Оттегінің сіңірілуі және сутегі эволюциясының коррозиясы: Негізгі айырмашылықтар

Сулы коррозия – өнеркәсіпте металл деградациясының ең кең таралған және экономикалық тұрғыдан жойғыш түрі, теңіз, Инфрақұрылым, және химиялық өңдеу өрістері.

Барлық ылғалды электрохимиялық коррозия процестері жұпталған анодты металдардың тотығуы мен катодтық тотықсыздану реакцияларына сүйенеді..

Айқын катодтық деполяризация механизмдеріне негізделген, сулы металл коррозиясы екі негізгі түрге бөлінеді: сутегі эволюциясының коррозиясы (ЖОО) жіне оттегі сіңіру коррозиясы (OAC).

Бұл екі коррозия режимі барлық дерлік сұйық фазалық металл бұзылу сценарийлерін реттейді, дегенмен олар электрохимиялық принциптерде айтарлықтай ерекшеленеді, экологиялық триггерлер, реакция кинетикасы, морфологиялық сипаттамалары, және бақылау стратегиялары.

Үстем коррозия механизмін дұрыс бағаламау коррозияға қарсы дизайнның тиімсіз болуының басты себебі болып табылады., premature equipment failure, және техникалық қызмет көрсету шығындарының артуы.

1. Оттегі сіңіру коррозиясы дегеніміз не?

Оттегі сіңіру коррозиясы, дәлірек атайды oxygen reduction corrosion, көміртекті болатқа және сулы ортадағы басқа металдарға әсер ететін ең кең таралған электрохимиялық коррозия механизмдерінің бірі.

Ол әсіресе бейтарап және жұмсақ сілтілі суда жиі кездеседі, мұнда еріген оттегі металдың еруін қамтамасыз ететін негізгі катодтық реактив ретінде әрекет етеді.

Механизмді елемеу оңай, себебі ол бастапқыда тез немесе күрт зақым келтірмейді. Орнына, коррозия салыстырмалы түрде баяу, бірақ үздіксіз жүруі мүмкін.

Айлар немесе жылдар бойы, бұл бірте-бірте металды жоғалту қабырға қалыңдығын азайтуы мүмкін, create corrosion products, initiate localized attack, және ақырында ағып кетуге немесе перфорацияға әкеледі.

Қарапайым инженерлік түсіндіру:

Су электролит береді, ерітілген оттегі катодтық реакцияны қамтамасыз етеді, ал металл электрондарды анодтық еріту арқылы береді.

Сондықтан оттегі коррозиясы су бірнеше рет ауаға ұшырайтын немесе үздіксіз айналымда болатын жүйелерде ерекше маңызды..

Әдеттегі өндірістік орталарға орталықтандырылған салқындатылған су жүйелері жатады, өнеркәсіптік салқындатқыш су ілмектер, салқындату мұнаралары, коммуналдық және құрылыс су құбырлары, Танктер, Жылу алмастырғыштар, және әртүрлі суды тазарту жүйелері.

Бейтарап және әлсіз сілтілі су классикалық орта болып табылады, оттегінің азаюы қышқылдық жағдайда коррозияға да қатыса алады.

Қышқылдықты арттыру әдетте катодтық кинетиканы өзгертеді және жалпы коррозияны жеделдетуі мүмкін, ал оттегінің азаюы сутегі эволюциясы реакцияларымен қатар жұмысын жалғастыра алады.

Оттегі сіңіру коррозиясы қай жерде пайда болады?

Металл беті еріген оттегі бар су электролитімен әсер еткенде оттегі қалпына келтірілетін коррозия дамуы мүмкін..

Ауырлығы оттегі концентрациясына байланысты, су химиясы, температура, ағу, Беттің жағдайы, және оттегінің металға жету қабілеті.

Орталық HVAC және салқындатылған су жүйелері

Ашық немесе нашар ауасыздандырылған айналым жүйелері суға оттегін үздіксіз енгізе алады.

Сорғылар, кеңейту цистерналары, макияж суы, ағу, және техникалық қызмет көрсету әрекеттерінің барлығы ауаға кіру мүмкіндігін қамтамасыз етуі мүмкін.

Көміртекті болаттан жасалған құбырлар мен компоненттер бірте-бірте жалпы коррозияға ұшырауы мүмкін, тот шөгінділері, және оттегі жеткілікті түрде бақыланбаған кезде локализацияланған шабуыл.

