ВЛИЯНИЕ ЗАРЯДОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ И ПОТЕНЦИАЛА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА НА ОБРАЗОВАНИЕ КОРРОЗИОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА МЕТАЛЛЕ

Ерошков С. Н.

СПбГТИ, г. Санкт—Петербург


В предыдущих работах предпринимались попытки изучения процесса осаждения мелкодисперсных железо—оксидных и железогидроксидных модельных продуктов коррозии (ПК) на греющих поверхностях теплообменного оборудования. Было установлено, что скорость осаждения продуктов коррозии на теплопередающих поверхностях прямо пропорционально концентрации продуктов коррозии и величине теплового потока через теплопередающую поверхность. Кроме того, было установлено влияние кислотности раствора на осаждение ПК. Показано, что при переходе от слабокислого к слабощелочному значению рН наблюдается существенное снижение коррозионных отложений (примерно в 2—3 раза).

Отмеченная закономерность может быть связана с хорошо известным фактом перезарядки поверхности частиц железо—оксидных продуктов коррозии при изменении рН. Можно предположить, что зарядовые характеристики продуктов коррозии, а так же зарядовые характеристики поверхности металла, на котором идет отложение ПК, являются весьма существенными в процессе образования коррозионных отложений.

Целью настоящего исследования являлась экспериментальная проверка данного предположения.

В работе изучали процесс осаждения мелкодисперсных железооксидных (Fe3O4) продуктов коррозии на нагревателе, выполненном из алюминиевого сплава. Эксперименты проводились при наличии и отсутствии теплового потока, при разных значениях рН, при наложении поляризации на металл нагревателя от внешнего источника постоянного тока, а так же в отсутствие внешней поляризации.

Результаты проведенных исследований позволяют сформулировать ряд выводов:

1. Величина коррозионных отложений и скорость их образования определяются знаком и величиной заряда поверхности металла и осаждаемых частиц.

Так, например, в отсутствие теплопередачи при нейтральном значении рН, наложение отрицательного потенциала равного 5В на рабочий элемент, приводит к увеличению скорости образования отложений примерно в 10 раз. В присутствии же теплового потока различие в указанных характеристиках снижается и составляет 1.4 раза. Изменение знака заряда металла на противоположный приводит к существенному уменьшению скорости формирования коррозионных отложений.

2. Знак и величина заряда поверхности металла определяется природой металла (равновесный потенциал металла в водной среде), тепловым потоком (тепловой поток приводит к возникновению термо—ЭДС), а так же поляризационным воздействием на металл от внешнего источника или от парного электрода, находящегося в этой же водной среде (гальвано—ЭДС).

Варьирование любого из этих факторов позволяет влиять на величину отложений.

3. Установлено, что знак и величина заряда поверхности мелкодисперсных частиц продуктов коррозии определяется не только величиной рН, но и присутствием различных технологических добавок в теплоноситель (мелкодисперсных, коллоидных, молекулярных, ионных).

Показано, что изменение знака заряда частиц продуктов коррозии с учетом знака заряда поверхности металла позволяет эффективно регулировать процесс образования коррозионных отложений, как на теплопередающих, так и на не передающих тепло поверхностях.