Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей
Наведено результати досліджень мікроелектрохімічної гетерогенності поверхонь сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т після кородування в хлоридно-сульфідних середовищах. З’ясовано характер корозії сталей у розчинах, що містять хлорид- та сульфідіони. Показано, що під час корозії сталі 20 в розчинах, де спостеріг...
Gespeichert in:
| Datum: | 2010 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
2010
|
| Schriftenreihe: | Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134683 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей / М.С. Хома, Г.М. Сисин // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2010. — Т. 46, № 3. — С. 97-92. — Бібліогр.: 12 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-134683 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1346832025-02-09T20:48:20Z Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей The influence of corrosion in environments with different pH on local electrode potentials of steels Влияние коррозии в средах с разным рН на локальные электродные потенциалы сталей Хома, М.С. Сисин, Г.М. Наведено результати досліджень мікроелектрохімічної гетерогенності поверхонь сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т після кородування в хлоридно-сульфідних середовищах. З’ясовано характер корозії сталей у розчинах, що містять хлорид- та сульфідіони. Показано, що під час корозії сталі 20 в розчинах, де спостерігається пасивування, мікроелектрохімічна гетерогенність поверхні є вища, ніж після її активного розчинення. Щільні пасивувальні плівки на поверхні нержавної сталі спричиняють меншу мікроелектрохімічну гетерогенність після кородування в усіх досліджених розчинах порівняно зі сталями 20 та 30ХМА. Приведены результаты исследований микроэлектрохимической гетерогенности поверхности сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т после корродирования в хлоридно-сульфидных средах. Изучен характер их коррозии в растворах, содержащих хлорид- и сульфидионы. Показано, что при коррозии стали 20 в растворах, где наблюдается пассивирование, микроэлектрохимическая гетерогенность поверхности выше, чем после ее активного растворения. Плотные пассивирующие пленки на исходной поверхности нержавеющей стали и низкие скорости коррозии определяют меньшую микроэлектрохимическую гетерогенность после корродирования во всех исследуемых растворах в сравнении с углеродными сталями. The results of investigation of surface microelectrochemical heterogeneity of 20, 30XMA, 12X21H5T steels after corrosion in chloride-sulfide environments are proposed. The character of corrosion of steels in solutions which contain chloride- and sulfide ions has been studied. It is shown that under corrosion of steel 20 in solutions, where passivity is observed, microelectrochemical heterogeneity of the surface is higher than after its active dissolution. The presence of the passive, dense films on the initial surface of the stainless steel determines the less microelectrochemical heterogeneity after corrosion in all investigated solutions compared to carbon steels. 2010 Article Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей / М.С. Хома, Г.М. Сисин // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2010. — Т. 46, № 3. — С. 97-92. — Бібліогр.: 12 назв. — укp. 0430-6252 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134683 620.193.4 uk Фізико-хімічна механіка матеріалів application/pdf Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Наведено результати досліджень мікроелектрохімічної гетерогенності поверхонь сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т після кородування в хлоридно-сульфідних середовищах. З’ясовано характер корозії сталей у розчинах, що містять хлорид- та сульфідіони. Показано, що під час корозії сталі 20 в розчинах, де спостерігається пасивування, мікроелектрохімічна гетерогенність поверхні є вища, ніж після її активного розчинення. Щільні пасивувальні плівки на поверхні нержавної сталі спричиняють меншу мікроелектрохімічну гетерогенність після кородування в усіх досліджених розчинах порівняно зі сталями 20 та 30ХМА. |
| format |
Article |
| author |
Хома, М.С. Сисин, Г.М. |
| spellingShingle |