Өнеркәсіптік салқындату-су жүйелері

Салқындату жүйелері жиі су айналымын біріктіреді, жоғары температура, еріген тұздар, және ауамен үздіксіз байланыс.

Салқындату мұнаралары әсіресе өзекті, өйткені су әдейі атмосфераға әсер етеді.

Бұл көміртекті болаттан жасалған құбырлардағы коррозияны қолдайтын үздіксіз оттегімен қамтамасыз етеді, Жылу алмастырғыштар, Танктер, және басқа металл жабдықтар.

Салқындату мұнаралары

Салқындату мұнаралары оттегіге бай классикалық орта болып табылады, өйткені су үлкен беткейлерге таралады және атмосфералық ауамен тікелей әрекеттеседі..

Комбинациясы:

Үлкен су-ауа интерфейсі + үздіксіз айналым + еріген тұздар + температураның өзгеруі

су химиясы және коррозияға қарсы бақылау дұрыс басқарылмаса, коррозияға қолайлы жағдай жасай алады.

Коммуналдық және құрылыс су жүйелері

Су тарату құбырлары мен сақтау жүйелері де оттегіге байланысты коррозияға ұшырауы мүмкін, әсіресе су газдалған және коррозияға бейім металдар болған жерлерде.

Төмен ағынды бөлімдер, өлі аяқтар, нашар құрғатылған аумақтар, және тоқырау суы жергілікті оттегі концентрациясында айтарлықтай айырмашылықтар тудыруы мүмкін, сондықтан жергілікті коррозияға ықпал етеді..

Қоршаған орта температурасының таза немесе тазартылған су жүйелері

Тіпті салыстырмалы түрде таза су автоматты түрде коррозияға ұшырамайды. Төмен иондық ластану электролит өткізгіштігін төмендетуі мүмкін, бірақ еріген оттегі әлі де электрохимиялық реакцияларға қатыса алады.

Нәтижесінде коррозияның әрекеті металға байланысты, температура, оттегі концентрациясы, ағын шарттары, және беткі пленка.

Оттегі сіңіру коррозиясы қалай жұмыс істейді?

Коррозия процесі байланысқан анодтық және катодтық реакциялардан тұрады.

Анодты аймақта, металл электрондарын жоғалтады және металл иондары ретінде қоршаған суға түседі.

Содан кейін бұл электрондар металл құрылым арқылы катодтық аймақтарға қарай қозғалады, where dissolved oxygen is reduced.

For iron and carbon steel, the simplified sequence is:

Металлдың еруі → электронның бөлінуі → оттегінің азаюы → гидроксидтің түзілуі → коррозия өнімінің дамуы

Сондықтан еріген оттегі анодтық еріту реакциясын жалғастыруға мүмкіндік беретін электронды акцептор ретінде әрекет етеді..

Бұл металл беті визуалды түрде тұрақты болып көрінсе де, коррозияның неліктен жалғасуы мүмкін екенін түсіндіреді.

Электрохимиялық процесс микроскопиялық анодтық және катодты жерлерде жүреді, олар уақыт өте келе ауысуы мүмкін.

The eventual visible products—brown rust, қара оксидтер, апельсин кен орындары, немесе қалың коррозия түйіндері — коррозияның бастапқы механизмінің өзінен гөрі электрохимиялық реакциялардың қайталама өнімдері болып табылады..

Температура сонымен қатар оттегі коррозиясының әрекетін өзгертеді

Temperature has competing effects.

Температураның жоғарылауы әдетте электрохимиялық реакция кинетикасын және диффузияға байланысты процестерді жеделдетеді.

Осы уақытта, Атмосфералық қысымда температура көтерілген сайын судағы оттегінің ерігіштігі әдетте төмендейді.

, Сорт, температураның оттегі төмендететін коррозияға әсерін тек температураға қарап болжау мүмкін емес.

Инженерлік жүйелер үшін, қарастыру қажет:

Температура + ерітілген оттегі + ағу + су химиясы + коррозия-пленканың тұрақтылығы

Бұл судың температурасы барлық контурда айтарлықтай өзгеруі мүмкін салқындату жүйелері мен жылу алмастырғыштар үшін өте маңызды.

Оттегі жұтылу коррозиясының типтік сипаттамалары

Оттегі сіңіру коррозиясының негізгі антикоррозия стратегиясы

Негізгі мақсат оттегінің азаюына анодты металдың еруін қолдауға мүмкіндік беретін жағдайларды азайту болып табылады.

