Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Питтинговая коррозия оборудования

03.04.2019

Питтинговая коррозия — вид локального разрушения металла, связанный с нарушением пассивного состояния на очень незначительной по площади поверхности металла. Развивается только на сталях, которые в условиях эксплуатации пассивны: стали аустенитного и аустенито-ферритного класса в нейтральных, слабокислых и слабощелочных средах или феррито-перлитные стали в щелочных средах.

Питтинги — это небольшие по площади очень глубокие язвы. Они особенно опасны для тонких, толщиной 2 мм, теплообменных труб конденсационно-холодильного оборудования, поскольку, проникнув сквозь стенку трубки, питинги нарушают ее целостность, вызывая смешение сред трубного и межтрубного пространств. Необходимым условием протекания питтинговой коррозии является присутствие в среде окислителя (как правило, кислорода) и активатора, способствующего локальному разрушению пленки. При эксплуатации нефтезаводского оборудования активаторами чаще всего служат хлорид-ионы. Питтинги появляются на поверхности металла, находящегося в пассивном состоянии, после достижения им потенциала более положительного, чем потенциал питтингообразования. Это может произойти вследствие присутствия в среде окислителя.

Процесс питтингообразования условно можно разбить на три этапа: зарождение, начальный рост и стабильный рост питтинга. На стадии зарождения при потенциале положительнее потенциала питтингообразования на наиболее несовершенных участках пленки происходит ее локальное разрушение. Повышенная неравновесность пленки на отдельных участках может быть связана с выходом на поверхность металла границы зерна или границы включения и прочими искажениями структуры металла. Образуется предпиттинг, который еще имеет возможность запассивироваться: потенциал питтингообразования лежит в области активно пассивного состояния, из которого система стремится выйти дибо в активную, либо в пассивную область. Пассивация предпиттингa возможна, если в нем не наблюдается заметного изменения состава среды. Если же в нем повышается концентрация хлорид-ионов или гидрид-ионов (ионов гидроксония), репассивация не происходит. Роль Cl'-ионов часто объясняют имеющей чем то конкурирующей адсорбцией. В результате этого процесса более активные хлорид-ионы вытесняют из пассивной пленки пород или ОН’-группы, или связанную воду, и образуют поверхностные комплексы с металлом, которые относительно легко переходят в раствор. Оголенные участки поверхности начинают выполнять функции анодов, а остальная поверхность, находящимся в пассивном состоянии, — катода. Поскольку площади оголенных анодных участков очень малы по сравнению с площадью пассивированной поверхности, питтинг растет вглубь.

Итак, роль кислорода в процессе питтингообразования сводится к смещению потенциала поверхности до значений потенциала питтингообразования, а хлорид-ионов — к активации вершины образующегося питтинга.

Вероятность появления питтингов определяется рядом факторов: природой стали, концентрацией хлорид-ионов в растворе, концентрацией кислорода, температурой, присутствием в среде сероводорода, наличием растягивающих нагрузок. Наименее устойчивы к питтинговой коррозии легко пассивирующиеся стали аустенитного класса типа 12X18H10T. Повышение температуры отрицательно сказывается на стойкости нержавеющих сталей к питтингообразованию: с повышением температуры потенциал питтингообразования смещается в область отрицательных значений. На рис. 3.11 приводится зависимость стойкости сталей различного класса к питтинговой коррозии от температуры и содержания хлорид-ионов в коррозионной среде.
Питтинговая коррозия оборудования

Опыт работы ВНИИнефтемаша и ГосНИИхлорпроекта показывает, что на сталях типа 12Х18Н10Т и 08Х22Н6Т питтинги появляются, как правило, при температуре выше 50°C.

Повышение концентрации хлорид-ионов в среде также увеличивает опасность питтинговой коррозии. Предельно допустимая концентрация хлорид-ионов в рабочих средах аппаратуры зависит от температуры и наличия кислорода в среде. Считается, что при концентрации кислорода менее 0,01 ppm и содержании хлорид-ионов менее 10 ppm вообще нет условий для образования питтингов. Наличие растягивающих нагрузок повышает опасность питтингообразования: растягивающие нагрузки не дают пассивироваться вершине питтинга. В наибольшей степени подвержены питтинговой коррозии участки переменного смачивания из-за легкого доступа к поверхности кислорода. Появление в среде сероводорода снижает стойкость сталей к питтинговой коррозии, вероятно, потому, что делает более уязвимой оксидную пленку.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: