електрохімічна корозія

8.2 електрохімічної корозії

У тонкому шарі вологи, зазвичай покриває метал, розчиняються кисень. вуглекислий. сірчистий і 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 активного металу. 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. 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 деполяризацією. 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.

У 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 → Fe 2+ - окислення

К: 2 H + + 2e → H2 ↑ - відновлення

Схема виникає короткозамкнутого гальванічного елемента виглядає наступним чином:

A (-) Fe | HCl | Cu (+) До

У нейтральному середовищі корозія протікає з кисневою деполяризацією. тобто роль деполяризатора виконує кисень, розчинений у воді. Цей вид корозії найбільш широко поширений в природі: він спостерігається при корозії металів у воді, ґрунті та 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 → Fe 2+ - окислення

(К) 2 H2 O + O2 + 4e → 4 OH - - відновлення

У поверхні металу в електроліті протікають наступні реакції:

Fe 2+ + 2 OH - → Fe (OH) 2

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.