Корозійна стійкість металічних конструкційних матеріаліву нітратних розчинах

1) зміна розчинності газів, що беруть участь в процесі корозії, наприклад, збільшення корозії сталі в водних розчинах при підвищенні тиску повітря, кисню чи вуглекислоти;

2) полегшення процесу гідролізу розчинних у воді солей;

3) утворення механічних напруг в металі.

Вплив швидкості руху електроліту на електрохімічну корозію металів має складний характер. Особливо сильно цей фактор впливає на корозію металів в нейтральних електролітах, що протікає з кисневою деполяризацією. При збільшенні швидкості руху швидкість корозії збільшується до певної межі, що пояснюється збільшенням підводу кисню до поверхні металу. Подальше збільшення швидкості руху приводить до зменшення швидкості корозії, внаслідок утворення захисної плівки. При дуже великих швидкостях руху знову спостерігається збільшення швидкості корозії металу, що пояснюється руйнуванням захисної плівки металу.

В агресивних середовищах зі значними концентраціями активних аніонів пасивація не наступає і тому зниження швидкості корозії металів із збільшенням швидкості руху електроліту не спостерігається.

На корозію металу в кислих середовищах, що протікає з водневою деполяризацією, швидкість руху електроліту менше впливає, ніж в нейтральних середовищах [17].

Великий вплив на корозійний процес має наявність в розчині тих чи інших іонів, що сприяють активуванню чи пасивуванню металічних матеріалів. Так, процес активування поверхні хлорид-іонами носить адсорбційний характер. Адсорбовані іони хлору витісняють з поверхні металу кисень[16], що порушує його пасивний стан. Тому активування легше всього пройде там, де кисень менш сильно зв’язаний з поверхнею металу. Активування чи пасивування сплаву повинно залежати від того, які іони адсорбуються поверхнею. При достатній концентрації пасивуючих іонів, котрі легше адсорбуються, ніж іони хлору, останні можуть бути витіснені з поверхні металу, або їх концентрація настільки знижена, що активування металу не пройде. Встановлено, що нітрат-іони (NO3‾) сприяють пасивації металів в розчинах хлоридів і призводять до зростання швидкості корозії[4,10,19].

Структура і властивості вуглеводневих сталей визначається вмістом в них вуглецю. Швидкість корозійного руйнування залежить від характеру утворених продуктів корозії, розчинних чи нерозчинних в даному середовищі, тобто типом утвореної оксидної плівки[19].

Так, при більш низьких температурах утворюється оксидна плівка Fe3O4, а при високих – Fe2O3, що прискорює корозійний процес.

Корозія маловуглецевих сталей в розчинах нітратів проходить як в присутності пасивної плівки Fe3O4, так і плівки Fe2O3. Захисна плівка Fe3O4 зменшує здатність до корозії за рахунок блокування тріщин в металі. Утворення плівки Fe2O3 сприяє розтріскуванню сталі.

Зародження тріщин в металі пов’язане з утворенням твердого розчину вуглецю, який і приводить до збільшення швидкості міжкристалітної корозії. Тобто, вуглець, з однієї сторони чинить тормозну дію на корозію, сприяє осадженню магнетита (Fe3O4) на кородуючій поверхні заліза, і з другої сторони – сильно знижує захисні властивості пасивної плівки Fe2O3, і пришвидшує корозію заліза в пасивному стані.

Утворення окисної плівки в нітратному розчині проходить в широкому інтервалі потенціалів згідно реакції:

10Fe + 6NO3- + 3H2O → 5Fe2O3 + 6OH -+ 3N2.

Підвищення вмісту вуглецю в промислових сталях збільшує їх корозійну стійкість в розчинах нітратів. Розвиток міжкристалітної корозії в концентрованих розчинах нітратів кальцію (Ca2+) і амонію (NH4+) пояснюється тим, що границі зерен вуглеводневої сталі залишаються активними в результаті адсорбції на них іонів NO3- [43]. З пониженням вмісту вуглецю в сталі, здатність її до міжкристалітної корозії збільшується. Чисті залізо і сталь, стабілізовані вуглецем і азотом, стійкі до міжкристалітного руйнування, так як чутливість до розтріскування залежить від розприділення і стану вуглецю.Підвищення стійкості заліза і маловуглецевих сталей в розчинах нітратів проти розтріскування частково обумовлене збільшенням пластичності металу, виділення і росту карбідів. Так, легування низьковуглецевих сталей карбідоутворюючими елементами (хромом, молібденом, алюмінієм і титаном) підвищує їх корозійну стійкість проти розтріскування, тоді як легування марганцем понижує цю стійкість.