Может ли при электролизе (снятии ржавчины) металл "наводораживаться"?

[Сергей85]

Говорят об атомарном водороде, который металл поглощает и становится хрупким.

[lexey]

Есть такое дело, когда деталь завешивается в качестве катода. Но это больше представляет серьезную проблему для высокопрочных сталей, которые затем подвергаются серьезным нагрузкам. Для обычной ржавой железяки - плюнуть да забыть, не настолько она становится хрупкой.

[Сергей85]

Есть такое дело, когда деталь завешивается в качестве катода. Но это больше представляет серьезную проблему для высокопрочных сталей, которые затем подвергаются серьезным нагрузкам. Для обычной ржавой железяки - плюнуть да забыть, не настолько она становится хрупкой.

Прошу как-то химическими реакциями это написать. Сам пытался найти их - но везде, чтобы наводородить металл, нужна какая-то необычная атмосфера или высокая температура.

 

Важна степень наводораживания. Например, ШРУСы автомобильные: сильные нагрузки - но вдруг наводораживается только 0.1мм металла в сутки?

[mypucm]

Как уже писал недавно, я не практик, я просто начитавшийся. Осаждаете гальванический никель, почти всегда в довесок идет его наводораживание. Приводит к хрупкости покрытия, повышенным поверхностным напряжениям. Явление известное. Ржавую железяку чистить... железо - не никель. Как не извращайтесь, серьезного наводораживания не получите. 

 

Описать это химическими реакциями... Реакции не прояснят. Образуется нестехиометрический гидрид. А вообще, там сам черт ногу сломит: какая там у кого степень окисления. Я буду очень удивлен, если кто-то это какой-то реальной реакцией опишет.

 

Более конкретно: что Вы хотите? Каковы условия наводораживания?

[antabu]

Снятие ржавчины - на аноде (?), а наводороживание - на катоде. Чтобы выгнать водород, используют отжиг.

[Сергей85]

Как уже писал недавно, я не практик, я просто начитавшийся. Осаждаете гальванический никель, почти всегда в довесок идет его наводораживание. Приводит к хрупкости покрытия, повышенным поверхностным напряжениям. Явление известное. Ржавую железяку чистить... железо - не никель. Как не извращайтесь, серьезного наводораживания не получите. 

 

Описать это химическими реакциями... Реакции не прояснят. Образуется нестехиометрический гидрид. А вообще, там сам черт ногу сломит: какая там у кого степень окисления. Я буду очень удивлен, если кто-то это какой-то реальной реакцией опишет.

 

Более конкретно: что Вы хотите? Каковы условия наводораживания?

"Каковы условия наводораживания железа?" - да, этого хочу. )

Изменено 22 Мая, 2016 в 10:02 пользователем Сергей85

[lexey]

Прошу как-то химическими реакциями это написать. Сам пытался найти их - но везде, чтобы наводородить металл, нужна какая-то необычная атмосфера или высокая температура.

 

H⁺ + e^- = H_адс

 

H_адс + H_адс = H₂

 

Вкратце - при разряде ионов водорода сначала образуются атомы адсорбированного водорода, которые затем рекомбинируют в молекулы водорода с одновременной десорбцией. Если материал склонен растворять в себе водород, то рекомбинировать в молекулы будет не весь водород.

[Сергей85]

Наводораживание металла: H⁺ + e^- = H_адс. H_адс + H_адс = H₂, где АДС - адсорбция. Если металл обладает при необходимых условиях растворять в себе водород (вот это номер!) - то он его в себе растворяет. Условия возникновения для железа не обнаружены, а для стали описаны в книге Шрейдера А.В. "Влияние водорода на химическое и нефтяное оборудование". На рисунке 58 стр. 108 есть график марки 12Х18Н10Т: при давлении, сравнимым с атмосферным, и температурой 300-900 градусов: 30-68см³/кг. На рисунке 59 указаны зависимости для иных марок сталей. Общая формула наводораживания стали: K_s = K₀ · e^-∆H/2RT, где K₀ - предэкспоненциальный множитель 1011л/моль·с, ∆H - теплота растворения стали ~1793K), R - универсальная газовая постоянная 8.3144598Дж/(моль·K), T - температура среды. В итоге при комнатной температуре 300K имеем K_s = 843л/моль. Число не корректное, нужно перепроверить параметры. Кто добьет?

 

http://www.ngpedia.ru/ngpediap/524/5246674Ij2KzH0.png

H⁺ + e^- = H_адс

 

H_адс + H_адс = H₂

 

Вкратце - при разряде ионов водорода сначала образуются атомы адсорбированного водорода, которые затем рекомбинируют в молекулы водорода с одновременной десорбцией. Если материал склонен растворять в себе водород, то рекомбинировать в молекулы будет не весь водород.

Лексей, ваш выход. )

[Сергей85]

С наводораживанием - уточнения. Предэкспоненциальный множитель K₀ лежит в диапазоне 2.75-1011л/моль·с, это не постоянная величина. Вычисление его для нержавеющей стали: 10¹³ · C_m^2/3, где C_m - атомная плотность стали. Атомная плотность нержавеющей стали 8 · 10²²ат/см³ - K₀ = 37132710668902231139280610806.786ат./см³ = - а дальше все, залип.

Если всмотреться в графики Шрейдера, можно сделать примерный вывод о наводораживании стали в НУ (уменьшение температуры в 2 раза замедляет процесс в 1.5 раза): примерно 5.93см³/кг при 24.7 градуса Цельсия - но не указано время проникновения в металл такого объема. В книге Сухотина А.М., Зотикова В.С. "Химическое сопротивление материалов. Справочник" на станице 95 в таблице 8 указано влияние водорода на длительную прочность сталей. Оно позволяет понять, что наводораживание сталей водородом под давлением 150-460 атмосфер изменяет предел длительной прочности максимум в 1.5 раза на промежутке 1000-10000 часов. Поэтому не стоит рассматривать наводораживание сталей при электролизе в НУ как разрушающий фактор.

При 18.75 градусах.

[lexey]

Лексей, ваш выход. )

 

А шо я? Те же самые уравнения и написал.

А выше писал что проблема наводороживания имеет место быть в первую очередь для высокопрочных сталей.

 

Например, из книги "Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей" (Ажогин Ф.Ф.):