing gæti haldið áfram að virka samhliða vetnisþróunarhvörfum.

Hvar á sér stað súrefnisupptakatæring?

Súrefnisminnkandi tæring getur myndast þegar málmyfirborð verður fyrir vatnskenndri raflausn sem inniheldur uppleyst súrefni.

Alvarleiki fer eftir súrefnisstyrk, vatnsefnafræði, hitastig, flæði, yfirborðsástand, og getu súrefnis til að ná til málmsins.

Mið loftræstikerfi og kælt vatnskerfi

Opin eða illa loftræst hringrásarkerfi geta stöðugt leitt súrefni inn í vatnið.

Dælur, stækkunargeymar, farðavatn, leka, og viðhaldsstarfsemi getur öll veitt tækifæri til að komast inn í loft.

Kolefnisstálpípur og íhlutir geta smám saman þróað almenna tæringu, ryðútfellingar, og staðbundin árás þegar súrefni er ekki nægilega stjórnað.

Iðnaðarkæli-vatnskerfi

Kælikerfi sameina oft vatnsflæði, hækkað hitastig, uppleyst sölt, og stöðugt samband við loft.

Kæliturnar eru sérstaklega viðeigandi vegna þess að vatnið verður viljandi fyrir andrúmsloftinu.

Þetta skapar stöðugt súrefnisframboð sem getur stutt við tæringu á kolefnisstálrörum, hitaskipti, skriðdreka, og annar málmbúnaður.

Kæliturna

Kæliturnar eru klassískt súrefnisríkt umhverfi vegna þess að vatn er dreift yfir stór yfirborð og hefur bein samskipti við andrúmsloftið..

Samsetningin af:

Stórt vatn-loft tengi + stöðugt blóðrás + uppleyst sölt + hitabreytingar

getur skapað hagstæð skilyrði fyrir tæringu ef vatnsefnafræði og tæringarvarnir eru ekki rétt stjórnað.

Vatnakerfi sveitarfélaga og byggingar

Vatnsdreifingarrör og geymslukerfi geta einnig orðið fyrir súrefnistengdri tæringu, sérstaklega þar sem vatn er áfram loftað og tæringarhættir málmar eru til staðar.

Lítið rennsli kaflar, dauðar fætur, illa framræst svæði, og stöðnun vatns getur skapað verulegan mun á staðbundnum súrefnisstyrk og stuðlað því að staðbundinni tæringu.

Umhverfishitakerfi fyrir hreint eða meðhöndlað vatn

Jafnvel tiltölulega hreint vatn er ekki sjálfkrafa ætandi. Lítil jónamengun getur dregið úr raflausnleiðni, en uppleyst súrefni getur samt tekið þátt í rafefnafræðilegum viðbrögðum.

Tæringarhegðunin sem myndast fer eftir málminu, hitastig, súrefnisstyrkur, flæðisskilyrði, og yfirborðsfilmu.

Hvernig virkar súrefnisupptöku tæring?

Tæringarferlið samanstendur af samtengdum anodískum og kaþódískum viðbrögðum.

Á anodic svæði, málmurinn missir rafeindir og fer í nærliggjandi vatn sem málmjónir.

Þessar rafeindir ferðast síðan í gegnum málmbygginguna í átt að kaþódískum svæðum, þar sem uppleyst súrefni minnkar.

Fyrir járn og kolefnisstál, einfaldaða röðin er:

Málmupplausn → rafeindalosun → súrefnisminnkun → hýdroxíðmyndun → tæringar-vöruþróun

Uppleysta súrefnið virkar því sem rafeindaviðtaka sem gerir anodic upplausnarviðbrögðum kleift að halda áfram.

Þetta útskýrir hvers vegna tæring getur haldið áfram jafnvel þegar málmyfirborðið virðist sjónrænt stöðugt.

Rafefnafræðilega ferlið á sér stað á smásæjum anódískum og kaþódískum stöðum sem geta breyst með tímanum.

Endanlegar sýnilegar vörur - brúnt ryð, svört oxíð, appelsínuútfellingar, eða þykkir tæringarhnúðar - eru aukaafurðir rafefnafræðilegra efnahvarfa frekar en upphaflega tæringarkerfið sjálft.

