Загальна інформація

Загальна маса металічних матеріалів, що використовуються в промисловості світу надзвичайно велика. Але метали і сплави на їх основі , контактуючи з навколишнім середовищем (газоподібним чи рідким), швидко чи повільно руйнуються. Причина цього руйнування полягає у хімічній взаємодії металів з оточуючим середовищем. І хоча швидкість корозії мала, щорічно із-за корозії безповоротно втрачається величезна маса металу. За орієнтовними підрахунками світові втрати 42

металу складають близько 20 млн. тонн щорічно.

Але ще більшу шкоду приносить не просто втрати металу, а кошти на ремонт або заміну обладнання, що набагато перевищує вартість самого металу.

Суть корозії. Хімічна та електрохімічна корозія

Корозія металів Це процес руйнування металу внаслідок взаємодії з навколишнім середовищем

Хімічна Відбувається при дії на метал хімічно активних речовин (галогенів, кисню та ін.)

Електрохімічна Відбувається при контакті металу з електролітом; супроводжується виникненням електричного струму

Прикладом хімічної корозії в неелектролітах може бути руйнування циліндрів двигунів внутрішнього згоряння. У паливі містяться домішки — сірка та її сполуки, які при згорянні перетворюються на оксиди сірки (IV) і (VI) — корозійно-активні речовини. Вони руйнують деталі реак­тивних двигунів — сопла та ін.

Найбільшої шкоди завдає електрохімічна корозія. До електрохімічної корозії належать всі випадки корозії у водних розчинах. Електрохімічної корозії зазнають підводні частини суден, парові котли, трубопроводи, що прокладені у землі. Прикладом електрохімічної корозії може бути корозія заліза в контакті з міддю в розчині електроліту — соляної кислоти (тобто при високій концентрації іонів водню Н+). При такому контакті виникає гальванічний елемент.

Більш активний метал — залізо (анод) окислюється, посилаючи електрони атомам міді, і переходить у розчин у вигляді іонів Fе²⁺, утворюючи з хлорид-іонами середовища хлорид заліза (II) FеСІ₂.

н₂

н⁺

н⁺

Fе²⁺

Іони водню рухаються до міді (катода), де, приймаючи електрони, розряджаються. В іонній формі ці реакції можна виразити сумарним рівнянням:

або

Fе — 2е^- = Fе²⁺

2Н⁺ + 2е^- = Н₂

Fе + 2Н⁺ = Fе²⁺ + Н₂

Fе + 2НСІ = FеСІ₂ + Н₂.

Електрохімічну корозію викликають головним чином домішки інших металів і неметалічних речовин або неод­норідність поверхні.

43

Згідно з теорією електрохімічної корозії, в цих випадках при контакті металу з електролітом (електролітом може бути волога, адсорбована з повітря) на його поверхні виникають гальванічні мікроелементи.

Від чого залежить швидкість корозії?

Швидкість корозії тим більша, чим далі розташовані один від одного в ряду стандартних електродних потенціалів ті метали, з яких утворився гальванічний елемент (гальва­нічна пара).

На швидкість корозії впливає і характер розчину елек­троліту. Чим вища його кислотність (тобто менший рН), а також чим більший вміст в ньому окислювачів, тим швидше відбувається корозія. Значно зростає корозія при підвищен­ні температури.

Наприклад, концентрована азотна кислота легко робить пасивним залізо, і воно практич­но не реагує з концентрованою нітратною кислотою. Захисна плівка завжди є на поверхні алюмінію. Подібні плівки у сухому повітрі утворюються також на Ве, Сг, Zn, Та, Nі, Сu та інших металах. Кисень є найбільш поширеним пасиватором.

Пасивуванням пояснюється корозійна стійкість нержа­віючих сталей та сплавів.