4.8 Коррозионные диаграммы

Как было показано выше, при коррозии металла в электролите его поверхность разделяется на участки с меньшим потенциалом, где протекает анодный процесс растворения металла, и участки с большим потенциалом, на которых идет катодный процесс восстановления (эти участки не корродируют). Электроны, выделяющиеся в анодном процессе, остаются в металлической фазе. Они переходят на катодные участки и поглощаются в катодном процессе. В электролите электрический заряд переносится ионами диссоциирующих соединений, а частично и самими продуктами анодного и катодного процессов (например, катионами корродирующего металла и ионами гидроксила) Таким образом, процесс электрохимической коррозии состоит, по крайней мере, из трёх этапов: анодного процесса, катодного процесса и процесса переноса заряда в металле и в электролите. Схема электрохимического коррозионного процесса представлена на рис. 4.3.

Рис.4.3 Схема электрохимической коррозии

Поскольку и анодная и катодная стадии электрохимического процесса могут протекать с торможениями, потенциалы анодных и катодных участков будут отличаться от равновесных значений. Возникающая поляризация будет способствовать сближению этих потенциалов, вплоть до их совпадения при некотором значении, называемом стационарным или компромиссным потенциалом. Величина этого потенциала должна удовлетворять равенству суммарного электрического тока, протекающего через анодные участки поверхности металла, и суммарного тока, протекающего через катодные участки.

Процесс электрохимической коррозии удобно анализировать при помощи коррозионных диаграмм. Для их построения в координатах «ток-потенциал» наносят вольтамперные характеристики анодного и катодного процессов, причём катодный ток откладывают в положительном направлении (как и анодный). В этом случае, при очень малом падении напряжения в электролите ( в так называемом короткозамкнутом гальваническом элементе) точка пересечения анодной и катодной ВАХ даст при проецировании на соответствующие оси величины коррозионного тока ( ) и компромиссного (стационарного) потенциала ( ).

Рис.4.4. Коррозионная диаграмма

Кроме перенапряжений, возникающих на границе металла с электролитом, может появиться падение напряжения в самом электролите, обусловленное его низкой электропроводностью, и называемое омическим падением напряжения в электролите ( ). В этом случае, стационарные потенциалы для анодного ( ) и катодного ( ) процессов различаются ( = – ), а ток коррозии уменьшается до значения .

Скорость процесса электрохимической коррозии может ограничиваться (лимитироваться) как скоростью анодной стадии, так и скоростями катодной стадии или стадии переноса заряда в металле и электролите.

Долю контроля общего процесса каждой его стадией характеризуют

отношениями:

– долей анодного контроля, (4.38)

– долей катодного контроля, (4.39)

– долей омического контроля. (4.40)

Стадия, для которой доля контроля является наибольшей, в большей степени тормозит протекание электрохимической коррозии. Такую стадию называют лимитирующей. Выявление лимитирующей стадии и факторов, влияющих на её скорость, может позволить управлять скоростью всего процесса электрохимической коррозии.