Наша сеть партнеров Banwar
8.2 електрохімічної корозії
причиною електрохімічної корозії * є виникнення на поверхні металу короткозамкнутих гальванічних елементів * .
У тонкому шарі вологи, зазвичай покриває метал, розчиняються кисень , вуглекислий , сірчистий та інші гази, присутні в атмосферному повітрі . Це створює умови зіткнення металу з електролітом * . Різні ділянки поверхні будь-якого металу володіють різними потенціалами . Причинами цього можуть бути наявність домішок в металі, різна обробка окремих його ділянок, неоднакові умови (довкілля), в яких знаходяться різні ділянки поверхні металу. При цьому ділянки поверхні металу з більш електронегативний потенціалом стають анодами і розчиняються.
електрохімічна корозія може розвиватися в результаті контакту різних металів. У цьому випадку буде виникати не мікр о-, а макрогальванопара, і корозія називається контактної (див. Детальну класифікацію видів корозії ). Сполучення металів, сильно відрізняються значеннями електроднихпотенціалів * , В техніці неприпустимі (наприклад, алюміній - мідь ). У разі корозії, яка виникає при контакті будь-якого металу зі сплавом, останній має потенціал, відповідний найбільш активному металу , Що входить до складу сплаву. Наприклад, при контакті латуні (сплав цинку і міді ) з залізом корродировать буде латунь за рахунок наявності в ній цинку.
Уявімо схематично роботу короткозамкнутого гальванічного елемента , Що виникає на поверхні металу, схильного до корозії в електроліті * (Рисунок 8.1). Анодний ділянка має більш електронегативний потенціал, тому на ньому йде процес окислення металу. Утворилися в процесі окислен ія ио ни переходять в електроліт, а частина звільнених при цьому електронів може переміщатися до катодного ділянці (на малюнку 8.1 показано стрілками). Процес корозії триватиме в тому випадку, якщо електрони, що перейшли на катодний ділянку, будуть з нього віддалятися. Інакше станеться поляризація електродів * , І робота корозійного гальванічного елемента припиниться.
Малюнок 8.1 - Схема електрохімічної корозії. Д - деполяризатор
Процес відведення електронів з катодних ділянок називається деполяризацией . Речовини, за участю яких здійснюється деполяризація, називаються деполяризаторами. На практиці найчастіше доводиться зустрічатися з двома типами деполяризації: водневої і кисневої . Тип деполяризації (катодний процес) залежить від реакції середовища розчину електроліту .
В кислому середовищі електрохімічна корозія протікає з водневою деполяризацією . Розглянемо корозію залізної пластинки з домішками міді у вологому хлористоводородной атмосфері Мається на увазі атмосфера з домішкою газоподібного HCl. . В цьому випадку залізо буде анодом (E ° = -0,44В), а мідь - катодом (E ° = + 0,34В). На анодном ділянці буде відбуватися процес окислення заліза, а на катодному - процес деполяризації ії ио нами водню, які присутні в електроліті:
А: Fe - 2e → Fe2 + - окислення
К: 2 H + + 2e → H2 ↑ - відновлення
Схема виникає короткозамкнутого гальванічного елемента виглядає наступним чином:
A (-) Fe | HCl | Cu (+) До
В нейтральному середовищі корозія протікає з кисневої деполяризацією , Тобто роль деполяризатора виконує кисень, розчинений у воді. Цей вид корозії найбільш широко поширений в природі: він спостерігається при корозії металів у воді, грунті і в незабрудненій промисловими газами атмосфері. Якщо корозії у вологому повітрі піддається залізо з домішками міді, то електродні процеси можна записати у вигляді:
(А) Fe - 2e → Fe2 + - окислення
(К) 2 H2O + O2 + 4e → 4 OH- - відновлення
схема короткозамкнутого гальванічного елемента :
А (-) Fe | H2O, O2 | Cu (+) До
У поверхні металу в електроліті протікають наступні реакції:
Fe2 + + 2 OH- → Fe (OH) 2
4 Fe (OH) 2 + O2 + 2 H2O → 4 Fe (OH) 3
Основна маса чорних металів руйнується внаслідок процесу іржавіння, в основі якого лежать вищевказані реакції.
Корозія металу в результаті нерівномірного доступу кисню. випадки електрохімічної корозії , Що виникає внаслідок нерівномірного аерації киснем різних ділянок металу, дуже часто зустрічаються в промисловості і в підземних спорудах. Прикладом може служити корозія сталевої палі, закопаної в річкове дно (рис 8.2).
Малюнок 8.2 - Корозія в результаті нерівномірного доступу кисню. Б - технічна споруда; А - анодний ділянку; К - катодний ділянку.
Частина конструкції, що знаходиться у воді, омивається розчиненим у ній киснем і, в разі виникнення умов для електрохімічної корозії , Буде виконувати роль катода . Інша ж частина конструкції, яка перебуває в грунті, буде анодом і піддасться руйнуванню.
До наступного розділу
До змісту
© А.І. Хлєбніков, І.М. Аржанова, О.А. Напілкова