Hitastig breytir einnig súrefnistæringarhegðun

Hitastig hefur samkeppnisleg áhrif.

Hækkandi hitastig flýtir almennt fyrir rafefnafræðilegum hvarfhvörfum og ferlum sem tengjast dreifingu.

Á sama tíma, súrefnisleysni í vatni minnkar almennt þegar hitastig hækkar við loftþrýsting.

Þar af leiðandi, Ekki er hægt að spá fyrir um áhrif hitastigs á súrefnisminnkandi tæringu einfaldlega út frá hitastigi einum saman.

Fyrir verkfræðikerfi, það er nauðsynlegt að huga að:

Hitastig + uppleyst súrefni + flæði + vatnsefnafræði + tæringarfilmustöðugleiki

Þetta er sérstaklega mikilvægt fyrir kælikerfi og varmaskipti þar sem hitastig vatns getur breyst verulega í gegnum hringrásina.

Dæmigert einkenni súrefnisupptöku tæringar

Core Anti-Tæringaráætlun fyrir súrefnisupptöku tæringu

Meginmarkmiðið er að draga úr skilyrðum sem gera súrefnisskerðingu kleift að viðhalda upplausn rafskautsmálms.

Draga úr súrefnisútsetningu

Þar sem kerfishönnun leyfir, draga úr innkomu lofts og uppleystu súrefni getur lækkað drifkraftinn fyrir súrefnisminnkandi tæringu.

Mögulegar ráðstafanir fela í sér stýrða loftræstingu, lágmarka óþarfa loftflæði, og draga úr endurtekinni útsetningu vatns í hringrás fyrir súrefni í andrúmsloftinu.

Notaðu tæringarhemla

Viðeigandi hemlar geta truflað rafskautsupplausn, kaþódísk viðbrögð, eða hvort tveggja.

Val verður að byggjast á tilteknum málmi, vatnsefnafræði, rekstrarhitastig, og umhverfiskröfur.

Koma á hlífðarfilmum

Fyrir sum vatnskerfi, Forfilma eða passivering meðferðir geta skapað verndandi yfirborðsástand. Virknin veltur mjög á efnis- og vatnsefnafræði.

Stjórna mælikvarða og seyru

Að fjarlægja útfellingar hjálpar til við að koma í veg fyrir að frumur með mismunaloftun þróist.

Vatnsmeðferð, síun, blástur, hreinsun, og útfellingarvörn getur því óbeint dregið úr staðbundinni súrefnistæringu.

Stjórna vatnsefnafræði

PH, basagildi, Leiðni, Klóríð, uppleyst fast efni, örverufræðileg virkni, og styrkur hemla getur allt haft áhrif á tæringarhegðun.

pH-stjórnun er mikilvæg, en súrefnis tæringu ætti ekki að minnka í einfalt „stilla pH“ vandamálið.

Súrefnisframboð og mismunaloftun geta verið mikilvæg jafnvel þegar pH er innan tilsetts rekstrarsviðs.

2. Hvað er vetnisþróunartæring?

Vetnisþróun tæring er rafefnafræðilegur tæringarbúnaður þar sem bakskautahvarfið framleiðir vetni á málmyfirborði.

Það er sterkast tengt við súrt vatnsumhverfi, þar sem vetnisjónir eru aðgengilegar til að taka við rafeindum sem losna við upplausn rafskautsmálms.

Samanborið við súrefnisminnkandi tæringu, sem er oft viðvarandi ferli í loftblanduðu vatni, Tæring vetnisþróunar getur verið mun árásargjarnari við nægilega súr aðstæður.

Fyrir kolefnisstál og marga aðra virka málma, lækkun sýrustigs lausnarinnar getur aukið hraða rafskautsupplausnar verulega vegna þess að kaþódísk vetnisþróunarhvörf geta gengið auðveldlega fram.

Þetta er ástæðan fyrir því að tæringu vetnisþróunar kemur oft fram við súrsýringu, efnahreinsun, kalkhreinsun, sýruferlisaðgerðir, meðhöndlun súrs skólps, og önnur ferli sem fela í sér lausnir með lágt pH.

Einfölduð hagnýt lýsing er:

Málmurinn tapar rafeindum, vetnisjónir eyða þessum rafeindum, og vetnisgas myndast við yfirborðið.