Хома, М.С. Сисин, Г.М. Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| author_facet |
Хома, М.С. Сисин, Г.М. |
| author_sort |
Хома, М.С. |
| title |
Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей |
| title_short |
Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей |
| title_full |
Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей |
| title_fullStr |
Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей |
| title_full_unstemmed |
Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей |
| title_sort |
вплив корозії у середовищах з різним рн на локальні електродні потенціали сталей |
| publisher |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| publishDate |
2010 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134683 |
| citation_txt |
Вплив корозії у середовищах з різним рН на локальні електродні потенціали сталей / М.С. Хома, Г.М. Сисин // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2010. — Т. 46, № 3. — С. 97-92. — Бібліогр.: 12 назв. — укp. |
| series |
Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| work_keys_str_mv |
AT homams vplivkorozííuseredoviŝahzríznimrnnalokalʹníelektrodnípotencíalistalei AT sisingm vplivkorozííuseredoviŝahzríznimrnnalokalʹníelektrodnípotencíalistalei AT homams theinfluenceofcorrosioninenvironmentswithdifferentphonlocalelectrodepotentialsofsteels AT sisingm theinfluenceofcorrosioninenvironmentswithdifferentphonlocalelectrodepotentialsofsteels AT homams vliâniekorroziivsredahsraznymrnnalokalʹnyeélektrodnyepotencialystalei AT sisingm vliâniekorroziivsredahsraznymrnnalokalʹnyeélektrodnyepotencialystalei |
| first_indexed |
2025-11-30T15:27:57Z |
| last_indexed |
2025-11-30T15:27:57Z |
| _version_ |
1850229633883045888 |
| fulltext |
92
Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2010. – ¹ 3. – Physicochemical Mechanics of Materials
УДК 620.193.4
ВПЛИВ КОРОЗІЇ У СЕРЕДОВИЩАХ З РІЗНИМ рН НА ЛОКАЛЬНІ
ЕЛЕКТРОДНІ ПОТЕНЦІАЛИ СТАЛЕЙ
М. С. ХОМА, Г. М. СИСИН
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів
Наведено результати досліджень мікроелектрохімічної гетерогенності поверхонь
сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т після кородування в хлоридно-сульфідних середови-
щах. З’ясовано характер корозії сталей у розчинах, що містять хлорид- та сульфід-
іони. Показано, що під час корозії сталі 20 в розчинах, де спостерігається пасиву-
вання, мікроелектрохімічна гетерогенність поверхні є вища, ніж після її активного
розчинення. Щільні пасивувальні плівки на поверхні нержавної сталі спричиняють
меншу мікроелектрохімічну гетерогенність після кородування в усіх досліджених
розчинах порівняно зі сталями 20 та 30ХМА.
Ключові слова: мікроелектрохімія, гетерогенність, сканування поверхні, сульфідне
середовище, корозія.
Більшість досліджень, присвячених з’ясуванню впливу H2S на корозійно-
механічне руйнування сталей і сплавів, виконано в хлоридно-сірководневих
розчинах із рН 3…6, які відповідають технологічним середовищам нафтога-
зової промисловості. Це стосується також тестових лабораторних випробу-
вань металів на їх опірність ініційованому воднем розтріскуванню (ІВР) та
схильність до корозійного розтріскування під навантаженням (СКРН), для
яких використовують сірководневий розчин NACE [1, 2].
Проте багато інших середовищ, зокрема пластові води окремих родовищ,
передусім хлоркальцієвого типу, стічні води, тобто нейтральні та слаболужні,
містять домішки сульфідів. Сульфід- та хлорид-іони переважно визначають
корозійну активність водних середовищ. Вони пришвидшують корозію ста-
лей та сприяють локалізації корозійних пошкоджень. Через поверхневу ак-
тивність іонів S2– та HS– теж може істотно змінюватись характер корозійних
процесів [3]. Однак їх специфіка у нейтральних і слаболужних мінералізова-
них середовищах з домішками сульфідів досліджена мало [4].
Корозія змінює геометрію поверхні сталей і при цьому може змінювати-
ся і її мікроелектрохімічна гетерогенність, що в свою чергу впливатиме на їх
опірність корозійно-механічному руйнуванню. Тому мета роботи – вивчити
характер корозії сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т та зміну локального електрод-
ного потенціалу поверхні після кородування в хлоридно-сульфідних середо-
вищах з рН 1,40…12,45.
