2.8. Коррозия металлов с кислородной деполяризацией.

Процессы коррозии металлов, у которых катодная реакция осуществляется с участием растворенного в электролите кислорода, называются коррозией с кислородной деполяризацией.

С кислородной деполяризацией корродируют металлы, находящиеся в атмосфере или соприкасающиеся с водой и растворами солей. Это могут быть обшивка судов в речной или морской воде, оборудование охладительных систем химических заводов, магистральные трубопроводы и т.д. Коррозия металлов с кислородной деполяризацией является самым распространенным коррозионным процессом.

в атмосфере).

очень положительны, поэтому этот процесс наблюдается во многих случаях.

включает следующие последовательные стадии: растворение кислорода воздуха в электролите; перенос растворенного кислорода в объеме электролита к поверхности металла; ионизация кислорода; массоперенос ионов ОН~ от металла в глубь электролита.

В большинстве случаев наиболее медленными стадиями катодного процесса являются в спокойных электролитах диффузия кислорода, а при перемешивании раствора — ионизация кислорода.

Однако процесс разряда кислорода осложняется концентрационной поляризацией. Она возникает вследствие затруднения транспортировки кислорода к катоду. Следствием этого, как было разобрано ранее (см. 4.4.1), является появление предельного диффузионного тока, не зависящего от потенциала.

2.9. Влияние внутренних факторов на скорость электрохимической коррозии.

К внутренним факторам электрохимической коррозии металлов относятся строение, структура, состав и другие характеристики, описывающие сам металл.

СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА

Большое влияние на скорость и характер процесса электрохимической коррозии оказывает состояние поверхности металла. Качественная обработка поверхности (тонкая шлифовка, полировка) повышают коррозионную стойкость металла, особенно в атмосферных условиях. На поверхности хорошо отполированного металла не  скапливается влага, различные загрязнения. При контакте с агрессивной средой образуется более равномерная и сплошная защитная пленка.

Грубая обработка металлической поверхности способствует  скоплению на ней влаги, образованию  оксидных и других пленок, неравномерно ее покрывающих. Кроме того, за счет наклепа увеличивается поверхностная энергия и истинная поверхность металла.

Наибольшей коррозионной активностью отличается только что обработанная поверхность металла, поэтому для ее защиты применяют пассивирование, нанесение смазок и другие методы.

2.10.Влияние внешних факторов. Влияние контакта с другими металлами.

Ко внешним факторам относятся: pH среды, влияние состава и концентрации нейтральных растворов, влияние кислорода, температуры, контакта с другими металлами, внешней поляризации электрокоррозии, механических напряжений.

pH среды. В большинстве случаев каждому металлу соответствует характерное значение pH электролита при котором скорость растворения электролита min.

Металл	Al	Pb	Sn	Zn	Fe
pH min скор. кор.	7	8	9	10	14

Влияние состава и концентрации нейтральных растворов. Основным фактором влияющим на скорость коррозии в данных условиях явл. растворимость продуктов коррозии.

Если при действии на металл образуется растворимые продукты коррозии, то скорость коррозии возрастает.

Образование нерастворимых продуктов коррозии на анодных и катодных участках приводят к снижению скорости коррозионного процесса.

Влияние кислорода. В случае если кислород играет роль деполяризатора, то при увеличении концентрации кислорода скорость коррозии будет расти.

A Me͢͢ → Meⁿ⁺ + n_e

O₂ + 2H₂O+4e→4OH^-

В тоже время рост концентрации кислорода в водной среде может способствовать пассивации и скорость коррозии будет падать.

Влияние температуры. Температура влияет на скорость электрической коррозии, т.к. изменяет скорость диффузии. С повышением температуры диффузия растет.

Влияние внешней поляризации электрокоррозии. Примером электрической коррозии может служить местное разрушение подземных стальных трубопроводов блуждающими постоянными токами.

Источником этих токов явл. железные электрические дороги, трамваи, гальванические установки.

Влияние механических напряжений. внутренние напряжения в металле могут быть вызваны особенностью технологии изготовления конструкции. Это ведет к перераспределению зарядов и возникновению анодных и катодных зон.

Ускорение коррозионного процесса (в анодных зонах) в напряженном металле связано с сообщением атомов дополнительной энергии, что уменьшает термодинамическую стабильность металла, ослабляет связь атомов в кристаллитной решетке, разрушаются защитные плёнки.

Равномерная коррозия в случае мех. напряжений может перейти в неравномерную и при одновременном действии среды и напряжений возникают опасные виды коррозионно-механических разрушений (локальная коррозия).

Контакт в обычных условиях.

Два металла, находящиеся в контакте друг с другом и имеющие разные електродные потенциалы, образуют в электролите гальванический элемент, работа которого влияет на скорость коррозии каждого из этих металлов: коррозия более отрицательного металла обычно в большинстве случаев усиливается, а коррозия более електроположительного металла ослабляется или иногда полностью прекращается.

Во всех случаях контактная коррозия металлов тем опасней, чем больше, чем больше отношение поверхностей металла катодного контакта S2 и основного ( анодного ) металла S1.

В системе ЕСЗКС разработан стандарт 9.005-86 регламентирующий допустимые и недопустимые контакты металлов, он построен на основании потенциалов в водной среде.

При примерной оценке возможен следующий контакт:

1. K, Na, Mg.

2. Zn, Al, Cd.

3. Fe, Fe-C, Pb, Sn.

4. Ni, Cr, Cr-Ni стали

5. Cu, Cu-Ni, Ag.

Контакт между металлами одной группы явл. допустимым, но коррозия может наблюдаться.

Металлы последующей группы усиливают коррозию предыдущих металлов:

A. Mg⁰ = -2.6 B

K. Al⁰ = -1.6 B

Эффективным способом борьбы с контактной коррозией явл. нарушение замкнутости электрической цепи разнородных металлов путем их изоляции друг от друга.

Контактная коррозия металлов очень часто имеет место в морской воде благодаря ее хорошей электропроводности, что обеспечивает распространение влияния неблагоприятных контактов основного металла с более электроположительными металлами на значительные расстояния.

Контакт в условиях возможного пассивирования.

В условиях возможного наступления пассивности ( в присутствии окислителя и при отсутствии депассиваторов) контакт с катодным металлом может облегчить наступление пассивного состояния основного металла и значительно снизить при этом скорость его коррозии. Контакт с анодым металлом в этих условиях затрудняет наступление пассивности основного металла, а если последний находится в пассивном состоянии, может его депассивировать, что приводит к увеличению его коррозии.