Sjáanlegu vetnisbólurnar eru því ekki orsök tæringar. Þau eru afurð bakskautahvarfsins sem gerir málmoxun kleift að halda áfram.

Atvikssviðsmyndir

Vetnisþróun er sérstaklega mikilvæg þegar raflausnin er súr eða þegar málmurinn verður fyrir sterkri bakskautun.

Algengar aðstæður eru ma:

• Súr súrsun: Sýra fjarlægir oxíðhrist úr stáli, en óhófleg útsetning getur einnig ráðist á grunnmálminn.
• Kemísk afkalkning og hreinsun: Súrlausnir sem notaðar eru til að fjarlægja útfellingar geta haldið áfram að leysa upp undirlagið eftir að útfellingin hefur verið fjarlægð.
• Súr afrennsliskerfi: Lágt pH frárennsli getur stöðugt ráðist á kolefnisstálpípur, skriðdreka, og annar búnaður.
• Súr vinnsluvatnskerfi: Iðnaðarvökvar sem innihalda steinefni eða lífrænar sýrur geta valdið árásargjarnri tæringu.
• Kaþódísk vernd: Of neikvæðir möguleikar geta aukið vetnismyndun, sérstaklega á hástyrkt stál.
• Rafefnavinnsla: Vetni getur þróast við rafhúðun, rafvinnsla, súrsunar, og önnur katódísk ferli.

Alvarleiki fer eftir meira en pH. Sýrustyrkur, hitastig, smitunartími, sýrugerð, álsamsetning, yfirborðsástand, flæði, og virkni hemils getur breytt tæringarhraðanum verulega.

Tæringarkerfi

Tæring vetnisþróunar samanstendur af samtengdum anódískum og kaþódískum ferlum.

Á anodic stöðum, málmurinn tapar rafeindum og leysist upp í raflausnina.

Rafeindirnar sem losna fara í gegnum málminn í átt að bakskautum, þar sem vetnisinnihaldandi tegundir neyta þeirra.

Í súrum miðlum, vetnisjónir minnka við yfirborðið, myndar að lokum sameindavetni. Í minna súru umhverfi, vatnslækkun getur veitt vetnisgjafanum.

Heildarferlið má því skilja sem:

Málmupplausn → rafeindaflutningur → vetnisminnkun → myndun vetnis á yfirborði → þróun vetnisgass

Súrt umhverfi

Í mjög súrum lausnum, róteindafækkun getur gengið auðveldlega á mörgum virkum málmum.

Þetta gerir kaþódískum viðbrögðum kleift að viðhalda hraðri upplausn á rafskaut, þess vegna getur kolefnisstál tært mjög hratt við stjórnlausa sýrumeðferð.

Surface Kinetics

Vetnisþróun er mjög háð yfirborði málmsins. Ofgnótt vetnis, hvatavirkni, oxíðfilmur, málmblöndur, innlán, og yfirborðsástand hafa öll áhrif á hvarfhraðann.

Þar af leiðandi, tveir málmar sem verða fyrir sömu sýru geta sýnt verulega mismunandi tæringarhegðun.

Vetnisinngangur í málminn

Ekki þarf allt yfirborðsmyndað vetni endilega að fara sem gas. Hluti getur haldist aðsogaður á yfirborðinu og, við heppilegar aðstæður, inn í málminn.

Þetta skapar hugsanlega röð:

Vetnismyndun → aðsog → frásog → dreifing/gildrun

Fyrir viðkvæmt hástyrkt stál, frásogað vetni getur stuðlað að vetnisbroti eða sprungum með vetnishjálp þegar það er blandað við viðeigandi streitu og örbyggingaraðstæður.

Mikilvægt, vetnisþróun og vetnisbrot eru ekki samheiti.

Vetnisþróun gefur hugsanlega uppsprettu vetnis; efnisnæmni og vetnisupptaka ráða því hvort verulegt tjón myndast.

Dæmigert einkenni

Vetnisþróunartæring hefur nokkra eiginleika sem greina hana frá súrefnisminnkandi tæringu.

Einn sérstaklega mikilvægur eiginleiki er að mikil tæring veldur ekki endilega miklu ryði.

Í súru umhverfi, járntæringarafurðir geta haldist uppleystar frekar en að mynda þykkar rauðbrúnar útfellingar sem almennt sést í loftað hlutlausu vatni.

Fyrir vikið, hluti getur virst tiltölulega hreinn á meðan verulegt tap á grunnmálmi á sér stað.

Kjarna tæringarstefnu

Grundvallarmarkmiðið er að stjórna efna- og rafefnafræðilegum aðstæðum sem leyfa óhóflega málmupplausn og vetnismyndun.

Stjórna sýrustyrk

Notaðu aðeins þann sýrustyrk sem þarf til að ná tilætluðum hreinsunar- eða vinnslumarkmiðum. Of mikið sýrustig getur flýtt fyrir árás undirlags.

Takmarkaðu lýsingartíma

Sýrumeðferð ætti að hafa skilgreindan ferliglugga. Þegar kvarð eða útfellingar hafa verið fjarlægðar, áframhaldandi útsetning eykur tap á grunnmálmum án þess að veita sambærilegan ávinning af ferlinu.

Stjórna hitastigi

Hærra hitastig getur flýtt fyrir rafefnafræðilegum hvarfhvörfum.

Sýruhreinsun ætti því að starfa innan viðurkenndra hitastigssviðs frekar en að treysta á óþarflega háan hita.

Notaðu viðeigandi tæringarhemla

Hindrar geta dregið úr sýruárás á grunnmálminn en leyfa sýrunni að framkvæma fyrirhugaða hreinsunaraðgerð.

Rétt hemill og styrkur verður að vera staðfestur fyrir tiltekna sýru, ál, og rekstrarhitastig.

Skolið og hlutleysið tafarlaust

Eftir sýrumeðferð, sýruleifar ætti að fjarlægja hratt með viðeigandi skolunar- og hlutleysunaraðferðum til að koma í veg fyrir áframhaldandi árás við geymslu eða síðari vinnslu.

Stjórna kaþódískri vernd

Fyrir friðlýst mannvirki, möguleikinn ætti að vera innan tilgreinds stjórnunarsviðs. Of neikvæðir möguleikar geta aukið vetnisþróun og skapað hættu á upptöku vetnis.

Íhuga efnisnæmi

Þar sem vetnismyndun er óumflýjanleg, efnisval ætti að taka tillit til vetnisnæmis, sérstaklega fyrir hástyrkt stál og önnur málmblöndur sem eru viðkvæm fyrir sprungum með vetnishjálp.

3. Súrefnislækkun vs. Vetnisþróunartæring: Grundvallarmunurinn

Þó að báðir aðferðirnar séu bakskautsferli sem styðja við upplausn rafskautsmálms, þeir eru í grundvallaratriðum mismunandi hvað varðar hvarfefni þeirra, umhverfiskröfur, ráðandi þættir, tæringarhegðun, og forvarnaráætlanir.

4. Súrefnislækkun og vetnisþróun í raunverulegum tæringarkerfum

Í raunverulegu iðnaðarumhverfi, tæring fylgir sjaldan fullkomlega einangruðum vélbúnaði.

Súrefnislækkun og vetnisþróun getur átt sér stað samtímis, keppa um kaþódískan straum, eða verða ráðandi á mismunandi stöðum og stigum þjónustunnar.

Jafnvægið er háð uppleystu súrefni, PH, rafskautsmöguleiki, hitastig, samsetning raflausna, flæðisskilyrði, og rafefnafræðilegir eiginleikar málmyfirborðsins.

Þetta er sérstaklega mikilvægt þegar bilanir eru greindar. Það getur ekki verið nóg að skilgreina umhverfi einfaldlega sem „súrefnis tæringu“ eða „sýrutæringu“.

Ríkjandi kaþódísk viðbrögð geta breyst eftir því sem staðbundið umhverfi breytist.

Loftað hlutlaust vatn: Súrefnisskerðing er venjulega ríkjandi

Í opnum eða súrefnisríkum vatnskerfum, uppleyst súrefni er aðgengilegt á málmyfirborðinu.

Fyrir mörg kolefnisstálkerfi sem starfa nálægt hlutlausu pH, súrefnislækkun er því mikilvægt bakskautsferli.

