4.4 Кислотность.
Кислотность коррозионной среды оказывает двоякое влияние на характер протекания коррозии.
Во-первых, величина рН изменяет величину потенциала водородного и кислородного электродов. Поэтому кислотность оказывает существенное влияние на катодный процесс. На анодный процесс величина рН, как правило не влияет.
Во-вторых, величина рН оказывает на процесс коррозии косвенное влияние, заключающиеся в изменении растворимости продуктов коррозии и возможности образования защитных кроющих пленок. Это косвенное влияние часто является решающим.
Исходя из типа зависимости коррозия – кислотность, все металлы принято делить на пять групп в соответствии с рисунком 4.2 (а – д) (по А. Я. Шаталову).
Рис. 4.2. Виды зависимости коррозия – рН
Группа а – металлы устойчивые в кислой и щелочной среде, скорость коррозии которой практически не зависит от рН. К ним относятся Au, Pt, Ag.
Группа б – металлы, нестойкие в кислой среде и недостаточно стойкие в нейтральной. В сильно щелочной среде (при рН » 14) эти металлы являются стойкими. К ним относятся Mg, Mn, Fe. Стойкость данных металлов объясняется тем, что формирующие покровную пленку гидроксиды, не растворяются в щелочной среде. Исключение – Fe – при рН » 14 гидрид железа растворяется с образованием иона феррита.
Группа в – металлы, неустойчивые в кислой среде и устойчивые в нейтральной и щелочных средах. К этим металлам относятся Ni, Co, Cd. Их гидроксидные пленки отличаются высокими защитными свойствами.
Группа г – металлы коррозионностойкие в кислой среде и неустойчивые в щелочной среде. Это Ta, Mo, W – они образуют гидроксидную пленку кислого характера, которая легко растворяется при взаимодействии со щелочным раствором.
Группа д – металлы, стойкие в нейтральной среде. Это Al, Zn, Sn, Pb. Особенностью этих металлов является образование аморфных гидроксидов, одинаково хорошо растворяющихся в кислой и щелочной средах.
4.5 Температура, давление и перемешивание.
Температура оказывает существенное влияние на протекание коррозионного процесса. Как правило, скорость коррозии повышается с ростом температуры. Это вызвано следующими причинами:
1) Увеличением скорости диффузии деполяризатора к поверхности металла и продуктов коррозии деполяризатора к поверхности металла;
2) Снижением перенапряжения и увеличение скорости электрохимических реакций;
3) Увеличением скорости промежуточных химических реакций;
4) Ростом растворимости продуктов коррозии.
Иногда повышение температуры может снизить скорость коррозионного процесса. Это наблюдается при коррозии металлов в нейтральных средах, когда деполяризатором является кислород. Дело в том, что растворимость кислорода, как и любого газа, снижается с повышением температуры. При температуре близкой к 1000С, кислород практически нерастворим в воде. Таким образом, уменьшающееся количество кислорода приводит к снижению скорости коррозии в нейтральной среде с ростом температуры. Обычно это наблюдается выше температуры 70 – 800С. Если металл эксплуатируется в закрытой системе (трубопровод, резервуар), то снижение коррозии не наблюдается, так как кислород не может свободно удаляться.
Давление оказывает влияние на скорость коррозии. Наблюдается это для процессов с кислородной деполяризацией и связано с увеличением растворимости кислорода при повышении давления.
Скорость перемешивания коррозионной среды приводит к возрастанию скорости коррозии, так как снимаются диффузионные ограничения. Кислород беспрепятственно поступает к корродирующей поверхности металла. Беспрепятственно осуществляется и отвод продуктов коррозии.
Если металл склонен к пассивации, то при содержании в среде окислителя, возрастание скорости перемешивания вначале усиливает коррозию до максимума, а далее она уменьшается. Однако при очень больших скоростях протока коррозия может вновь усилиться из-за кавитационного разрушения поверхностного слоя металла.
Иногда скорость перемешивания не влияет на скорость коррозии. Такое явление наблюдается для железа в соляной кислоте, и стали 18-8 в серной кислоте.