Матеріали та методика досліджень. Характер корозії та мікроелект-
рохімічну гетерогенність сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т вивчали в розчи-
нах, що містять хлорид- та сульфід-іони з різним рН: 0,7% Na2S (рН12,25),
0,4% NaOH (рН12,45), 3,7% HCl (рН1,4), 3,5% NaCl (рН5,95) та 0,7% Na2S+
+3,5% NaCl (рН 12,15). Розчин 0,7% Na2S, згідно з розрахунками за S2–, від-
повідає насиченому розчину H2S. Оцінювали мікроелектрохімічні властивості
Контактна особа: М. С. ХОМА, e-mail: khoma@ipm.lviv.ua
mailto:khoma@ipm.lviv.ua
93
сталей, використовуючи мікроелектрод із капілярним зондом (d = 15–20 µm) та
сканування поверхні зі швидкістю 10 µm/s у рухомій краплі (d ≈ 30–50 µm)
водного розчину 4,5·10–2% H2SO4 + 0,14% H2O2 + 5,0·10–6% K2Cr2O7 (МЕХ) [5]
або 18% HCl. Електрохімічні характеристики визначали за допомогою потен-
ціостата IPC-Pro в потенціодинамічному режимі. Швидкість зміни потенціалу
1 mV/s. Потенціали наведено відносно хлоридосрібляного електрода порівняння.
Пухкі продукти корозії знімали гумовим пристроєм та повністю усували їх
із фрагмента поверхні алмазним різцем із силою притискання до поверхні 1,5 N.
Результати випробувань та їх обговорення. Мікроелектрохімічні
дослідження гетерогенності поверхні сталі 20 після витримки в хлорид-
но-сульфідних середовищах. Встановлено (рис. 1; табл. 1), що в розчині 0,7%
Na2S сталь 20 пасивується, хоча швидкість корозії вища, ніж у розчині 0,4%
NaOH за такого ж рН (0,032 проти 0,016 mА/сm2). Після додавання до суль-
фідного розчину NaCl швидкість корозії та характер анодних процесів за по-
тенціалів Ε < –30 mV не змінюються. При Ε > –30 mV швидкість анодного
розчинення різко зростає. За потенціалу корозії на блискучій поверхні утво-
рюються виразки (d ≈ 50–100 µm). Зі зміщенням потенціалу до –520±20 mV
(пік на анодних поляризаційних кривих) поверхня вкрита темною плівкою з
набагато меншими від попередніх локальними осередками розчинення (d ≈
≈ 25–50 µm). Згідно з термодинамічними розрахунками тут можливе утворен-
ня магнетиту та елементарної сірки, яка сприяє розпушуванню продуктів ко-
розії [6]. За потенціалу –285 ± 20 mV швидкість анодного процесу зменшу-
ється, вся поверхня покривається продуктами корозії, які важко усуваються і
блокують поверхню сталі. Під ними розташована розвинута поверхня з вираз-
ками різного розміру. Тут термодинамічно можливе утворення також
γ-FeOOH [7]. За потенціалу Ε > –30 mV процес аналогічний, але протікає з
більшою швидкістю і продукти корозії розпушуються та втрачають адгезію з
поверхнею металу. В розчинах 3,5% NaCl та 3,7% HCl сталь 20 активно роз-
чиняється зі швидкістю 0,021 та 0,68 mА/сm2, відповідно.
Рис. 1. Поляризаційні криві сталі 20 у
різних розчинах: 1 – 0,7% Na2S;
2 – 0,7% Na2S+3,5% NaCl; 3 – 3,5% NaCl;
4 – 0,4% NaOH; 5 – 3,7% HCl.
Fig. 1. Polarization curves of steel 20 in
different solutions: 1 – 0.7% Na2S;
2 – 0.7% Na2S + 3.5% NaCl; 3 – 3.5% NaCl;
4 – 0.4% NaOH; 5 – 3.7% HCl.
