Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Горные работы для отчистки вод

Химическая и электрохимическая коррозия


Химическая и электрохимическая коррозия

Коррозия считается химической, если после разрыва металлической связи атомы металла непосредственно соединяются химической связью с теми атомами или группами атомов, которые входят в состав окислителей, отнимающих валентные электроны у металла. Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, но чаще всего она наблюдается в случаях, когда среда не является электролитом. Скорость ее определяется, как правило, диффузией частиц металла, и окислителя через поверхностную пленку продуктов коррозии, иногда — растворением или испарением этой пленки, ее растрескиванием, изредка — конвективной доставкой окислителя из внешней среды.

Коррозия считается электрохимической, если при выходе из металлической решетки образующийся катион вступает в связь не с окислителем, а с другими компонентами коррозионной среды. Окислителю же передаются электроны, освобождающиеся при образовании катиона. Такой процесс возможен в тех случаях, когда в окружающей среде существуют два типа реагентов, из которых одни способны соединяться устойчивыми связями с катионом металла без участия его валентных электронов, а другие (окислители) могут присоединить валентные электроны металла, не удерживая около себя катионы.

При электрохимической коррозии удаление атома из металлической решетки (что составляет сущность любого коррозионного процесса) осуществляется в результате двух независимых, но сопряженных, связанных между собой электрическим балансом, электрохимических процессов: анодного (переход сольватируемых катионов металла в раствор) и катодного (связывание окислителем освобождающихся электронов). Следовательно, процесс электрохимической коррозии можно замедлить не только путем торможения анодного процесса, но и воздействия на скорость катодного.

Наиболее распространены два катодных процесса: разряд водородных ионов и восстановление растворенного кислорода. Их ча-cjo называют соответственно водородной и кислородной деполяризацией.

Анодный и катодный процессы с определенной вероятностью и в той или иной последовательности протекают в любых точках металлической поверхности, где катионы и электроны могут взаимодействовать с компонентами коррозионной среды. Если поверхность однородна, то катодные и анодные процессы равновероятны по всей ее площади. В таком идеальном случае коррозия называется гомогенно-електрохимичеекой, отмечая, таким образом, отсутствие какой-либо неоднородности в распределении вероятности электрохимических процессов в любой точке поверхности, что не исключает термодинамической гетерогенности взаимодействующих фаз.

В действительности на, металлических поверхностях существуют участки с различными условиями доставки реагирующих компонентов, с разным энергетическим состоянием атомов или с различными примесями. На таких участках возможно более энергичное протекание анодного или катодного процессов, и коррозия становится гетерогенно-электрохимической.

Проводимость металла очень высока, и при возникновении избыточного заряда электроны практически мгновенно перераспределяются, так что плотность заряда и электрический потенциал металла меняются одновременно по всей его поверхности независимо от того, в каких ее точках электроны освободились после ухода катионов, а в каких захватываются окислителем.

В частности это означает, что от мест, где преимущественно протекает анодная реакция, электроны перемещаются в металле к местам протекания катодной. Соответственно раствор вблизи анодных участков получает избыточный положительный заряд растворившихся катионов, а вблизи катодных заряжается отрицательно в результате захвата электронов растворенным окислителем.

В растворе эти заряды не перераспределяются так легко, как в металле. Поэтому с повышением скорости процесса потенциал раствора, находящегося в непосредственной близости от анодных участков, становится все более положительным, что затрудняет катодный процесс. Иначе это можно представить, как вызванное протеканием тока падение напряжения между прианодным и прика-тодным слоями раствора, с учетом которого потенциал металла по отношению к прианодному слою оказывается более отрицательным, а по отношению к прикатодному — более положительным, чем по отношению к объему раствора.

Когда такое падение напряжения велико, коррозионную систему удобнее представить в виде системы короткозамкнутых микро-или макрогальванических элементов. В остальных случаях при определении средней по площади- скорости растворения металла современная теория, наряду с вышеизложенной моделью, позволяет также представлять электрохимически гетерогенную поверхность как квазигомогенную. Тогда ей приписывают удельные анодные и катодные характеристики, равные интегрально усредненным 'по площади значениям одноименных характеристик моделируемой на основе теории подобия гетерогенной поверхности. Графически их изображают на коррозионной диаграмме в виде анодных и катодных поляризационных кривых, которые отображают влияние электродного потенциала на усредненные по площади и выраженные в единицах плотности тока скорости выхода катионов и электронов с данной поверхности в данный электролит.



Похожие статьи:
Консервация металлических изделии

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Горные работы для отчистки вод

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум