Газовая коррозия - Химическая коррозия

Наиболее распространенным случаем химической коррозии является окисление металлов различными газами. Она происходит при повышенных температурах, когда конденсация влаги на поверхности металла невозможна. Газовой коррозии подвергаются сопла ракетных двигателей, арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания, лопатки газовых турбин. Газовой коррозии подвергаются металлы при их термической обработке.

К газовым агрессивным агентам относятся O2, CO2, SO2, H2O, H2S, Cl2. Для реакции окисления металла кислородом

2Метв + О2(г) = 2МеОтв. (5)

Они имеют не одинаковую агрессивность по отношению к металлам. Скорость окисления возрастает в ряду H2O > CO2 > O2 > SO2 (при температуре 900 0С для железа, кобальта, никеля). Причем в атмосфере этих газов скорость коррозии убывает в ряду Fe > Co > Ni. Уравнения для этих процессов окисления имеют вид:

Fe + H2O > FeO + H2 (6)

Fe + CO2 > FeO + CO (7)

Fe + H2O + SO2 > FeSO3 + H2 (8)

    2Fe + O2 > 2FeO (9) 3Fe + SO2 > 2FeO + FeS (10)

Механизм газовой коррозии обусловлен протеканием на поверхности раздела твердой и газовой фаз двух сопряженных реакций. Одна из них это окисление металла, другая - восстановление газообразного окислителя, причем в пространстве данные процессы не разделены. В этом же месте накапливаются продукты реакции окисления. В процессе образования продуктов коррозии атомы и ионы металла, с одной стороны, и атомы или ионы кислорода с другой, диффундируют сквозь постепенно утолщающуюся пленку продуктов коррозии. В результате этого на поверхности металла образуются соответствующие соединения, например, оксиды, сульфиды.

Газовой коррозии подвергаются, стали, чугуны, железо, которые взаимодействуют с кислородом. Они теряют прочность и твердость, особенно при температурах выше 300 0С. При этом образуются продукты в соответствии с реакцией:

Fe + O2 > FeO + Fe3O4 + Fe2O3 (11)

Образующаяся смесь продуктов называется окалиной. Одновременно с этим происходит обезуглероживание металлов:

Fe3C + O2 > Fe + CO2 (12)

Обезуглероживание происходит и в атмосфере водорода:

Fe3C + 2H2 > 3Fe + CH4^ [4] (13)

Похожие статьи




Газовая коррозия - Химическая коррозия

Предыдущая | Следующая