ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм электрохимической защиты из "Электрохимическая защита от коррозии" Во всех электродных процессах сугубо электрохимической стадией является только стадия разряда — ионизация. В связи с этим объяснение механизма электрохимической защиты зиждится на закономерностях кинетики процессов именно этой стадии. Механизм электрохимической защиты поясняется с помощью поляризационных диаграмм, раскрывающих кинетику электродных реакций. [c.43] Механизм предотвращения коррозии катодной поляризацией упрощенно можно объяснить с помощью диаграммы, показанной на рис. 10. Теоретически катодная защита от коррозии обеспечивается, если при поляризации достигается сдвиг потенциала металла от стационарного Ес до Ео (рис. 10, а), причем Ео=Ез, а защитный сдвиг потенциала АЕ3—Е3—Ес. Достичь этого можно только в том случае, если катодный процесс на металле, например, восстановление кислорода или ионов Н+, происходит при потенциале до и менее Ео. В условиях катодной поляризации величине Ео отвечает равенство скоростей ионизации и разряда ионов металла. Поэтому соответствующий этой величине защитный потенциал является по физической сущности обратимым потенциалом, а скорость процесса определяется величиной тока обмена. [c.43] Различие в защитной плотности тока з при Е1=Ео объясняется изменением перенапряжения катодного процесса восстановления окислителя на поверхности металла (рис, 10, в). [c.44] Механизм катодной защиты существенно зависит от природы металлов и электролитов. Связано это как с перенапряжением окислительно-восстановительных реакций, так и с особенностями продуктов, образующихся в результате электродных процессов. [c.44] Природные среды характеризуются не только общностью физико-химических свойств, но и схожестью поляризационных явлений, протекающих на конструкционных металлах. Это положение иллюстрирует рис, И. Как видно на рис. 11, а на участке АВ имеем катодный процесс восстановления окислителя—кислорода. Затем до точки С одновременно протекают реакции восстановления кислорода и ионов водорода. Область СВ отвечает кинетике водородной деполяризации. [c.44] Поляризационные явления в высокодиссоциирован-ных электролитах, имеющих удельную электропроводность 5—10 См/м, зависят от природы металлов (рис. [c.44] Искусственные среды имеют свою специфику при катодной поляризации в них металлов. Так, в кислотах катодные процессы сопровождаются в основном разрядом ионов водорода и выделением его молекул. Кинетика процесса чаще всего идет без существенного возрастания водородного перенапряжения. Схема процесса аналогична рассмотренной выше при коррозии металлов с водородной деполяризацией. Однако при внешней, катодной поляризации создается избыток электронов, облегчающий в целом выделение молекул водорода. Процесс идет в основном по реакции 2НзО+ +2е Н2+2НгО. [c.46] При катодной поляризации на поверхности металлов не образуются защитные пленки. Достижение Ео=Ез возможно при плотности тока, в десятки и сотни раз превышающей плотность тока коррозии в природных средах. [c.46] Следует отметить, что как в нейтральных, так и в щелочных электролитах, при поляризации достигается приблизительно одинаковый pH (рис. 13). Изменяется лищь продолжительность поляризации, необходимая для достижения некоторого предельного значения pH электролита. Этим объясняется принципиально одинаковый механизм катодной защиты. [c.47] Механизм анодной защиты при внещней поляризации связан с окислением металла и образованием на его поверхности пассивирующей пленки под действием кислорода, выделяющегося по реакциям в щелочах 40Н — —4е- 02 + 2Нг0, в кислотах 2Н2О—4е- -02Ч-2Н2. В нейтральных электролитах одновременно могут идти обз реакции. [c.47] Анодная защита в основном применяется в искусственных средах, не содержащих анионов (С1 , Вг , J , Р ), активирующих поверхность металла и предотвращающих возможность формирования пассивирующей пленки. Создавая ионно-электронный мостик между металлом и электролитом, активирующие ионы обеспечивают непрерывную деполяризацию металла, диффузию его ионов через пленку и их гидратацию. Поэтому ниже рассматриваемый механизм относится только к электролитам, не содержащим активирующих ионов. [c.48] Целесообразность анодной защиты определяется условием /с г п- Интервал потенциалов Еп— п.п является защитным. При осуществлении анодной защиты следует строго контролировать скорость процесса до достижения минимального защитного потенциала Е , так как свойства пассивирующей пленки, состоящей, как правило, из двух слоев — барьерного (плотного), формируемого непосредственно на поверхности металла, и верхнего пористого слоя, суш,ественно зависят от скорости анодной поляризации. Последняя, не изменяя механизма процесса, влияет прежде всего на толщину и сопротивление барьерного слоя, образующегося в начальный период поляризации. Именно этот слой блокирует поверхность металла от электролита и несет основную нагрузку как средство защиты от коррозии. После образования пористой части пленки регулирование свойств барьерного слоя затруднено. [c.49] Механизм анодной защиты в условиях полной пассивации поверхности имеет свои особенности, на которые следует обратить внимание. Во-первых, поддержание потенциала направлено на восстановление защитной способности пленки, снижающейся во времени в отсутствии анодной поляризации. Это — необходимое условие обеспечения эффективности анодной защиты. При этом происходит искусственное разрушение пленки на слабых участках и расходуется ток для восстановления на них защитных свойств пленки. Наблюдается так называемое явление автоматического выравнивания свойств пленки по поверхности. Так как всегда сохраняются относительно слабые участки, через которые диффундирует электролит и обеспечивает возможность поляризации, процесс выравнивания является непрерывным ослабляются одни и уплотняются другие участки. [c.50] Вернуться к основной статье