Таблиця 1. Електрохімічні характеристики сталі 20 в різних розчинах
Розчини
Характерис-
тики
3,7%
HCl,
pH 1,40
3,5%
NaCl,
pH 5,95
0,4%
NaOH,
pH 12,45
0,7%
Na2S,
pH 12,25
0,7%
Na2S + 3,5% NaCl,
pH 12,15
Ecor, mV –530 –670 –305 –610 –640
іcor, mА/cm2 0,68 0,021 0,016 0,032 0,032
94
В усіх досліджуваних розчинах за потенціалів корозії сталь 20 не схильна до
корозійного розтріскування. Однак за високої електрохімічної мікрогетероген-
ності поверхні можливий розвиток локалізованих корозійних процесів, які спри-
чинятимуть корозійно-механічне руйнування сталі, зокрема, під час пошкоджен-
ня з тих чи інших причин поверхневих плівок. Тому за допомогою розробленої
методики мікроелектрохімічних досліджень у рухомій краплі [8] оцінено локаль-
ні потенціали поверхні після 15 h витримки в різних середовищах.
Рис. 2. Зміна локальних потенціалів вихідної поверхні сталі 20 в рухомій краплі розчину:
а – 18% HCl; b – 4,5·10–2% H2SO4 + 0,14% H2O2 + 5,0·10–6% K2Cr2O7.
Fig. 2. Change of local potentials of the initial surface of steel 20 in а mobile drop of the
solution:
а – 18% HCl; b – 4.5·10–2% H2SO4 + 0.14% H2O2 + 5.0·10–6% K2Cr2O7.
Встановлено, що за 20 min витримки в краплі 18%-го розчину HCl ло-
кальний потенціал сталі 20 зміщується в бік додатніших значень на ∼30 mV, а
в краплі МЕХ – до від’ємніших на ∼55 mV. Різниця потенціалів (∆Ε) на окре-
мих ділянках вихідної поверхні сталі 20 завдовжки 8…10 mm становить
∼2…23 та ∼20…80 mV, коли капіляр заповнений розчинами 18% HCl (рис. 2a)
та МЕХ (рис. 2b), відповідно. При цьому за використання капіляра з розчином
МЕХ роздільна здатність вимірювань вища: різниця потенціалів фіксується
для ділянок, що розташовані на віддалі ∼50…80 µm проти ∼120… 200 µm, ко-
ли застосовували капіляр з 18%-му HCl. Ширина витравленої доріжки тут
становить ∼1 mm, а в МЕХ – вона ∼50 µm. Тому подальші мікроелектрохіміч-
ні дослідження виконували в рухомій краплі капіляром із розчином МЕХ.
Після витримки зразків у 3,7% HCl і механічного зняття пухких продуктів
корозії поверхня покрита однорідною матовою плівкою сірого кольору. Зміна
локального потенціалу поверхні сталі 20 становить ∼∆Ε = 30…110 mV, а після
повного їх усунення алмазним різцем потенціал місця пошкодження від’ємні-
ший на ∼∆Ε ' = 60…170 mV порівняно із рештою поверхні. Після кородування
в 3,5% NaCl поверхня сталі рівномірно вкрита пухкими продуктами корозії, що
легко усуваються: ∆Ε = 20…100 mV, ∆Ε ' = 40…140 mV. Проти вихідної по-
верхні потенціал області сканування змістився на ∼160 mV в додатніший бік.
Після корозії сталі 20 в 0,4% NaOH різниця локальних потенціалів по-
верхні за сканування капіляром з МЕХ становить ∼∆Ε = 40…160 mV та
∼∆Ε ' = 50…220 mV. Зіставляючи результати, одержані після витримки в кис-
лоті та лузі, можна зауважити, що зі зниженням швидкості корозії та пасива-
цією поверхні сталі в 0,4% NaOH мікроелектрохімічна гетерогенність поверх-
ні не падає, а навпаки, підвищується.
Після витримки зразків у 0,7% Na2S і механічного знімання продуктів
95
корозії на поверхні спостерігається точкова корозія, що рівномірно розподі-
лена по поверхні: ∆Ε = 40…180 mV та ∆Ε ' = 160…320 mV. У розчині 0,7%
Na2S + 3,5% NaCl характер корозії сталі 20 аналогічний: ∆Ε = 20…180 mV та
∆Ε ' = 80…280 mV (рис. 3).
