Вода как коррозионная среда

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Коррозионная активность — вода

Коррозионная активность воды определяется ее физико-химическими характеристиками. Она может заметно меняться в процессе обработки воды на водопроводных станциях. [1]

Коррозионная активность воды возрастает при обработке природных вод на водопроводных станциях гидролизующимися солями-коагулянтами, приводящей к подкислению воды. Изменение рН воды при этом не пропорционально дозе введенного коагулянта, так как бикарбонаты, присутствующие в природных водах, образуют буферную систему. [2]

Коррозионная активность воды зависит от содержания растворенных солей, газов, механических примесей и от температуры. Например, скорость коррозии углеродистой стали в водопроводной воде, насыщенной ССЪ, достигает 8 4 г / ( м2 ч) при нормальной температуре; при насыщении воды кислородом скорость коррозии углеродистых сталей сначала возрастает, а затем снижается. При наличии в воде незначительных количеств хлор-иона возможна точечная коррозия сталей. [3]

Коррозионная активность воды зависит от содержания растворенных солей, газов, механических примесей и от температуры. [4]

Коррозионная активность воды определяется не только солями жесткости, но и содержанием хлоридов и сульфатов. Агрессивность воды в зависимости от содержания в ней ионов официально еще не регламентирована. Можно предложить следующую классификацию: при суммарном содержании сульфат — и хлорид-ионов меньше 50 мг / л вода является слабо агрессивной, при 50 — — 150 мг / л — средне агрессивной и при 150 мг / л и выше — сильно агрессивной. При совместном присутствии солей кальция агрессивные свойства хлоридов и сульфатов могут уменьшиться. По ГОСТу 2761 — 57 в воде источников централизованного водоснабжения концентрация солей не может превышать 500 мг / л по сульфат-ионам и 350 мг / л по хлорид-ионам. [5]

Коррозионная активность воды определяется ее физико-химическими характеристиками. Она может заметно меняться в процессе обработки воды на водопроводных станциях. [6]

Коррозионная активность воды возрастает при обработке природных вод на водопроводных станциях гидролизующимися солями-коагулянтами, приводящей к подкислению воды. Изменение рН воды при этом не пропорционально дозе введенного коагулянта, так как бикарбонаты, присутствующие в природных водах, образуют буферную систему. [7]

Коррозионная активность воды зависит от содержания в ней растворенного кислорода и солей, а также от наличия взвешенных частиц, оседающих на поверхности аппаратов и создающих благоприятные условия для протекания местной коррозии. [8]

Чем выше коррозионная активность воды , тем больше продуктов коррозии находится в воде. [9]

Зависимость коррозионной активности воды от первых двух показателей определяется тем, что присутствие в воде неравновесной ( агрессивной) углекислоты приводит к резкому усилению кислородной коррозии. [10]

Определение коррозионной активности воды проводят на устройстве типа ОКА. Кронштейн может перемещаться по штативу и фиксироваться на нем винтом. Штатив крепится к плите. Стакан с исследуемой водой устанавливают на кронштейн. [11]

С — коррозионная активность воды ; п — коэффициент ( по таблице), зависящий от степени разведения; а — концентрация железа, определенная по калибровочной кривой; S — поверхность образца. [12]

Методика определения коррозионной активности воды приведена в прил. [13]

Для определения коррозионной активности воды проводят три опыта и берут среднее арифметическое значение К. [14]

Если определение коррозионной активности воды проводится при температуре 15 — 22 С, то термостатирование сосуда необязательно. В остальных случаях сосуд с раствором помещают в термостат, где поддерживается заданная температура. [15]

Источник

Болотная и речная вода как коррозионная среда

Вы будете перенаправлены на Автор24

Факторы, влияющие на процесс протекания коррозии в водной среде

Коррозия – это процесс разрушения поверхности металла из-за электрохимического и химического влияния окружающей среды.

Электропроводность металлов обусловлена наличием в их кристаллической структуре подвижных или свободных электронов. Во время контакта поверхности металла с речной или болотной водой катионы (положительно заряженные частицы металла) переходят в раствор, а электроны остаются. Таким образом водный слой, который контактирует с поверхностью металла, получает положительный заряд, а оставшиеся в металле электроны сообщают ему отрицательный. Металл и электролит представляют собой сложные системы, которые содержат электрические заряды, поэтому на границе металл-вода возникает скачок электрического потенциала — электродный потенциал. Неоднородность металл-электролит становится причиной того, что электродный потенциал на различных участках границы металл-вода может быть различным. Данное различие становится причиной появления электрохимических пар (катодных и анодных участков), между которыми протекает коррозионный ток. Такая коррозия протекает в виде двух самостоятельных процессов:

1. Катодный процесс, который заключается во взаимодействии лишних электронов металла с атомом или ионом, которые могут восстанавливаться, в основном это реакции восстановления протона до газообразного водорода.
2. Анодный процесс, который заключается в переходе ионов металла в раствор.