Dæmigert dæmi eru m.a:

• Iðnaðarkælivatnsrásir
• Kæli turnar
• Opnir geymslutankar
• HVAC hringrásarkerfi
• Vatnsleiðslur
• Vatnsfilmur í andrúmslofti

Við þessar aðstæður, tæring einkennist oft af hægfara en viðvarandi málmtapi.

Vatnshringrás getur stöðugt endurnýjað uppleyst súrefni, á meðan útfellingar og stöðnuð svæði geta skapað staðbundinn mun á súrefnisstyrk.

Helstu verkfræðilegar áhyggjur eru almenn veggþynning, mismunadrifandi tæringu, pitting, og staðbundin árás með aðstoð innláns.

Afloftað vatn: Að fjarlægja súrefni breytir kaþódísku leiðinni

Afloftun getur dregið verulega úr súrefnisskerðingu, en það útilokar ekki endilega tæringu.

Þegar uppleyst súrefni verður af skornum skammti, annað kaþódískt ferli getur stutt rafeindanotkun.

Fer eftir pH, möguleika, hitastig, og efnisyfirborð, vatnslækkun og vetnisþróun geta orðið sífellt mikilvægari.

Þetta skapar mikilvægan verkfræðilegan aðgreining:

Afloftun getur fjarlægt eina stóra bakskautsleið án þess að gera málminn rafefnafræðilega óvirkan.

Tæringarhraði sem myndast getur minnkað verulega, en samt verður að íhuga katódíska ferlið sem eftir er.

Þetta á sérstaklega við í lokuðum iðnaðarvatnskerfum þar sem súrefnisstyrkur getur breyst stöðugt við ræsingu, lokun, viðhald, eða efnameðferð.

Súrar og loftblandaðar lausnir: Bæði viðbrögðin gætu lifað saman

Súr lausn getur innihaldið bæði vetnisjónir og uppleyst súrefni.

Við þessar aðstæður, kaþódíska yfirborðið getur stutt:

Súrefnislækkun

Og

Vetnisþróun

á sama tíma.

Hvaða hvarf stuðlar meira að heildarkaþódísku straumnum fer eftir yfirborðshraða málmsins, súrefnisflutningur, PH, og rafskautsgetu.

Í upphafi útsetningar, súrefnisrík súr lausn getur sýnt verulega súrefnisminnkandi virkni.

Þegar súrefni er neytt eða flutningur takmarkast, vetnisþróun getur orðið hlutfallslega mikilvægari.

Þannig, kaþódísk vélbúnaður getur þróast með tímanum:

Súrefnisrík → blönduð kaþódísk hegðun → súrefnissnautt → meira vetnisframlag

Þessi kraftmikla hegðun á sérstaklega við í sprungum, innlán, lokuð skip, og stöðnuðum köflum.

Sprungu- og undirfellingartæring

Sprungur eru klassískt dæmi um hvernig staðbundin kaþódísk viðbrögð geta breyst.

Í upphafi útsetningar, súrefni getur verið til staðar bæði innan og utan sprungunnar.

Þar sem lokað svæði eyðir súrefni hraðar en hægt er að endurnýja það, súrefnisstyrkur inni í sprungunni minnkar.

Ytra yfirborðið gæti haldið áfram að styðja við súrefnisskerðingu, á meðan súrefnissnauðu sprungan verður tiltölulega anódísk.

Þetta skapar staðbundna rafefnafræðilega frumu:

Þegar tæring myndast, staðbundin efnafræði getur orðið sífellt árásargjarnari.

Styrkur klóríðs, sýrustig, vatnsrofsvörur, og uppsöfnun tæringarafurða getur flýtt enn frekar fyrir staðbundinni árás.

Mikilvægur punktur er að súrefnisskerðing getur verið ábyrg fyrir rafefnafræðilegum drifkrafti utan sprungunnar, á meðan alvarleg málmupplausn á sér stað inni í því.

Kælivatnskerfi: Hagnýtt iðnaðardæmi

Kælivatnskerfi innihalda oft allar þær breytur sem gera tæringu erfitt að greina:

Uppleyst súrefni + flæði + hitastig + sölt + innlán + örverur + breyta efnafræði

Súrefnislækkun getur ráðið hegðun bakskauts í súrefnisríkum hlutum hringrásarinnar.

Á sama tíma, útfellingar og líffilmur geta búið til súrefnissnautt örumhverfi þar sem staðbundin tæring verður alvarleg.

