ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Факторы, влияющие на коррозионнойъ из "Физико - химические основы применения моторных, реактивных и ракетных топлив" Разрушение металлов в электролитах происходит в результате действия на поверхности металла большого числа микроскопических короткозамкнутых гальванических элементов, возникающих вследствие неоднородности металла или среды, окружающей металл. При электрохимической коррозии разрушение металлов сопровождается переносом электрических зарядов от одной части металла к другой, т. е. протеканием электрического тока. Реакция взаимодействия металла с окружающей средой разделяется на два процесса анодный — переход металла в раствор в виде гидратированных иопов с оставлением эквивалентного количества электронов в корродируемом металле — и катодный — ассимиляция избыточных электронов в металле молекулами или ионами раствора, восстанавливающимися на катоде. [c.221] Положительные ионы Ме переходят в окружающую среду, а поверхность металла приобретает отрицательный заряд. В результате электростатического притяжения большинство гидратированных ионов металла располагается непосредственно у поверхности металла, далее их концентрация будет снижаться и на каком-то удалении сравняется с концентрацией их в растворе, окружающем металл. На границе металла с электролитом образуется двойной слой отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных гидратированных ионов Ме (рис. 86). [c.221] Значения стандартных электродных потенциалов для некоторых металлов приведены в табл. 47. [c.222] Площадки с разными потенциалами при контакте с электролитом могут появляться и у изделий из одного металла или сплава. Эта разность потенциалов возникает в результате наличия посторонних включений, неоднородности структуры металла или в результате неоднородности внешней среды. Так, Эвансом было установлено, что при неравномерном доступе воздуха к разным участкам поверхности металла возникает разность потенциалов. Если к одной из железных пластин, опущенных в электролит, подвести больше кислорода, чем к другой, то возникает электрический ток, причем электрод, соприкасающийся с более аэрируемым раствором, является катодом. Это явление названо неравномерной или дифференциальной аэрацией. [c.223] Неравномерной аэрацией Эванс объяснил целый ряд случаев разрушения металлов, причина которых ранее была неясна. Так, например, известна низкая коррозионная устойчивость пористого литья и шюхо проваренных, неплотных сварных швов. По Эвансу это объясняется тем, что металл в порах и трещинах имеет более отрицательный потенциал вследствие меньшей аэрации, чем прилегающие участки поверхности изделия. [c.223] Наиболее часто встречаются реакции восстановления иона водорода до газообразного водорода и реакции ионизации кислорода с образованием ионов гидроксила. [c.224] Характер и скорость катодного процесса оказывают значительное, часто решающее, влияние на большинство электрохимических коррозионных процессов. [c.224] При электрохимической коррозии имеет место целый ряд сопряженных менаду собою процессов анодный процесс, который сопровождается переходом металла в электролит, перенос электронов в металле от анодного к катодному участку, выделение газообразного водорода или пополнение убыли кислорода, участвующих в катодном процессе. Скорость наиболее медленного из этих процессов и определяет общую скорость коррозии. Из указанных выше процессов медленнее всего идут процессы диффузии кислорода к катодным участкам или водорода — от катодных участков. [c.224] Это уравнение является основным уравнением скорости электрохимической коррозии. [c.225] Из уравнения видно, что скорость коррозии возрастает нри уменьшении и рц, которое происходит с увеличением доступа деполяризатора (при перемешивании окружающе металл среды, введении в нее окислителя и т. д.) и с увеличением поверхности катодных или анодных участков. Скорость коррозии в широких пределах не зависит от сопротивления, так как значение К мало но сравнению с рк +/ а. Скорость коррозии тем выше, чем больше разность начальных равновесных потенциалов катода и анода. Вследствие исключительно большого влияния на поляризацию свойств пленок из продуктов коррозии, отлагающихся на поверхностях участков катода или анода, скорость электрохимической коррозии, так же как и химической, зависит от физико-химических свойств образующихся нри коррозии пленок. [c.225] Процессы коррозии происходят на границе между корродируемым веществом и внешней средой в результате сложного химического или электрохимического взаимодействия между ними. Поэтому оценка коррозионности топлив может производиться только но отношению к конкретному веществу в определенных условиях. [c.226] Стойкость к коррозии для металлов в основном определяют защитные свойства пленок продуктов коррозии, образующихся при взаимодействии металла с окружающей средой. Так, устойчивость свинца в серной кислоте объясняется образованием нерастворимой в кислоте пленки сульфата свинца, устойчивость железа в щелочах — образованием пленки из гидрата окиси железа и т. п. [c.226] Структура металла также оказывает влияние на скорость коррозионных процессов. Укрупнение кристаллов металла вызывает значительное усиление межкристаллитной коррозии. Коррозия, происходящая с выделением водорода, нри прочих условиях тем интенсивнее, чем неоднороднее структура мёталла. Коррозионные процессы, связанные с поглощением кислорода, не зависят от неоднородности структуры, если эта неоднородность не вызывает изменения в равномерности отложений на поверхности металла продуктов коррозии и не ослабляет защитных свойств образующейся пленки. [c.226] Если сплав металлов состоит из двух фаз и основной является катодная фаза, а количество и площадь анодной невелики, то с воз-ни-кновением коррозии анодные включения быстро растворяются и коррозия резко замедляется. Когда же количество анодной составляющей относительно велико и распространяется на весь сплав, разрушение металлического сплава будет очень интенсивным. Весьма неблагоприятен случай расположения анодных составляюпщх вдоль границ зерен, так как нри этом происходит межкристаллитное разрушение сплава. Важную роль играют электрохимические свойства включений если включения легко поляризуются, коррозия может быть слабой даже при большой неоднородности сплава. [c.227] Напряжения и деформации увеличивают скорость коррозионных процессов и вызывают межкристаллитную коррозию. [c.227] Состояние поверхности металла также влияет на скорость коррозии. Металлы с гладкой, полированной поверхностью корродируют медленнее, чем с грубо шлифованной, шероховатой. На гладкой поверхности при коррозии образуется более совершенная защитная пленка, чем на поверхности шероховатой. Разница в скорости разрушения изделий с различно обработанной поверхностью особенно заметна нри медленной коррозии, например атмосферной. При коррозии сильно агрессивными веществами с большой скоростью уже через короткое время различие в состоянии поверхности исчезает. [c.227] Концентрация ионов водорода. Изменение концентрации ионов водорода в окружающем металл растворе — один из существенных факторов, влияющих на скорость электрохимической коррозии. Изменение скорости коррозии различных металлов в зависимости от pH раствора показано на рис. 87. Только для таких стойких к коррозии металлов, как золото и платина, скорость коррозии практически не зависит от pH среды. [c.227] Амфотерные м1вталлы, такие как цинк, алюминий, свинец, подвергаются сильной коррозии как в кислых, так и в щелочных средах вследствие растворимости их окислов и в кислотах и в щелочах. Скорость коррозии железа и магния очень мала в щелочных растворах, в которых образующиеся гидроокиси этих металлов нерастворимы и дают прочную пленку на поверхности металла. Никель и кадмий устойчивы в нейтральных и щелочных растворах и быстро корродируют в кислых. [c.227] Влияние pH среды на скорость коррозии может маскироваться влиянием других факторов, таких как разрушение пленки, деполяризация катода и т, д. Так, алюминий при одинаковых значениях pH быстрее корродируется соляной кислотой и значительно медленнее азотной. Это объясняется тем, что соляная кислота с алюминием образует хлористый алюминий, растворимый в кислоте, а азотная создает на поверхности алюминия прочную пленку из окиси алюминия. [c.227] Вернуться к основной статье