Оттегінің әсерін азайтыңыз

Where system design permits, ауаның түсуін және еріген оттегін азайту оттегінің азаюы коррозиясының қозғаушы күшін төмендетуі мүмкін..

Ықтимал шаралар бақыланатын деаэрацияны қамтиды, minimizing unnecessary air entrainment, және айналымдағы судың атмосфералық оттегінің қайталануын азайту.

Коррозияға қарсы ингибиторларды қолданыңыз

Сәйкес ингибиторлар анодты ерітуге кедергі келтіруі мүмкін, катодтық реакциялар, немесе екеуі де.

Таңдау нақты металға негізделуі керек, су химиясы, Жұмыс температурасы, and environmental requirements.

Қорғаныс пленкаларын орнатыңыз

Кейбір су жүйелері үшін, алдын ала түсіру немесе пассивациялау процедуралары қорғаныс бетінің жағдайын жасай алады. Тиімділік материал мен су химиясына қатты байланысты.

Бақылау шкаласы және шлам

Шөгінділерді жою дифференциалды-аэрация жасушаларының дамуын болдырмауға көмектеседі.

Суды тазарту, сүзу, үрлеу, тазарту, және шөгінділерді бақылау локализацияланған оттегі коррозиясын жанама түрде азайтады.

Су химиясын бақылау

р, сілтілік, Өткізгіштік, хлориді, ерітілген қатты заттар, микробиологиялық белсенділік, және ингибитор концентрациясы коррозияға әсер етуі мүмкін.

pH бақылау маңызды, бірақ оттегі коррозиясын қарапайым «рН реттеу» мәселесіне дейін төмендетуге болмайды.

Оттегінің қолжетімділігі және дифференциалды аэрация рН жоспарланған жұмыс ауқымында болса да маңызды болып қалуы мүмкін..

2. Сутегі эволюциясының коррозиясы дегеніміз не?

Сутегі эволюциясы коррозия катодтық реакция нәтижесінде металл бетінде сутегі түзілетін электрохимиялық коррозия механизмі.

Ол қышқыл сулы ортамен қатты байланысты, мұнда сутегі иондары анодты металды еріту кезінде бөлінетін электрондарды қабылдауға оңай болады.

Оттегі-редукциялық коррозиямен салыстырғанда, бұл көбінесе газдалған суда тұрақты процесс, сутегі эволюциясының коррозиясы жеткілікті қышқылдық жағдайда әлдеқайда агрессивті болуы мүмкін.

Көміртекті болат және басқа да көптеген белсенді металдар үшін, ерітіндінің рН төмендеуі анодтық еру жылдамдығын айтарлықтай арттыруы мүмкін, өйткені катодты сутегі эволюциясы реакциясы оңай жүруі мүмкін..

Сондықтан қышқылды тұздау кезінде сутегі эволюциясының коррозиясы жиі кездеседі, химиялық тазалау, Қақтан тазарту, қышқылды өңдеу операциялары, қышқылды ағынды суларды өңдеу, and other processes involving low-pH solutions.

Жеңілдетілген практикалық сипаттама болып табылады:

Металл электрондарын жоғалтады, сутегі иондары сол электрондарды тұтынады, және сутегі газы жер бетінде пайда болады.

Демек, көрінетін сутегі көпіршіктері коррозияның себебі емес. Олар металдың тотығуын жалғастыруға мүмкіндік беретін катодтық реакцияның өнімі болып табылады.

Пайда болу сценарийлері

Сутегінің бөлінуі электролит қышқыл болғанда немесе металл күшті катодтық поляризацияға ұшыраған кезде өте маңызды..

Жалпы сценарийлер мыналарды қамтиды:

• Қышқыл маркасы: Қышқыл болаттан оксидті қақты кетіреді, бірақ шамадан тыс әсер ету негізгі металға да әсер етуі мүмкін.
• Химиялық қақтан тазарту және тазалау: Шөгінділерді жою үшін қолданылатын қышқыл ерітінділері шөгінділер жойылғаннан кейін субстратты ерітуді жалғастыра алады.
• Қышқылды ағынды су жүйелері: Төмен рН ағынды сулар көміртекті болаттан жасалған құбырларға үздіксіз шабуыл жасай алады, Танктер, және басқа жабдықтар.
• Қышқылды технологиялық-су жүйелері: Құрамында минералды немесе органикалық қышқылдар бар өнеркәсіптік сұйықтықтар агрессивті коррозия тудыруы мүмкін.
• Катодтық қорғаныс: Шамадан тыс теріс потенциалдар сутегінің түзілуін арттыруы мүмкін, әсіресе беріктігі жоғары болаттарда.
• Электрохимиялық өңдеу: Электрлік жалату кезінде сутегі дами алады, электр ұтып алу, жинау, және басқа катодтық процестер.