На интенсивность и скорость процесса коррозии в болотной и речное воде оказывает влияние характер обработки поверхности металла, состав коррозионной среды, а также ее условия. Например, плохо и грубо обработанная поверхность очень активно корродирует, а ее шлифовка или полировка повышают степень устойчивость к процессу коррозии. Поверхность металла становится пассивной из-за образования на ней оксидной пленки.

Оксидная пленка на металле – это пленка, образующаяся при определенных условиях в воздухе или окислительной среде и состоящая из окислов данной среды.

Основными факторами, которые определяют коррозию металла в условиях речной или болотной воды являются:

Готовые работы на аналогичную тему

1. Углекислое равновесие.
2. Концентрация солей в воде.
3. Наличие в воде микроорганизмов.

При углекислом равновесии концентрация свободной углекислоты в речной или болотной воде соответствует тому ее объему, которое нужно для поддержания необходимого объема гидрокарбоната кальция. Если количество углекислого газа соответствует условию равновесной концентрации, то вода называется стабильной. В такой воде протекание процессов выпадения карбоната или растворения не происходит. В случае, если количество углекислого газа ниже, чем равновесной, то при контакте такой воды с поверхностью металла происходит образование пленки (из-за выделения карбоната кальция) с ярко выраженными защитными свойствами. При избытке углекислоты в воде ее называют агрессивной. Защитная пленка карбоната кальция при контакте с такой агрессивной водой разрушается, что способствует протеканию процесса коррозии.

Повышенное содержание солей в болотной или речной воде становится причиной увеличения ее электропроводности, которая способствует росту скорости протекания коррозионных процессов. При этом, значительное превышение содержания солей в воде может быть причиной уменьшения скорости из-за уменьшения степени растворимости кислорода. Некоторые анионы и катионы, присутствующие в составе воды, являются стимуляторами коррозии. Например, ионы хлорида могут замещать собой кислород в защитной пленке, что способствует образованию пор, что облегчает начало процесса коррозии. Сульфаты могут увеличивать электропроводность, что способствует протеканию биологической коррозии.

Некоторые микроорганизмы являются коррозионными агентами. Роль микроорганизмов в протекании процесса коррозии заключается в деполяризации катода при помощи образования пар дифференциальной аэрации, выделения продуктов обмена, а также ферментативного переноса электронов.

Защита трубопроводов от коррозии

Основными способами, задачей которых является защита поверхности металла от коррозии, являются электрохимическая защита или нанесение на металлическую поверхность защитного слоя. Для защиты нефтегазопроводов применяют нанесение защитного слоя. Внешнюю поверхность трубопроводов от коррозии в водной среде защищают при помощи нанесения на нее каменноугольной смолы. При транспортировке речной или болотной воды внутреннюю поверхность защищают при помощи полимерных или битумных покрытий, которые наносятся в процессе изготовления труб на заводе. Также интенсивность и скорость коррозии, во время транспортировки воды можно снизить за счет ее обработки. В воду добавляются специальные реагенты, способствующих осаждению на трубах нерастворимых соединений, которые образуют защитную пленку.

Источник

Оценка коррозионной активности воды

Металл водогрейных котлов подвергается кислородной, углекислотной, подшламовой и щелевой коррозии. Известно, что повышение температуры способствует развитию коррозионных процессов, протекающих как с поглощением кислорода (кислородная коррозия), так и с выделением водорода (углекислотная коррозия).

Причинами язвенной коррозии труб водогрейных котлов и другого оборудования являются некачественная деаэрация подпиточной воды, низкое значение рН, обусловленное присутствием агрессивной углекислоты и накопление продуктов кислородной коррозии на теплопередающих поверхностях.

Особый вид подшламовой коррозии протекает в условиях незначительного содержания кислорода, при этом рыхлые продукты коррозии, состоящие в основном из гидратированных трехвалентных окислов железа, являются активными деполяризаторами катодного процесса. Важную роль в возникновении подшламовой коррозии играет процесс ржавления труб водогрейных котлов при их простоях, когда не принято должных мер для предупреждения стояночной коррозии. Очаги коррозии, возникающие под действием атмосферного воздуха на влажные поверхности, продолжают функционировать при работе котлов.

