2.2 Фактори, що впливають на швидкість корозії
До зовнішніх факторів електрохімічної корозії відносять температуру, швидкість руху агресивного середовища, тиск, поляризацію зовнішнім струмом та ін. Температура істотно впливає на швидкість електрохімічної корозії металів. Як правило, з підвищенням температури вона зростає. У відкритих аеріруемих системах швидкість корозії заліза з ростом температури в межах від 20 до 80 С зростає і далі зменшується внаслідок різкого зниження концентрації кисню. У закритій системі, коли кисень не може виділятися з підвищенням температури. У мінералізованих середовищах швидкість корозії зростає зі збільшенням швидкості руху середовища внаслідок посилення подачі кисню металевої поверхні. У прісній воді при швидкості руху середовища до 0,4 м / с швидкість корозії стали помітно зростає внаслідок полегшення дифузії кисню до металевої поверхні. З ростом швидкості руху насиченої киснем середовища до 0,8 - 0,9 м / с швидкість корозії знижується в результаті утворення пасивної плівки на металі при досить рясному надходженні кисню. При подальшому збільшенні швидкості руху середовища відбувається руйнування захисної плівки і самого металу в результаті корозійно-ерозійних процесів. Швидкість корозії при цьому зростає.
Тиск в значній мірі прискорює електрохімічної корозії металів через підвищення розчинності деполяризатором корозійного процесу і появи механічних напружень в металі.
Поляризація коррозирующего металу зовнішнім постійним струмом впливає на корозійне руйнування металів в такий спосіб: при анодної поляризації металу (підключення його до позитивного полюса зовнішнього джерела струму) швидкість корозії збільшується, при катодного поляризації в більшості випадків спостерігається захисний ефект, тобто швидкість корозії металу зменшується. Швидкість корозії залежить від рН середовища, зростаючи в міру підкислення середовища, а то й відбувається пассивирования металу. У нейтральних середовищах швидкість корозії заліза слабо залежить від зміни величини рН. При зростанні рН швидкість корозії заліза і сталі зменшується. Наявність в середовищі мікроорганізмів і продуктів їх життєдіяльності робить істотний вплив на характер корозійних руйнувань металів. При мікробіологічної корозії корозійні поразки носять локальний характер, швидкість корозії досягає значних величин. Внутрішня електрохімічна корозія металів пов'язана природою металу, його складом структурою, станом, поверхні, напруженнями в металі та ін. А також з термодинамічної стійкістю металу і його місцем у періодичній системі елементів. Термодинамічна стійкість вище у металів з більш позитивним рівноважним потенціалом.
Швидкість і характер корозії металів в електролітах залежать від структури, стану вихідної поверхні металу, різних видів впливу механічного фактора.
Ретельно відполірована поверхня металу надає йому корозійну стійкість в агресивних середовищах, так як полегшується освіту більш скоєних і однорідних захисних плівок, в тому числі і пасивних.
На процес корозії металів впливають кристалічна структура металів і наявність різних структурних дефектів. Встановлено, що швидкість корозії збільшується при низькій щільності упаковки атомів в кристаллографической площині, невпорядкованості атомів в кристалічної решітки, дефектах її структури Структурна гетерогенність сплаву багато в чому зумовлює розвиток електрохімічної корозії. На відміну від однорідних сплавів гетерогенні структури менш стійкі до корозії. Швидкість корозії зменшується, якщо анодна фаза гетерогенної структури здатна пасивуватися. Після розчинення анодної фази в поверхневому шарі сплав набуває практично однофазную структуру. Якщо помітно коррозирует і катодний компонент сплаву, то можливо вторинне (контактна, тобто без струму зовнішньої поляризації) виділення більш благородного елемента на поверхні сплаву в вигляді не суцільного пористого покриття. Корозія при цьому посилюється. Величина зерна в деякій мірі впливає на швидкість корозії. При потовщенні і забрудненні кордонів його домішками збільшується мікро-електрохімічна гетерогенність і може початися процес міжкристалітної корозії.
Значне число металевих виробів експлуатується в умовах одночасного впливу корозійного середовища і механічної напруги. Небезпека корозійно-механічних впливів полягає в тому, що при незначній швидкості загальної корозії відбувається повне руйнування металевого виробу. Під впливом корозійного середовища і деформації металу можливі освіти корозійно-механічних тріщин, зниження межі корозійної втоми, руйнування металу внаслідок механічної дії агресивного середовища, корозійна кавітація та інші процеси.
Вивчення залежності швидкості корозії від мінералізації середовища дозволяє охарактеризувати агресивність здебільшого нейтральних водних середовищ.
Залежність швидкості корозії заліза і вуглецевих сталей від концентрації солей в нейтральних розчинах має вигляд кривої з максимум внаслідок зменшення розчинності деполяризатора - кисню при збільшенні концентрації активують аніонів.
Встановлено, що максимальна швидкість корозії спостерігається в 3-4% -них розчинах хлоридів. Швидкість електрохімічної корозії металів в розчинах солей залежить від природи розчинених іонів і їх концентрації в розчині.
Однак швидкість корозії окремих металів в значній мірі залежить від характеру аніонів та катіонів середовища, від ступеня розчинності продуктів корозії, що екранують властивостей захисної плівки продуктів корозії і опадів солей і її адгезії з поверхнею металу.
З ростом мінералізації води швидкість корозії металу закономірно зростає, проходить через максимум і потім знижується.
Наявність хлор і сульфат-іонів в середовищі підвищує агресивність вод по відношенню до більшості конструкційних металів.
Агресивні іони, зокрема іони хлору, надають, значний вплив на швидкість корозії при русі середовища. Вплив концентрації хлор - іонів стає особливо помітним (збільшення швидкості корозії стали в кілька десятків разів) при збільшенні швидкості руху середовища від 1,2 до 200 м / с.
При підвищенні до 8 рН середовища практика показує, що швидкість, корозії стали в інтенсивно перемішуються стічних водах помітно знижується.
У стічні води можливе попадання досить значної кількості зважених часток, що пов'язано з порушенням технології підготовки нафти і води, ремонтно-відновлювальними роботами і т.п. Вплив зважених часток на процес корозії пояснюється тим, що при русі рідини пошкоджуються захисні плівки та опади на стінках трубопроводів, а також на поверхні металу часто утворюються пухкі опади, що не мають захисного ефекту, що не перешкоджають доступу деполяризатором до поверхні і переходу іонів металу в агресивне середовище . При впливі аерірованной і анаеробної середовища на поверхні металу під опадами продуктів корроізіі і механічних домішок можливе утворення і функціонування ефективно діючих пар диференціальної аерації, що також стимулює локальну корозію чорних металів в цих умовах. При цьому додати винесення з КВЧ інгібіторів корозії.
Інформація про роботу «Застосування інгібіторів корозії для захисту трубопроводів»