Сучасні уявлення про пітінгову корозію корозійнотривких сталей і сплавів

Анотація

Мета роботи. Проаналізувати, систематизувати та узагальнити сучасні уявлення про пітінгову корозію корозійнотривких сталей і сплавів у хлоридовмісних середовищах.

Методи досліджень. Аналіз літературних даних згідно з метою роботи, порівняльний аналіз, метод експертних оцінок.

Отримані результати. Встановлено, що метастабільні і стабільні пітінги, в основному, зароджуються та розвиваються в околі включень, які є в складі сталей і сплавів. Їх природа та розмір безпосередньо впливають на пітінготривкість цих конструкційних матеріалів. До того ж метастабільні пітінги суттєво впливають на інтенсивність підростання стабільних внаслідок перерозподілу анодних струмів між ними. При цьому, що чим вони більші та вища їх кількість на поверхні сталі або сплаву, то нижче анодні струми в стабільних пітінгах та швидкість їх підростання. Доведено, що в пітінгах метал розчиняється селективно. Внаслідок цього в їх околі протікає твердо фазна дифузія основних компонентів сплаву, що приводить до збагачення поверхні метастабільних пітінгів хромом, а стабільних залізом. Через це метастабільні пітінги репасивуються, а стабільні підростають внаслідок утворення дефектів структури. Враховуючи характерні особливості селективного розчинення металів у метастабільних і стабільних пітінгах, їх ідентифікують за коефіцієнтом селективного розчинення Cr із пітінгів. Зокрема, якщо він менший за одиницю, то сталь або сплав пітінгує з утворенням стабільних пітінгів, а якщо більший, то метастабільних. Виявлено, що хімічний склад сталей і сплавів також визначає їх пітінготривкість у хлоридовмісних середовищах. При цьому найсуттєвіше на неї впливають Cr, Mo, N. Позитивний вплив Cr і Mo на пітінготривкість корозійнотривких сталей і сплавів пов’язують зі змішаними оксидними плівками, які ці хімічні елементи утворюють на їх поверхні. Разом з тим, є дані, що фосфор сприяє сегрегації атомів Mo і Cr, до оксидної плівки і, отже, сприяє росту пітінготривкості цих конструкційних матеріалів у хлоридовмісних середовищах. Водночас Cr сприяє збільшенню розчинності нітрогену в твердому розчині аустеніту, що призводить до утворення в пітінгах комплексу аміаку,який знижує рН корозивного середовища в пітінгах, через що вони репасивуються.

Наукова новизна. Метастабільні пітінги зароджуються та розвиваються до їх репасивації, коли катодна реакція в їх околі на поверхні сталі або сплаву протікає за кисневої деполяризації, а стабільні – за кисневої та водневої на її поверхні внаслідок гідратації, розчинених компонентів сплаву в продуктах корозії.

Практична цінність. Підприємства, які виробляють теплообмінне обладнання, що працююче в хлоридовмісних оборотних водах, можуть вибирати оптимальні за пітінготривкістю корозійнотривкі сталі і сплави та прогнозувати їх корозійну поведінку.