Особенностью щелевой коррозии, т.е. избирательного, интенсивного коррозионного разрушения металла в узких зазорах, является замедленный отвод продуктов коррозионной реакции. В результате накопления последних и их гидролиза возможно снижение рН раствора в зазоре с последующим появлением сквозных отверстий (свищей).

Предупреждение коррозии водогрейных котлов достигают с помощью противокоррозионной обработки воды и защиты оборудования от коррозии. К противокоррозионной обработке относятся термическая деаэрация (вакуумная и при атмосферном давлении), силикатная обработка или подщелачивание с помощью едкого натра. Защита оборудования от коррозии осуществляется с помощью применения коррозионно-стойких материалов и защитных покрытий. Защита водогрейных котлов во время простоя в ремонте или в резерве в летний период осуществляется с помощью консервации.

Для выявления причин коррозии водогрейного оборудования большое значение имеет систематический контроль коррозионной активности воды с помощью индикаторов коррозии. Контрольные вырезки труб из водогрейных котлов во время капитальных ремонтов позволяют судить о правильности водно-химического режима тепловых сетей. В водогрейном котле наиболее часто повреждения возникают в экранных трубах и в трубах нижнего конвективного пакета (в первом по ходу дымовых газов ряду).

Коррозионная активность воды независимо от источника водоснабжения (поверхностного или подземного) характеризуется тремя основными показателями: индексом равновесного насыщения воды карбонатом кальция J, содержанием растворенного кислорода и суммарной концентрацией хлоридов и сульфатов.

При отсутствии условий образования защитных карбонатных пленок на металле (J 3 , являются коррозионно-активными. Хлориды и сульфаты усиливают коррозию металла под действием кислорода.

Исходя из принятой в теплоэнергетике шкалы коррозии и данных по скорости коррозии стальных труб в нагретой воде, разработана условная классификация водопроводных вод по коррозионной активности, указанная в таблице 6. Таблица 6

J при t ≥ 60˚	, мг/дм 3	, мг/дм 3	Коррозионная характеристика нагретой воды
J ≤ — 1,0	любая	любая	сильно коррозионная
— 1,0 50	сильно коррозионная
— 1,0 0	любая	> 50	коррозионная
J > 0	> 5	≤ 50	слабо коррозионная
J > 0	3 ), и есть примеры, когда эти концентрации достигают 400-450 мг/дм 3 . Столь значительное содержание хлоридов и сульфатов в водопроводных водах обусловливает их высокую коррозионную активность. Для оценки коррозионного состояния систем горячего водоснабжения проведены экспериментальные исследования скорости коррозии труб с помощью пластинчатых и трубчатых образцов. Установлена определенная закономерность изменения глубинного показателя коррозии π (проницаемости) с изменением расчетного индекса насыщения воды при содержании хлоридов и сульфатов до 50 мг/дм 3 . При отрицательных значениях индекса насыщения (J 0,15 мм/год) и сильной коррозии (π = 0,04 — 0,15 мм/год), для речной воды с положительным индексом насыщения (J > 0) – допустимой коррозии (π При выборе обработки воды для систем горячего водоснабжения (противокоррозионная, противонакипная) рекомендуется руководствоваться данными таблицы 8. Водоподготовка J при t ≥ 60˚С , мг/дм 3 стальные трубы оцинкованные трубы пластмассовые или трубы с внутренним покрытием Противокоррозионная J ≤ -1,0 -1,0 0 J > 0 Любая > 50 ≤ 50 ≤ 50 > 50 ≤ 50 + + + + + — + + + — + — — — — — — — Противонакипная 0 0,5 ≤ 50 ≤ 50 ≤ 50 — + + — + + — + + Противокоррозионная и противонакипная 0,1 0,5 > 50 > 50 + + + + _ _ Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет Источник Морская коррозия Одним из наиболее опасных для металла явлений считается морская коррозия. Это электрохимический процесс, который запускается и протекает из-за особенностей состава жидкости. В этом материале мы подробнее разберем особенности явления, его протекание и методы защиты. Почему морская вода так опасна для металла По статистике, металлические изделия в море портятся намного быстрее, чем в стандартных условиях на открытом воздухе. Катализатором становится 3 особенности жидкости: Большое количество кислорода. Как известно, именно он запускает окисление, которое и понимается под коррозией. Уровень содержания кислорода – до 8 мг на один литр. Электропроводность. Морская вода выступает как хороший электролит. В некоторых морях ее электропроводность составляет 3х10-2 Ом-1 см-1. Особый состав. Химики давно установили, что в жидкости присутствует весь набор веществ, делающих ее опасной для металла – от сульфатов натрия и солей кальция до хлоридов. Коррозия в морской воде протекает быстрее, потому что у нее есть выраженное депассивирующее действие. Если на поверхности начинает формироваться защитная пассивная пленка, вода быстро разрушает ее. Все что попадает в море начинает разрушаться. Убедитесь в этом, если посмотрите на состояния днищ кораблей, погруженных металлоконструкций, трубопроводов, проложенных по дну. То же относится и к металлическим изделиям, которые периодически соприкасаются с агрессивной средой, к примеру, при охлаждении. Особенности протекания процесса Морская коррозия металлов протекает под воздействием множества внешних агрессивных факторов. Как мы уже отмечали, этот процесс относится к электромеханическим разновидностям процессов. Его протекание напрямую связано с кислородной деполяризацией и дифузионно-кинетическим катодным контролем. Проблем добавляет то, что сама вода постоянно двигается. Это связано не только с давлением, но и с тем, что суда постоянно находятся в движении с собственной скоростью. В зависимости от условий, в которых находится металлоконструкция, меняется тип контроля: При сильной аэрации и в местах с сильным течением, частым волнением, кинетический контроль выходит на первый план. На участках где морская вода находится в неподвижном состоянии, преобладающим оказывается катодный контроль. Если рассматривать процесс как катодно-анодную реакцию, мы увидим, что в качестве анода выступает металл, в то время как катодом становится оксидная пленка на его поверхности. Морская коррозия становится заметной быстро. Она вызывает масштабное разрушение материала, на нем появляются язвы большой глубины, структура металла разрушается и становится хрупкой. Материал уже переносит прежнего нагрузок. Также не стоит сбрасывать со счетов атмосферную коррозию в морских районах. Она связана с особым составом воздуха, воздействием других особых условий среды. Что усиливает морскую коррозию На разных морях ржавение металла протекает с разной скоростью. На скорость и особенности явления влияет 6 факторов среды: Степень солености воды. Чем больше твердых веществ растворено в жидкости, тем больше будет степень солености. Этот фактор не сильно влияет на скорость или характер процесса, но чем больше содержание, тем выше будет опасность на контрасте с другими факторами. Состав воды. Состав жидкости формирует благоприятную среду, в которой коррозия могла бы развиваться намного быстрее. Состав отличается в зависимости от географического расположения места. Одними из самых опасных веществ становятся хлориды и сероводород. Если их много, катодный и анодный процесс становятся более интенсивными. Также такой состав приводит к появления сульфидов, которые будет сложно растворить. Еще один фактор риска – большое количество ионов брома. Интересная особенность заключается и в том, что в ряде случае состав выступает и в качестве защитного фактора – он помогает сформировать специальную пленку, отталкивающую внешние угрозы. Скорость течения. Чем быстрее течение, тем лучше будет диффузия кислорода. Потому, когда судно движется с большой скоростью, риск морской коррозии становится все более и более ощутимым. Но опасность представляет и неподвижная вода. Даже когда на море штиль, есть риск что ржавение начнет протекать с диффузионным контролем. Место расположения ватерлинии. Место, с которым соприкасается морская вода, намного больше других поражено коррозионными процессами. Причина в том, что на этом участке кислород наиболее сильно влияет на металл. Также сказывается и температура. Вода, которая омывает ватерлинию