Niðurstaðan getur verið villandi væg meðaltæringarhraði ásamt staðbundnum djúpum gryfjum.

Af þessum sökum, Vöktun eingöngu á efnafræði í magnvatni lýsir hugsanlega ekki tæringarástandi einstakra íhluta nægjanlega.

Súr súrsun og efnahreinsun

Súrhreinsun veitir andstæðu umhverfi.

Sýrunni er ætlað að fjarlægja kalk eða útfellingar, en sama efnafræði getur einnig ráðist á óvarið undirlagið.

Vetnisþróun verður mikilvæg kaþódísk viðbrögð, sérstaklega þegar lausnin er mjög súr.

Sýnileg loftbóla getur átt sér stað þegar vetni myndast.

Dæmigerð ferli röð er:

Hreisturhreinsun → váhrif undirlags → áframhaldandi sýruárás → vetnisþróun → málmtap

Ef hreinsunarferlið heldur áfram of lengi, rekstraraðili getur fjarlægt ekki aðeins óæskilega útfellingu heldur einnig aukið magn af undirliggjandi málmi.

Þetta er ástæðan fyrir sýrustyrk, hitastig, meðferðartími, styrkur hemla, og skolun eftir hreinsun þarf að stjórna sem einu ferli frekar en sjálfstætt.

Kaþódísk vernd: Tæringarvörn getur aukið vetnismyndun

Kaþódisk vernd færir verndað mannvirki vísvitandi í átt að neikvæðari möguleika til að bæla upp rafskautsupplausn.

Þetta getur verið mjög áhrifaríkt fyrir leiðslur, mannvirki sjávar, skriðdreka, og niðurgrafin stálkerfi.

Samt, eftir því sem möguleikarnir verða sífellt neikvæðari, vetnisþróun getur orðið mikilvægari.

Þetta skapar mikilvæg verkfræðiskipti:

Lægri anodísk tæring ↔ hugsanlega meiri vetnismyndun

Fyrir efni sem eru næm fyrir sprungum með vetnishjálp, sérstaklega sumt hástyrkt stál, óhófleg kaþódísk skautun getur því leitt til mismunandi bilunarkerfis jafnvel á meðan verið er að draga úr hefðbundinni tæringu.

Kaþódísk vernd ætti því að vera hönnuð í kringum efnið, umhverfi, húðunarástand, og gildandi verndarviðmiðum, frekar en einfaldlega að hámarka neikvæðu möguleikana.

Rennandi vatn: Súrefnisflutningur og massaflutningur

Flæði getur haft mikil áhrif á súrefnisminnkandi tæringu með því að breyta flutningi uppleysts súrefnis til málmyfirborðsins.

Hærra flæði getur dregið úr þykkt dreifingarmarkalagsins og aukið súrefnisflutning.

Samt, Niðurstaðan er ekki almennt hærri tæringarhraði vegna þess að flæði getur samtímis breytt hlífðarfilmum, tæringarvörur fjarlægja, dreifingu hemla, og veðrun.

Á nægilega miklum hraða, veðrun-tæring getur orðið mikilvægt.

Vetnisþróun getur einnig verið undir áhrifum af flæði, en tengsl þess við flæði eru almennt önnur vegna þess að kaþódíska hvarfefnið er ekki uppleyst súrefni.

Flæði getur í staðinn breytt staðbundnum styrk, yfirborðsástand, hitastig, og fjarlægja vetnisbólur.

Hitastig breytir jafnvæginu milli aðferðanna tveggja

Hitastig hefur bæði áhrif á súrefnislækkun og vetnisþróun, en með mismunandi og stundum samkeppnisfærum.

Hækkandi hitastig flýtir almennt fyrir rafefnafræðilegri hreyfihvörf.

Á sama tíma, Styrkur uppleysts súrefnis í vatni minnkar venjulega þegar hitastig hækkar við ákveðinn þrýsting.

Þar af leiðandi:

Hærra hitastig → hraðari hvarfhvörf

heldur líka:

Hærra hitastig → lægra súrefnisleysni í jafnvægi

Niðurstaða súrefnisminnkandi tæringar er því ekki alltaf auðveld.