Ауырлығы рН-дан көп тәуелді. Қышқыл шоғырлануы, температура, экспозиция уақыты, қышқыл түрі, қорытпасы, Беттің жағдайы, ағу, және ингибитордың тиімділігі коррозия жылдамдығын айтарлықтай өзгерте алады.

Коррозия механизмі

Сутегі эволюциясының коррозиясы біріктірілген анодтық және катодтық процестерден тұрады.

Анодты жерлерде, металл электрондарын жоғалтады және электролитке ериді.

Бөлінген электрондар метал арқылы катодты жерлерге қарай қозғалады, сутегі бар түрлер оларды тұтынатын жерде.

Қышқыл ортада, сутегі иондары бетінде азаяды, ақырында молекулалық сутегін түзеді. Аз қышқыл ортада, суды азайту сутегі көзін қамтамасыз ете алады.

Сондықтан жалпы процесті деп түсінуге болады:

Металдың еруі → электронның тасымалдануы → сутегінің тотықсыздануы → беткі сутегінің түзілуі → сутегі газының эволюциясы

Қышқылдық орта

Қатты қышқыл ерітінділерде, протонды қалпына келтіру көптеген белсенді металдарда оңай жүруі мүмкін.

Бұл катодтық реакцияға жылдам анодтық ерітуді сақтауға мүмкіндік береді, сондықтан көміртекті болат бақыланбайтын қышқылмен өңдеу кезінде өте тез коррозияға ұшырауы мүмкін.

Беттік кинетика

Сутегі эволюциясы металдың бетіне өте тәуелді. Сутегінің шамадан тыс потенциалы, каталитикалық белсенділік, оксидті пленкалар, легирлеу элементтері, Депозиттер, және беттің күйі реакция жылдамдығына әсер етеді.

, Сорт, бірдей қышқылға ұшыраған екі металдың коррозияға қарсы әрекеті айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін.

Сутегінің металға енуі

Жер бетінде пайда болған сутегінің бәрі міндетті түрде газ күйінде кетпейді. Фракция бетінде адсорбцияланып қалуы мүмкін және, қолайлы жағдайларда, металды енгізіңіз.

Бұл әлеуетті тізбекті жасайды:

Сутегінің генерациясы → адсорбция → абсорбция → диффузия/тұтқыш

Сезімтал жоғары берік болаттар үшін, сіңірілген сутегі сәйкес кернеумен және микроқұрылымдық жағдайлармен үйлескенде сутегінің сынғыштығына немесе сутегі көмегімен крекингке ықпал етуі мүмкін..

Бастысы, сутегінің бөлінуі және сутегінің морттануы синоним емес.

Сутегі эволюциясы сутегінің әлеуетті көзін береді; материалдың сезімталдығы мен сутегінің сіңірілуі елеулі зақымданудың дамуын анықтайды.

Типтік сипаттамалар

Сутегі эволюциясының коррозиясының бірнеше сипаттамалары бар, олар оны оттегінің тотықсыздану коррозиясынан ажыратады..

Ерекше маңызды сипаттамалардың бірі - қатты коррозия міндетті түрде мол тот тудырмайды.

Қышқыл ортада, Темір коррозиясының өнімдері газдалған бейтарап суда жиі байқалатын қою қызыл-қоңыр шөгінділерді түзудің орнына еріген күйінде қалуы мүмкін..

Болғандықтан, негізгі металды жоғалту кезінде құрамдас салыстырмалы түрде таза болып көрінуі мүмкін.

Коррозияға қарсы негізгі стратегия

Негізгі мақсат металдың шамадан тыс еруіне және сутегінің пайда болуына мүмкіндік беретін химиялық және электрохимиялық жағдайларды бақылау болып табылады.

Қышқыл концентрациясын бақылау

Тазалау немесе өңдеу мақсатына жету үшін қажетті қышқыл концентрациясын ғана пайдаланыңыз. Excess acidity can accelerate substrate attack.

Экспозиция уақытын шектеңіз

Қышқылмен өңдеудің анықталған процесс терезесі болуы керек. Масштаб немесе шөгінділер жойылғаннан кейін, үздіксіз әсер ету процесстің баламалы пайдасын бермей-ақ негізгі металдың жоғалуын арттырады.

Температураны бақылау

Жоғары температура электрохимиялық реакция кинетикасын жеделдетуі мүмкін.

Сондықтан қышқылмен тазалау қажетсіз жоғары температураларға сүйенбей, расталған температура диапазонында жұмыс істеуі керек.

Сәйкес коррозия ингибиторларын пайдаланыңыз

Ингибиторлар негізгі металға қышқылдың әсер етуін азайта отырып, қышқылдың тазалау функциясын орындауына мүмкіндік береді.

Арнайы қышқыл үшін дұрыс ингибитор мен концентрацияны растау керек, қорытпа, және жұмыс температурасы.

Тез арада шайыңыз және бейтараптандырыңыз

Қышқылмен өңдеуден кейін, қалдық қышқылды сақтау немесе кейінгі өңдеу кезінде үздіксіз шабуылдың алдын алу үшін тиісті шаю және бейтараптандыру процедуралары арқылы тез жою керек..

Катодтық қорғанысты бақылау

Қорғалған құрылымдар үшін, әлеуетті белгіленген басқару диапазонында сақтау керек. Шамадан тыс теріс потенциалдар сутегінің бөлінуін арттырып, сутегін қабылдау қаупін тудыруы мүмкін.

Материалдық сезімталдықты қарастырыңыз

Сутегінің түзілуі сөзсіз болатын жерде, материалды таңдау сутегіге сезімталдықты ескеруі керек, әсіресе сутегі көмегімен крекингке бейім жоғары берік болаттар мен басқа қорытпалар үшін.

3. Оттегінің азаюы қарсы. Сутегі эволюциясының коррозиясы: Негізгі айырмашылық

Екі механизм де металдың анодтық еруін қолдайтын катодтық процестер болғанымен, олар реагенттерінде түбегейлі ерекшеленеді, экологиялық талаптар, бақылаушы факторлар, Коррозияның мінез-құлқы, және алдын алу стратегиялары.

4. Шынайы коррозия жүйелеріндегі оттегінің азаюы және сутегінің эволюциясы

In actual industrial environments, коррозия өте жақсы оқшауланған механизмнен сирек кездеседі.

Оттегінің азаюы мен сутегінің бөлінуі бір мезгілде болуы мүмкін, катодтық ток үшін бәсекелеседі, немесе әртүрлі орындарда және қызмет көрсету кезеңдерінде басымдыққа ие болады.

The balance depends on dissolved oxygen, р, электродтық потенциал, температура, электролит құрамы, ағын шарттары, және металл бетінің электрохимиялық сипаттамалары.

Бұл сәтсіздіктерді талдау кезінде әсіресе маңызды. Қоршаған ортаны жай ғана «оттегі коррозиясы» немесе «қышқыл коррозиясы» ретінде анықтау жеткіліксіз болуы мүмкін..

Доминант катодтық реакция жергілікті ортаның өзгеруіне қарай өзгеруі мүмкін.

Газдалған бейтарап су: Оттегінің азаюы әдетте басым болады

In open or oxygenated water systems, ерітілген оттегі металл бетінде оңай қол жетімді.

Бейтарап рН жанында жұмыс істейтін көптеген көміртекті болат жүйелері үшін, сондықтан оттегінің азаюы маңызды катодтық процесс болып табылады.

Типтік мысалдарға мыналар жатады:

• Industrial cooling-water circuits
• Салқындату мұнаралары
• Ашық сақтау резервуарлары
• HVAC айналым жүйелері
• Су құбырлары
• Атмосфералық су пленкалары

Осы шарттарда, коррозия көбінесе металдың біртіндеп, бірақ тұрақты жоғалуымен сипатталады.

Су айналымы еріген оттегін үздіксіз толтыра алады, ал шөгінділер мен тоқырау аймақтары жергілікті оттегі концентрациясының айырмашылығын тудыруы мүмкін.

Негізгі инженерлік мәселелер қабырғаның жалпы жұқаруы болып табылады, дифференциалды-аэрациялық коррозия, шоқы, және депозиттік локализацияланған шабуыл.