Рис. 3. Зміна локальних потенціалів по-
верхні сталі 20 після витримки зразків у
розчині 0,7% Na2S + 3,5% NaCl в рухомій
краплі МЕХ (l = 5600 µm – механічно зняті
продукти корозії з фрагмента поверхні).
Fig. 3. Change of local potentials of 20 steel
surface after specimen corrosion in 0.7%
Na2S + 3.5% NaCl solution in а mobile drop
of MEX (l = 5600 µm – the products of
corrosion are mechanically taken off from to
the surface fragment).
Таблиця 2. Результати мікроелектрохімічних досліджень поверхні сталі 20
після кородування у різних розчинах
Розчини
Різниця
потенціалів
3,7%
HCl,
pH 1,4
3,5%
NaCl,
pH 5,95
0,4%
NaOH,
pH 12,45
0,7%
Na2S,
pH 12,25
0,7%
Na2S + 3,5% NaCl,
pH 12,15
∆E, mV 30…110 20…100 40…160 40…180 20…180
∆E ', mV 60…170 40…140 50…220 150…320 80…280
Одержані результати свідчать (табл. 2), що під час корозії сталі 20 в роз-
чинах, де спостерігається пасивування (0,4% NaOH; 0,7% Na2S; 0,7% Na2S+
+3,5% NaCl), мікроелектрохімічна гетерогенність поверхні є вища, ніж після
її активного розчинення. Отже, пасивна плівка не нівелює різницю потенціа-
лів між окремими ділянками поверхні, а лише знижує швидкість її розчинення.
Дослідження впливу на мікроелектрохімічні властивості механічного
руйнування поверхневих плівок алмазним різцем у повітрі виявили, що най-
більша різниця потенціалів до 280…320 mV для сталі 20 після її кородування
в розчинах із 0,7% Na2S. Вважають [9], що інтенсивність корозійних процесів
різко зростає, якщо різниця потенціалів контактуючих металів чи їх суміжних
ділянок перевищує 200 mV. Отже, в хлоридно-сульфідних розчинах під час
руйнування плівок на поверхні сталі 20 можуть розвинутись інтенсивні ло-
кальні корозійні процеси, які призведуть до утворення концентраторів напру-
жень і сприятимуть пришвидшеному тріщиноутворенню.
Мікроелектрохімічні дослідження гетерогенності поверхні сталей
30ХМА та 12Х21Н5Т після витримки в різних розчинах. Характер поляри-
заційних кривих сталі 30ХМА в досліджуваних розчинах такий самий, як і
сталі 20. Мікроелектрохімічні дослідження вихідної поверхні сталі 30ХМА за
допомогою капіляра з МЕХ показали, що різниця потенціалів на окремих її
ділянках ∆Ε = 30…80 mV і сумірна із такою ж для сталі 20. Те ж саме спосте-
рігається після витримки сталі 30ХМА в розчинах 3,7% HCl та 0,4% NaOH
(табл. 3). У розчині 3,5% NaCl значення ∆Ε є дещо вищі: 30…190 проти
20…100 mV, а в сульфідовмісних розчинах, навпаки, мікроелектрохімічна
гетерогенність сталі 30ХМА нижча, ніж сталі 20. Після механічного пошко-
дження поверхневої плівки алмазним різцем значення ∆Ε ' цих сталей після
96
кородування в 3,7% HCl і 0,4% NaOH практично не відрізняється: в 3,5% NaCl
є більше, а в 0,7% Na2S + 3,5% NaCl та 0,7% Na2S менше і лише в останньому
випадку досягає 200 mV. Це свідчить про те, що в сульфідовмісних розчинах
локальні корозійні процеси під час механічного руйнування плівки будуть
менш інтенсивні, ніж на сталі 20, і менше сприятимуть зародженню тріщин.
Корозія сталі 30ХМА в розчині 0,7% Na2S+3,5% NaCl, як і сталі 20, має рів-
номірний точковий характер. Однак виразки більші за розміром і розташовані
на більшій віддалі одна від одної.