Vetnisþróun getur einnig hraðað með hitastigi vegna þess að hvarfhvörf eykst almennt, en tæringarhegðunin sem myndast veltur samt á pH, möguleika, yfirborðsástand, og efnisnæmi.

5. Niðurstaða

Vetnisþróun tæringu og súrefnisupptöku tæringu eru tveir undirstöðu rafefnafræðilegir aðferðir vatnskenndra málmtæringar, með grundvallarmun á umhverfisaðlögun, hvarfhvörf, formfræðilegar skemmdir, og stjórna rökfræði.

Tæring vetnisþróunar á sér stað í súrt umhverfi með lágt súrefni, sem inniheldur samræmda málmupplausn sem stjórnað er af rafefnafræðilegum viðbrögðum á yfirborði.

Súrefnisupptöku tæring er ríkjandi í hlutlausu/basísku súrefnisríku vatni, sýna eyðileggjandi staðbundna tæringu sem takmarkast af súrefnisdreifingu massaflutningi.

Flestir bilanir í vatnskenndum iðnaðarbúnaði stafa af súrefnisupptöku tæringu, á meðan tæring vetnisþróunar er takmörkuð við sérstakar súr ferli atburðarás.

Fyrir iðnaðar tæringarvörn, að bera kennsl á ríkjandi tæringarkerfi fyrst, taka síðan upp markvisst efnisval, miðlungs aðlögun, og verndarráðstafanir geta hámarkað tæringarvörn, draga úr bilunartíðni búnaðar, og lækka langtíma rekstrar- og viðhaldskostnað.

Að ná tökum á þessum tveimur kjarnaaðferðum er grunnforsenda faglegrar tæringarverkfræðihönnunar og bilunargreiningar.

 

Algengar spurningar

Hver er aðalmunurinn á súrefnisskerðingu og vetnisþróun?

Súrefnislækkun notar uppleyst súrefni sem bakskauts hvarfefni, á meðan vetnisþróun dregur úr vetnisjónum eða vatni og framleiðir vetni.

Súrefnislækkun er sterklega tengd við loftblandað vatn, en vetnisþróun verður sérstaklega mikilvæg í súru eða mjög katódíska skautuðu umhverfi.

Getur súrefnisskerðing og vetnisþróun átt sér stað á sama tíma?

Já. Súr lausn getur innihaldið bæði uppleyst súrefni og vetnisjónir, sem gerir báðum kaþódískum viðbrögðum kleift að eiga sér stað samtímis.

Hlutfallslegt framlag þeirra fer eftir pH, súrefnisstyrkur, rafskautsmöguleiki, yfirborðshreyfifræði, og fjöldaflutningur.

Stöðvar tæringu að fjarlægja uppleyst súrefni?

Nei. Afloftun getur bælt súrefnisskerðingu mjög, en önnur kaþódísk viðbrögð, þar á meðal vatnslækkun og vetnisþróun, geta haldið áfram við heppilegar aðstæður.

Af hverju veldur súrefnisskortur tæringu á sprungum?

Súrefni inni í takmörkuðum sprungu er neytt hraðar en hægt er að endurnýja það.

Þetta skapar mismunaloftunarfrumu þar sem súrefnissnauðu svæði verður tiltölulega anódískt og upplifir einbeitt málmupplausn.

Þýðir vetnisþróun alltaf vetnisbrot?

Nei. Vetnisþróun veitir hugsanlega uppsprettu frásogaðs vetnis, en vetnisbrot krefst næms efnis og viðeigandi samsetninga vetnisupptöku, streitu, og örbyggingaraðstæður.

Þýðir hærra uppleyst súrefni alltaf hraðari tæringu?

Ekki endilega. Uppleyst súrefni getur aukið bakskautsgetu til súrefnisminnkunar, en raunveruleg tæring fer eftir óvirkum filmum, hemlar, fjöldaflutningur, anodísk hreyfifræði, yfirborðsástand, og staðbundin efnafræði.

Hvaða tæringarbúnaður er hættulegri?

Hvorugt vélbúnaðurinn er almennt hættulegri.

Súrefnislækkun getur stutt við alvarlega staðbundna tæringu og langtíma vegggengni, á meðan vetnisþróun getur valdið hraðri sýruárás og getur valdið tjóni með vetni. Áhættan fer eftir efni og þjónustuumhverfi.