Лекция 6. Коррозия металлов в различных средах

План

1. Контактная коррозия.

2. Атмосферная коррозия.

3. Грунтовая коррозия.

   0. Защита металлов от грунтовой коррозии.

4. Коррозия под действием блуждающих токов.

5. Морская коррозия металлов.

1. Контактная коррозия.

Контактная биметаллическая коррозия является разновидностью электрохимической коррозии, вызванной контактом металлов, имеющих разные электродные потенциалы в электролите. При этом коррозия метала с более отрицательным потенциалом обычно усиливается, а разрушение металла с более положительным потенциалом замедляется или полностью прекращается.

Для работы коррозионного элемента необходимо, чтобы область контакта между материалами была покрыта раствором электролита. Контактная коррозия происходит в морской воде, имеющей большую электропроводность, чем пресная; или при загрязнении поверхности металла дорожной солью. Если в контактной коррозии принимает участие один металл, то он разрушается под действием концентрационного элемента дифференцированной аэрации. Это происходит при частичном погружении металлической конструкции в почву или морскую воду. В этом случае анодная и катодная зоны образуются за счёт неравномерного воздействия на металл кислорода воздуха. Те участки, которые не соприкасаются с кислородом, становятся анодами, а соприкасающиеся - катодами.

О₂ продукты коррозии О₂

Катод + + Катод

С тальная конструкция

/–/ Анод /–/

П очва, морская вода

Рисунок 6.1. Влияние дифференциальной аэрации конструкции на коррозию

Проявление такого вида коррозии – язвенное разрушение железа, происходящее под лакокрасочными покрытиями или под грязью.

Однако коррозия может протекать и в атмосферных условиях – в местах контакта разнородных материалов. Этот вид коррозии возникает также, когда металл имеет на поверхности пористое металлическое покрытие, отличающееся по своему потенциалу от основного металла.

При конструировании учитывают возможность контактов различных металлов, и если скорость коррозии превышает 150 г/м², то контакты не допустимы.

2. Атмосферная коррозия

Атмосферная коррозия протекает во влажном воздухе, по механизму действия гальванического элемента. Дифференциацию поверхности металла на катодные и анодные участки вызывают:

• Неоднородность поверхности металла, разная механическая обработка, наличие примесей в сплаве, присутствие оксидных плёнок на поверхности.

• Неравномерность распределения деполяризатора (например, кислорода) по поверхности металла.

• Неравномерность температур, отсутствие перемешивание электролита.

Другими словами участки, где доступ кислорода наибольший, пассивируются (на поверхности металла образуется оксидная плёнка). Потенциал пассивированного металла будет более положительным, чем потенциал тех участков, где доступ кислорода меньше. Следовательно, этот участок будет служить катодом:

А (–) Fe / H₂O, O₂ / Fe, Fe₂O₃, O₂ (+) К

На аноде: Fe – 2e^- = Fe²⁺;

На катоде: O₂ + 2H₂O + 4e^- = 4 OH^-.

Кислород О₂ – деполяризатор. Суммарный процесс:

2 Fe + O₂ + 2 H₂O = 2Fe(OH)₂; 4 Fe(OH)₂ + O₂ + 2 H₂O = 4 Fe(OH)₃.

В зависимости от влажности атмосферы различают несколько видов атмосферной коррозии: мокрую, влажную, сухую.

Мокрая атмосферная коррозия при относительной влажности до 100% наблюдается при наличии адсорбционной капиллярной или химической плёнки влаги на поверхности металла. Образование плёнки способствует конденсации влаги и образованию вторичных продуктов коррозии (гидроксидов).

Влажная коррозия возникает при влажности в атмосфере ниже 100% . При влажности воздуха менее 60% наблюдается сухая атмосферная коррозия, то есть коррозия под действием преимущественно кислорода воздуха.