Газсыздандырылған су: Оттегін жою катодтық жолды өзгертеді

Деаэрация оттегінің азаюын айтарлықтай басуы мүмкін, бірақ ол коррозияны міндетті түрде жоймайды.

Бір рет еріген оттегі тапшы болады, басқа катодтық процесс электронды тұтынуды қолдауы мүмкін.

рН-ға байланысты, потенциал, температура, және материал беті, суды азайту және сутегі эволюциясы барған сайын маңызды бола алады.

Бұл маңызды инженерлік айырмашылықты тудырады:

Деаэрация металды электрохимиялық белсенді етпестен бір негізгі катодтық жолды жоя алады.

Нәтижесінде коррозия жылдамдығы айтарлықтай төмендеуі мүмкін, бірақ қалған катодтық процесс әлі де қарастырылуы керек.

Бұл әсіресе іске қосу кезінде оттегі концентрациясы үздіксіз өзгеруі мүмкін жабық өнеркәсіптік су жүйелеріне қатысты, өшіру, қолдау, немесе химиялық өңдеу.

Қышқылдық және газдалған ерітінділер: Екі реакция қатар болуы мүмкін

Қышқыл ерітіндіде сутегі иондары да, еріген оттегі де болуы мүмкін.

Осы шарттарда, катодтық беті қолдау көрсетуі мүмкін:

Оттегінің азаюы

жіне

Сутегі эволюциясы

осы уақытта.

Қандай реакция жалпы катодтық токқа көбірек үлес қосатыны металл бетінің кинетикасына байланысты, оттегінің тасымалдануы, р, және электродтық потенциал.

Экспозицияның басында, оттегіге бай қышқыл ерітіндісі айтарлықтай оттегіні қалпына келтіру белсенділігін көрсетуі мүмкін.

Оттегі тұтынылғандықтан немесе тасымалдау шектеледі, сутегі эволюциясы салыстырмалы түрде маңыздырақ болуы мүмкін.

Солай, катодтық механизм уақыт өте келе дами алады:

Оттегіге бай → аралас катодтық мінез-құлық → оттегі азаяды → көбірек сутегі үлесі

Бұл динамикалық мінез-құлық әсіресе жарықтарға қатысты, Депозиттер, жабық кемелер, және тоқтап қалған бөлімдер.

Жарық және кен асты коррозиясы

Жарықтар жергілікті катодтық реакцияның қалай өзгеруі мүмкін екендігінің классикалық мысалын береді.

Экспозицияның басында, оттегі саңылаудың ішінде де, сыртында да болуы мүмкін.

Жабық аймақ оттегіні толтыруға қарағанда тезірек тұтынатындықтан, жарықшақ ішіндегі оттегінің концентрациясы төмендейді.

Сыртқы беті оттегінің азаюын қолдауды жалғастыра алады, ал оттегі азайған жарықшақ салыстырмалы түрде анодты болады.

This creates a localized electrochemical cell:

Коррозия дамыған сайын, жергілікті химия барған сайын агрессивті болуы мүмкін.

Хлорид концентрациясы, қышқылдық, гидролиз өнімдері, және коррозия өнімдерінің жинақталуы локализацияланған шабуылды одан әрі жеделдетуі мүмкін.

Маңызды мәселе, оттегінің азаюы жарықшақтан тыс электрохимиялық қозғаушы күшке жауапты болуы мүмкін., оның ішінде металдың қатты еруі жүреді.

Салқындату-су жүйелері: Практикалық өнеркәсіптік мысал

Салқындатқыш су жүйелері жиі коррозияны диагностикалауды қиындататын барлық айнымалыларды қамтиды:

Ерітілген оттегі + ағу + температура + тұздар + Депозиттер + микроорганизмдер + химияны өзгерту

Оттегінің азаюы контурдың оттегімен қамтылған бөліктеріндегі катодтық мінез-құлыққа басым болуы мүмкін.

Осы уақытта, шөгінділер мен биофильмдер локализацияланған коррозия күшті болатын оттегі азайған микроорталарды жасай алады..

Нәтиже жергілікті терең шұңқырлармен біріктірілген алдамшы жұмсақ орташа коррозия жылдамдығы болуы мүмкін.

Осы себеппен, тек қана сусымалы су химиясын бақылау жеке құрамдас бөліктердің коррозия жағдайын тиісті түрде сипаттамауы мүмкін.