более теплая из-за контакта с солнечными лучами. Наличие прокатной окалины на поверхности металла. Опасность ее присутствия заключается в том, что в этом случае сильно упрощается формирование гальванопары. Это опасно, потому что возникает анодное растворение металла. Биологический состав морской воды. Как и в почве, в морской воде много микроорганизмов, флоры и фауны, которые стимулируют разложение металла. К ним относятся различные виды бактерий, а также кораллы и моллюски. При их большом скоплении увеличивается риск образования коррозийных поражений. Исключение составляют только некоторые виды морских существ, которые не позволяют кислороду контактировать с металлическими частями. Скорость протекания коррозийного поражения также зависит от сплава, который был использован при изготовлении той или иной конструкции. Так опасность для биокоррозии представляют сплавы, в которых есть много свинца, никеля, олова и алюминия. Наиболее защищенными оказываются магниевые сплавы и медь. Виды морской коррозии В морской воде протекает 2 вида коррозии. Наиболее распространенными среди них считаются следующие: Контактная. Проявляется из-за контакта жидкости и металла. Причиной становится хорошая электропроводность. Если рядом в воде находится несколько металлических изделий, металл становится по отношению к стали катодом. Электрокоррозия. Появляется, потому что в воде находятся блуждающие токи. Иногда проблемы оказываются связанными и с самими морскими судами, состоянием проложенной на них электросети. Коррозия металла в морской воде способна за короткое время вывести из строя даже крупную металлоконструкцию. Как результат – она теряет прочность и обрушиться. Это всегда риск появления человеческих жертв и больших убытков. К 2020 году разработано множество средств, позволяющих или обеспечить защиту от агрессивной среды или замедлить протекание процесса. Их качество доказано на практике – удается получить заметный результат. Рассмотрим вопросы защиты от морской коррозии более подробно. Как защитить металл от повреждения В работе используется несколько видов защитных средств, к которым относятся такие, как: Использование специальных лакокрасочных покрытий Как и в случае с борьбой с ржавением под открытым воздухом, очень важно не допустить контакта агрессивной среды с металлом. ЛКМ в таком случае подходят отлично. Есть несколько типов материалов, которые можно свободно использовать в окрашивании. К ним относятся такие, как: Краски на основе битумов. Составы с фенолформальдегидной основой. Этинолевые лакокрасочные материалы. Хорошо показывают себя вещества с эпоксидной, каменноугольной основой. Главное требование, чтобы в них было как можно меньше растворителей. Главное преимущество использования такого средства заключается в простоте нанесения. Краска наносится на поверхность, защищенные места сразу становятся хорошо видимыми. Для дополнительного усиления, ограждающего от агрессивной среды эффекта, можно также применять разные окиси, в том числе, ртути и меди. В таком случае конструкция не будет обрастать морскими обитателями. Чтобы нанесение ЛКМ дало лучшие результаты, поверхность металлоконструкции нужно будет фосфатировать. Только после этого допускается проведение окрашивания. Стоит также учитывать, что оно должно быть как можно более толстым, чтобы удержаться дольше и сохранить заметный эффект. Применение металлических защитных покрытий В этом направлении работает наша компания. Среди самых распространенных видов составов можно назвать цинк. Он наносится на металл слоем толщиной до 200 мкм. При этом создается хорошая защита от контакта со средой. Еще одно преимущество – такой материал можно окрашивать. Оцинковывают самые разные изделия, в том числе, днища морских судов. Зачистка поверхности Процесс очень важен, потому что позволяет снять окалину. Как мы уже говорили выше, ее присутствие способно в несколько раз ускорить негативный процесс. Для удаления окалины могут применяться высокие температуры, химическое травление и очистка пескоструйным методом. Низкое легирование Изменение самого характера стали – один из действенных методов для борьбы с коррозией. По данным исследований, стали с большим содержанием никеля портятся особенно быстро, в то время как добавление меди помогает сделать конструкцию намного более стойкой. Создание дополнительной электрохимической защиты Она может быть двух типов – от внешнего источника тока или от протектора. При этом удается остановить формирование пор и протекание электрохимического процесса, представляющего большую опасность для материалов. Все перечисленные методы используются и в месте. В таком случае, вероятность повреждения металла станет намного ниже. Вопрос о подборе материалов, правильном конструировании также стоит очень остро. Защита методом горячего цинкования Наша компания предлагает горячую оцинковку различных видов конструкций, в том числе тех, которые постоянно находятся в контакте с морской водой. Работаем с 2007 года и готовы быстро выполнить даже наиболее сложный и крупный заказ. 4 причины обратиться к нам: Действуют три цеха горячего цинкования. Наши производственные мощности – 120 тысяч тонн в год. Работаем с большинством видов деталей и конструкций. На предприятии установлена самая крупная ванна в ЦФО. Ее глубина составляет 3,43 метра. Гарантируем качество. Горячее цинкование проводится строго по ГОСТ 9.307-89. Используем передовое оборудование. Установлена европейская техника от KVK KOERNER и EKOMOR. Готовы ответить на все интересующие заказчика вопросы и быстро приступить к работе. Звоните или оставляйте заявку на сайте. Источник Оцените статью Вам также может понравиться Ящерица бежит по воде мем Ящерица Христа В тропических лесах Америки встречается Ячневая крупа пропорции при варке с водой Крупа ячневая: как варить вкусную кашу – хитрости Ярилов зной родниковой водой Текст песни Ярилов зной — Родниковой водой Я Японский ученый масару эмото вода Масару Эмото и его эксперименты Этого японца, прославившегося Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты Adblock detector