Таблиця 3. Результати мікроелектрохімічних досліджень поверхні сталі 30ХМА
після кородування у різних розчинах
Розчини
Різниця
потенціалів
3,7%
HCl,
pH 1,4
3,5%
NaCl,
pH 5,95
0,4%
NaOH,
pH 12,45
0,7%
Na2S,
pH 12,25
0,7% Na2S + 3,5%
NaCl,
pH 12,15
∆E, mV 40…100 30…190 30…170 20…110 20…40
∆E ', mV 60…180 70…250 60…250 70…200 30…100
Для сталі 12Х21Н5Т мікроелектрохімічна гетерогенність вихідної по-
верхні значно менша, ніж сталей 20 та 30ХМА, і становить ∆Ε = 3…15 mV,
що зумовлено наявністю на поверхні щільної пасивувальної плівки [10–12].
Ці плівки спричиняють меншу електрохімічну гетерогенність нержавної сталі
після кородування в усіх досліджених розчинах (табл. 4). Локальному меха-
нічному пошкодженню поверхневих плівок теж властиві менші значення ∆E '
в усіх розчинах, крім 0,7% Na2S+3,5% NaCl, де вони сумірні із такими для
сталі 30ХМА і не досягають критичного значення 200 mV.
Таблиця 4. Результати мікроелектрохімічних досліджень поверхні сталі
12Х21Н5Т після кородування у різних розчинах
Розчини
Різниця
потенціалів
3,7%
HCl,
pH 1,4
3,5%
NaCl,
pH 5,95
0,4%
NaOH,
pH 12,45
0,7%
Na2S,
pH 12,25
0,7% Na2S+3,5%
NaCl,
pH 12,15
∆E, mV 10…80 10…30 10…110 10…40 20…60
∆E ', mV 40…150 10…50 60…150 40…150 30…90
Аналіз отриманих результатів дає можливість припустити, що електрохі-
мічні процеси на поверхні сталей 30ХМА та 12Х21Н5Т менше впливатимуть
на розвиток локальної корозії і зародження тріщин у сульфідно-хлоридних
розчинах, ніж на сталі 20.
ВИСНОВКИ
Мікроелектрохімічні дослідження поверхні сталей 20, 30ХМА і 12Х21Н5Т
виявили, що під час корозії сталі 20 в розчинах, де спостерігається пасивуван-
ня (0,4% NaOH; 0,7% Na2S; 0,7% Na2S+3,5% NaCl), мікроелектрохімічна гете-
рогенність поверхні є вища, ніж після її активного розчинення. Тому можна
припустити, що пасивна плівка не нівелює різницю потенціалів між окреми-
ми ділянками поверхні. За механічного руйнування поверхневих плівок на
сталі 20 найбільша різниця потенціалів після її кородування в розчинах із
0,7% Na2S – до 280…320 mV, тому ймовірний інтенсивний розвиток локаль-
них корозійних процесів, який призведе до подальшого корозійного пошко-
дження. У сульфідовмісних розчинах мікроелектрохімічна гетерогенність сталі
97
30ХМА нижча, ніж сталі 20: як після кородування, так і після механічного
руйнування плівок локальні корозійні процеси менш виражені. Для сталі
12Х21Н5Т мікроелектрохімічна гетерогенність вихідної поверхні значно мен-
ша, ніж сталей 20 та 30ХМА, що зумовлено щільними пасивувальними плівка-
ми і нижчою швидкістю корозії, які спричиняють меншу мікроелектрохімічну
гетерогенність після кородування в усіх досліджених розчинах. Тому можна
припустити, що сталі 30ХМА та 12Х21Н5Т будуть менш схильні до корозійно-
механічного руйнування в сульфідно-хлоридних розчинах, ніж сталь 20.
РЕЗЮМЕ. Приведены результаты исследований микроэлектрохимической гетероген-
ности поверхности сталей 20, 30ХМА, 12Х21Н5Т после корродирования в хлоридно-суль-
фидных средах. Изучен характер их коррозии в растворах, содержащих хлорид- и сульфид-
ионы. Показано, что при коррозии стали 20 в растворах, где наблюдается пассивирование,
микроэлектрохимическая гетерогенность поверхности выше, чем после ее активного раство-
рения. Плотные пассивирующие пленки на исходной поверхности нержавеющей стали и низ-
кие скорости коррозии определяют меньшую микроэлектрохимическую гетерогенность после
корродирования во всех исследуемых растворах в сравнении с углеродными сталями.