Қышқылды тұздау және химиялық тазалау

Қышқылды тазалау контрастты ортаны қамтамасыз етеді.

Қышқыл қақты немесе шөгінділерді кетіруге арналған, бірақ сол химия ашық субстратқа да шабуыл жасай алады.

Сутегі эволюциясы маңызды катодтық реакцияға айналады, әсіресе ерітінді қатты қышқыл болғанда.

Сутегі пайда болған кезде көрінетін көпіршік пайда болуы мүмкін.

Типтік процесс реттілігі болып табылады:

Қақты кетіру → субстрат экспозициясы → қышқылдың үздіксіз шабуылы → сутегінің бөлінуі → металдың жоғалуы

Тазалау процесі тым ұзақ жалғасса, оператор қажетсіз шөгіндіні ғана емес, сонымен қатар негізгі металдың көбеюін де жоя алады.

Сондықтан қышқыл концентрациясы, температура, емдеу уақыты, ингибиторлардың концентрациясы, және тазалаудан кейінгі шаюды дербес емес, бір процесс ретінде бақылау қажет.

Катодтық қорғаныс: Коррозияны бақылау сутегінің түзілуін арттыруы мүмкін

Катодтық қорғаныс қорғалған құрылымды анодтық ерітуді басу үшін әдейі теріс потенциалға қарай жылжытады..

Бұл құбырлар үшін өте тиімді болуы мүмкін, Теңіз құрылымдары, Танктер, және көмілген болат жүйелері.

Дегенмен, as the potential becomes increasingly negative, hydrogen evolution can become more important.

This creates a critical engineering trade-off:

Төменгі анодтық коррозия ↔ potentially higher hydrogen generation

Сутегі көмегімен крекингке бейім материалдар үшін, particularly some high-strength steels, шамадан тыс катодтық поляризация әдеттегі коррозия азайған кезде де басқа істен шығу механизмін енгізе алады.

Демек, катодтық қорғаныс материалдың айналасында жобалануы керек, қоршаған орта, жабу жағдайы, and applicable protection criteria, жай ғана теріс әлеуетті барынша арттырудың орнына.

Ағынды су: Оттегінің тасымалдануы және массасы

Ағын ерітілген оттегінің металл бетіне тасымалдануын өзгерту арқылы оттегі-редукциялық коррозияға қатты әсер етуі мүмкін..

Жоғары ағын диффузиялық шекаралық қабаттың қалыңдығын азайтады және оттегінің тасымалдануын арттырады.

Дегенмен, нәтиже әмбебап жоғары коррозия жылдамдығы емес, өйткені ағын бір мезгілде қорғаныс қабықшаларын өзгерте алады, коррозия өнімдерін жою, ингибиторлардың таралуы, және эрозия.

Жеткілікті жоғары жылдамдықта, эрозия-коррозия маңызды бола алады.

Сутегі эволюциясына ағын да әсер етуі мүмкін, бірақ оның ағынмен байланысы әдетте басқаша, өйткені катодтық әрекеттесуші еріген оттегі емес.

Ағын орнына жергілікті концентрацияны өзгертуі мүмкін, Беттің жағдайы, температура, және сутегі көпіршіктерін жою.

Температура екі механизм арасындағы тепе-теңдікті өзгертеді

Температура оттегінің азаюына да, сутегінің бөлінуіне де әсер етеді, бірақ әртүрлі және кейде бәсекелес механизмдер арқылы.

Температураның жоғарылауы әдетте электрохимиялық кинетиканы жеделдетеді.

Осы уақытта, Судағы еріген оттегі концентрациясы әдетте берілген қысымда температура көтерілген сайын төмендейді.

, Сорт:

Жоғары температура → жылдамырақ реакция кинетикасы

бірақ және:

Жоғары температура → төмен тепе-теңдік оттегінің ерігіштігі

Сондықтан оттегінің азаюы коррозиясының таза нәтижесі әрқашан оңай бола бермейді.

Сутегінің эволюциясы температураға байланысты жылдамдауы мүмкін, өйткені реакция кинетикасы әдетте жоғарылайды, бірақ нәтижесінде коррозия әрекеті әлі де рН-ға байланысты, потенциал, Беттің жағдайы, және материалдық сезімталдық.

