Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Образование естественных защитных пленок

Этот процесс торможения коррозии связан с присутствием ионов ОН-, поэтому он протекает при нейтральных и щелочных значениях pH.

Вблизи граничного слоя растворимость ионов Fe2+ и значения pH могут совершенно отличаться от соответствующих значений в самой воде; эта разница особенно заметна в неподвижной воде или при ее очень медленном движении. В результате на катодных участках исчезают ионы Н+ и щелочность повышается; избыток ионов ОН- связывается ионами Fe2+ в гидроксид железа Fe(OH)2, который образует равномерную пленку на катодных или анодных участках.

Гидроксид железа нестабилен. В зависимости от температуры и химического состава среды он подвергается превращениям, которые определяют защитные свойства образованной пленки.

Влияние кальциевой щелочности (смешанная пленка Тильманса) в воде, содержащей кислород

Бикарбонатно-кальциевая вода, которая содержит достаточно кислорода и находится в состоянии углекислотного равновесия, в системах холодного водоснабжения образует естественную защитную пленку на катодных участках; этот слой, известный под названием пленки Тильманса, основан на смешанном осаждении карбоната кальция и окислов железа. Процесс образования пленки Тильманса протекает в диапазоне значений pH = 7—8,5.

Если к катодным участкам диффундируют большие количества кислорода, гидроксид железа (II), не обладающий защитными свойствами, быстро окисляется до гидроксида Fe3+. При содержании в воде значительного количества бикарбоната кальция происходит одновременное локальное образование СаСОз, который кристаллизуется совместно с различными оксидами железа. При этом образуется естественная защитная пленка, характерная для многих систем, распределяющих поверхностные или предварительно аэрированные подземные воды.

Защитная пленка образуется при соблюдении трех условий:

  1. в воде содержится не менее 4—5 мг/л растворенного кислорода;
  2. содержание свободной углекислоты соответствует углекислотному равновесию;
  3. бикарбонатно-кальциевая щелочность исходной воды достаточна, чтобы превысить произведение растворимости карбоната кальция на катодных участках (1,4—2,2 мг*экв/л).

Если вода не содержит растворенного кислорода, развивается кислотная коррозия, интенсивность которой зависит от концентрации ионов Н+, СO2 и солесодержания.

Возможность образования защитной пленки оценивают путем определения индекса стабильности Ризнера, который широко используется в исследованиях по обработке охлаждающей воды в промышленности. Он был получен при экспериментах на воде, содержащей бикарбонат кальция. Индекс Ризнера можно использовать для эмпирического определения способности воды, содержащей кислород, вызывать коррозию или образовывать отложения.

Индекс Ризнера вычисляют по формуле:

Ir = 2pHв — pH,

где pHs — теоретическое значение pH насыщения воды карбонатом кальция, рассчитанное по диаграмме Ланжелье и Гувера; pH —значение pH воды, измеренное при соответствующей температуре.

В диапазоне температур 0—60 °С при различных положительных значениях индекса могут происходить следующие процессы:

Индекс

Процессы

4 — 5

Интенсивное образова­ние карбонатных отло­жений

5 — 6

Слабое образование от­ложений

6 – 7

Равновесие или слабая коррозия

7 – 7,5

7,5 – 8,5

Интенсивная коррозия

Магнетитовая пленка

При температуре выше 100 °С как в присутствии кислорода, так и без него гидроксид железа (II) способен превращаться в промежуточный продукт окисления — магнетит (F3O4):

3Fe (ОН)2 + Fe3O -> + Н2 + 2Н2O.

Образование магнетитовой пленки начинается при 100 °С и завершается при 200 °С. Она обладает высокой стойкостью и не растворяется ни при нейтральных, но даже при слабокислых значениях pH.

Если вода очень чистая и не содержит кислорода, то при температуре ниже 200—250 °С следует повышать pH в обратной зависимости от температуры; при температуре выше 200—250 °С процесс коррозии больше не зависит от pH, по меньшей мере при значениях pH, выше нейтральных.

При выборе напольных покрытий особенно важно обратить на качество материала. По-настоящему качественный материал бывает только натуральным. Паркет Одинцово будет отличным Вашем выбором!

Читайте также:

Updated: 22.02.2015 — 08:55
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.