Коррозия

Защитные свойства сульфидных пленок

Варьируют в зависимости от химического состава стали. Специальное легирование (например, для стали 09ХГ2НАБЧ) сопровождается возникновением стойких более мелкодисперсных плотных тонких и прочносцепленных пленок, чем сульфидные пленки на 09Г2С. Микроанализ показал наличие в пленках на 09ХГ2НАБЧ смешанных сульфидов (FexСryMnz)S. Пленки на 09Г2С состоят из сульфидов переменного состава общей формулы(Fe(1-n)Mnn)S. Плотность, прочное сцепление и защитные свойства таких пленок обусловлены содержанием в них сульфидахрома [15, 16].

В 3 %-м растворе NaCI с содержанием H2S от 500 до1800 мг/л образуется пленка из канзита и макинавита; онанеоднородна по химическому составу и обладает слабыми защитными свойствами: происходит неравномерное разъедание углеродистых и низколегированных сталей [17]. В этих средах наблюдается торможение процессов ионизации железа и восстановления кислорода. При этом перенапряжение реакции восстановления О2 → ОН- на сульфидной пленке больше, чемна железе: ее поверхность становится катодом макропары. В деаэрированном растворе сероводород не тормозит катодного процесса: ЭСК протекает легко, с деполяризацией Н+ ионамии H2S [17, 18].

 

Активность ионов S2- (1) и Fe2+ (2) при различных pH водных растворов, насыщенных сероводородом

 

Рис. 4.3. Активность ионов S2- (1) и Fe2+ (2) при различных pH водных растворов, насыщенных сероводородом [10]

По мере накопления сульфида железа катодные функцииFexSy в макропаре с Fe усиливаются, перенапряжение водородаснижается: таким образом, H2Sстимулирует ЭСК за счет растормаживания анодного процесса сероводородом, а катодногопроцесса — за счет снижения перенапряжения водорода на поверхности сульфидов [8]. Способность к такому снижению связана [5] со встречным перемещением ионов через сульфидную пленку.

С выдержкой скорость ЭСК сначала убывает (из-за образования пассивной пленки), а затем растет (в результате формирования FexSy с рыхлой структурой).

При катодной поляризации пленки уплотняются, а цвет их меняется от черного к синеватому [19]. Работа макропор Fe—FeS сопровождается язвенным разъеданием, протекающим при установившемся потенциале в интервале 0,20—0,36 В.

Защитные свойства сульфидных пленок снижаются активаторами (например, Сl_-ионами) и в результате эрозионного воздействия потока.

В общем торможение коррозии сульфидными пленкам и слабее, чем оксидными (из Fe2О3 и Fe3О4). Эффективна защита сульфидными пленками, способными к регенерации.