5. Қорытынды

Сутегі эволюциясының коррозиясы және оттегі сіңіру коррозиясы судағы металдардың коррозиясының екі негізгі электрохимиялық механизмі болып табылады., қоршаған ортаға бейімделудегі маңызды айырмашылықтармен, реакция кинетикасы, морфологиялық зақымдануы, және басқару логикасы.

Сутегі эволюциясының коррозиясы оттегі аз қышқыл ортада болады, фазааралық электрохимиялық реакциялармен бақыланатын металдың біркелкі еруі.

Бейтарап/сілтілі оттегіге бай суда оттегі сіңіру коррозиясы басым., оттегі диффузиялық масса алмасуымен шектелген жойқын локализацияланған коррозияны көрсетеді.

Өнеркәсіптік сулы жабдықтың ақауларының көпшілігі оттегі сіңіру коррозиясынан туындайды, ал сутегі эволюциясының коррозиясы белгілі бір қышқылдық процестің сценарийлерімен шектеледі.

Өнеркәсіптік коррозияны бақылау үшін, алдымен басым коррозия механизмін анықтау, содан кейін мақсатты материалды таңдауды қабылдау, орташа реттеу, және қорғау шаралары коррозияға қарсы тиімділікті барынша арттыра алады, жабдықтың істен шығуын азайту, және ұзақ мерзімді пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындарын төмендету.

Осы екі негізгі механизмді меңгеру кәсіби коррозияға қарсы инженерлік жобалаудың және істен шығуды талдаудың негізгі алғышарты болып табылады.

 

Жиі қойылатын сұрақтар

Оттегінің тотықсыздануы мен сутегінің бөлінуінің негізгі айырмашылығы неде??

Оттегінің тотықсыздануы катодты реактив ретінде еріген оттегін пайдаланады, ал сутегі эволюциясы сутегі иондарын немесе суды азайтады және сутегін шығарады.

Оттегінің азаюы газдалған сумен қатты байланысты, ал сутегі эволюциясы қышқылды немесе қатты катодты поляризацияланған ортада ерекше маңызды болады.

Оттегінің азаюы мен сутегінің бөлінуі бір уақытта бола ма??

Иә. Қышқыл ерітіндіде еріген оттегі де, сутегі иондары да болуы мүмкін, екі катодтық реакциялардың бір уақытта жүруіне мүмкіндік береді.

Олардың салыстырмалы үлестері рН-ға байланысты, оттегі концентрациясы, электродтық потенциал, беттік кинетика, және массалық тасымалдау.

Еріген оттегін кетіру коррозияны тоқтатады?

Жоқ. Деаэрация оттегінің азаюын қатты басуы мүмкін, бірақ басқа катодтық реакциялар, оның ішінде судың азаюы және сутегінің бөлінуі, қолайлы жағдайларда жалғастыра алады.

Неліктен оттегінің азаюы жарықшақтардың коррозиясын тудырады?

Шектеулі саңылаудың ішіндегі оттегі толтыруға қарағанда тезірек жұмсалады.

Бұл дифференциалды-аэрация жасушасын жасайды, онда оттегі азайған аймақ салыстырмалы түрде анодты болады және металдың концентрацияланған еруі байқалады..

Сутегінің эволюциясы әрқашан сутегінің сынғыштығын білдіреді?

Жоқ. Сутегі эволюциясы сіңірілген сутегінің әлеуетті көзін қамтамасыз етеді, бірақ сутегінің сынғыштығы сезімтал материалды және сутегі сіңірудің сәйкес комбинацияларын қажет етеді, стресс, және микроқұрылымдық жағдайлар.

Жоғары еріген оттегі әрқашан тез коррозияны білдіреді?

Міндетті емес. Ерітілген оттегі оттегінің тотықсыздануының катодтық қабілетін арттыра алады, бірақ нақты коррозия пассивті пленкаларға байланысты, ингибиторлар, массалық тасымалдау, анодтық кинетика, Беттің жағдайы, және локализацияланған химия.

Қандай коррозия механизмі қауіптірек?

Ешбір механизм әмбебап қауіпті емес.

Оттегінің азаюы қатты локализацияланған коррозияға және қабырғаға ұзақ уақыт енуіне қолдау көрсете алады, ал сутегі эволюциясы жылдам қышқыл шабуылын тудыруы және сутегінің көмегімен зақымдануды тудыруы мүмкін. Тәуекел материалдық және қызмет көрсету ортасына байланысты.