SUMMARY. The results of investigation of surface microelectrochemical heterogeneity of
20, 30XMA, 12X21H5T steels after corrosion in chloride-sulfide environments are proposed. The
character of corrosion of steels in solutions which contain chloride- and sulfide ions has been studied.
It is shown that under corrosion of steel 20 in solutions, where passivity is observed, microelect-
rochemical heterogeneity of the surface is higher than after its active dissolution. The presence of the
passive, dense films on the initial surface of the stainless steel determines the less microelect-
rochemical heterogeneity after corrosion in all investigated solutions compared to carbon steels.
1. Радкевич О. І., Похмурський В. І. Вплив сірководню на роботоздатність матеріалів обладнання
газодобувної промисловості // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2001. – 37, № 2. – С. 157–169.
(Radkevych O. I. and Pokhmurs’kyi V. I. Influence of Hydrogen Sulfide on Serviceability
of Materials of Gas Field Equipment // Materials Science. – 2001. – 37, № 2. – P. 319–332.)
2. NACE Standard TM 02-84. Standard Test Method. Evaluation of Pipeline Steels for
Resistance to Stepwise Cracking. – Houston, Tx.: National Association of Corrosion
Engineers (NACE), 1984. – 21 p.
3. Саакиян Л. С., Ефремов А. П. Защита нефтегазопромыслового оборудования от корро-
зии. – М.: Недра, 1982. – 232 с.
4. Подобаев Н. И., Баринов О. Г., Гетманский М. Д. О причинах локализации коррозии стали
в хлоридно-сульфидных растворах // Защита металлов. – 1991. – 27, № 3. – С. 362–367.
5. Аналіз різних підходів до вивчення мікроелектрохімічної гетерогенності металів
/ М. С. Хома, Г. М. Олійник, М. Р. Чучман, Е. І. Личковський // Фіз.-хім. механіка
матеріалів. – 2008. – 44, № 3. – С. 126–129.
(Khoma M. S., Chuchman M. R., Oliinyk H. M., and Lychkovs'kyi E. I. Analysis of Different
Approaches to the Study of Microelectrochemical Heterogeneity of Materials // Materials
Science. – 2008. – 44, № 3. – P. 451–455.)
6. Хома М. С., Сисин Г. М. Вплив анодної поляризації на мікроелектрохімічну гетероген-
ність сталі 20 в хлоридно-сульфідному середовищі // Вісник НТУ “ХПІ” “Хімія, хіміч-
на технологія та екологія”. – 2009. – № 21. – C. 91–95.
7. Беляев В. П., Артемьев В. И., Сухотин А. М. Влияние сульфид-ионов на пассивность
железа в щелочных растворах // Защита металлов. – 1985. – 21, № 3. – С. 403–409.
8. Патент України на корисну модель. Спосіб мікроелектрохімічних вимірювань в
рухомій краплі електроліту / М. С. Хома, М. Р. Чучман, Г. М. Олійник. – №25819;
Опубл. 27.08.07, Бюл. № 13.
9. Розенфельд И. Л. Коррозия и защита металлов. – М.: Металлургия, 1970. – 448 с.
10. Haupt S. and Strehblow H. A combined surface analytical and electrochemical study of the for-
mation of passive layers on Fe/Cr alloys in 0.5 H2SO4 // Cor. Sci. – 1995. – 37, № 1. – P. 43–54.
11. Qingchu Z., Naixin X., and Shengtai S. Elipsometric study of passive films formed on a
deplex stainless steel in chloride solution // 10th Int/ congress on metallic corrosion. – Madras
(India). – 1987. – Vol. 4 – P. 3961–3968.
12. Байрачный Б. И., Андрущенко Ф. К. Электрохимия вентельных металлов. – К.; Харь-
ков: Вищ. шк., 1985. – 144 с.
Одержано 22.12.2009
|