Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Волгодонский инженерно-технический институт НИЯУ МИФИ

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

химия_Методичка коррозия.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

710.6 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 1919

15. Металлические покрытия

В зависимости от электрохимических свойств металлических покрытий относительно защищаемого металла различают анодные, катодные покрытия и катодные покрытия, вызывающие анодную пассивность.

Анодными называются защитные металлические покрытия, которые в данной коррозионной среде обнаруживают потенциал более электроотрицательный, чем потенциал основного металла. Примерами анодных покрытий являются цинковые, алюминиевые и кадмиевые покрытия на стали, работающей в морской воде. Они служат и механической и электрохимической защитой.

Повреждение анодного покрытия или наличие в нем пор не вызывают коррозии основного металла (стали), а способствуют разрушению самого покрытия (например, цинка). Растворение цинка вызывает катодную поляризацию стали, препятствуя ее коррозии.

Рис.15.1. Схема защиты стальной поверхности с помощью анодного цинкового покрытия

Схема защиты стальной поверхности с помощью цинкового покрытия показана на рис.15.1. Механизм защиты в данном случае идентичен механизму протекторной защиты. Образующиеся продукты коррозии заполняют места повреждений или поры, тем самым дополнительно замедляя коррозию.

Катодными называются защитные металлические покрытия, которые в данной коррозионной среде обнаруживают более электроположительный потенциал по сравнению с потенциалом основного металла. Примерами такого типа покрытий на стали являются медные, никелевые и хромовые покрытия, которые используются в распространенных коррозионных средах. Они выполняют свою роль лишь тогда, когда не имеют дефектов. Если в покрытии есть неплотности, поры, трещины, царапины, то в присутствии электролита в обнаженных местах происходит усиленное анодное растворение основного металла. Объясняется это тем, что процесс катодной деполяризации (например, восстановление кислорода) свободно протекает на всей поверхности покрытия, а площадь обнажений невелика.

Рис.15.2. Схема коррозии металла – основы при нарушении сплош-

ности в катодном покрытии

Схема коррозии металла основы, вызванной дефектом сплошности нанесенного покрытия, представлена на рис.15.2. Коррозия металла имеет при этом, как правило, язвенный характер. Таким образом, тонкие, пористые катодные покрытия не выполняют своего назначения и обычно приводят к значительно более интенсивной коррозии металла с защитным покрытием по сравнению с незащищенным металлом. Поэтому к катодным покрытиям предъявляются высокие требования, особенно с точки зрения их толщины и пористости.

При определенных условиях происходит изменение полярности системы: защищаемый металл — металл защитного покрытия. В некоторых водопроводных водах цинковое покрытие на стали, являющееся анодным при комнатной температуре, с ростом температуры выше 60 °С меняет свою полярность по отношению к стали и становится катодным покрытием, что является причиной язвенной коррозии оцинкованных труб.

Оловянное покрытие во влажной атмосфере проявляет по отношению к стальной основе катодный характер. В лишенной кислорода атмосфере, например на внутренних поверхностях консервных банок, олово является анодным покрытием, обеспечивая электрохимическую защиту стали. Известны и другие случаи изменения полярности металлических покрытий по отношению к основному металлу. Поэтому правильный выбор металлического покрытия требует знания условий, в которых оно будет использоваться.

Задание № 104-105

Привести схему защитного действия и охарактеризовать:

104. Анодные металлические покрытия.

105. Катодные металлические покрытия.

Рекомендуемый библиографический список

1. Жук П.П. Курс теории коррозии и защиты металлов: Учеб. для вузов. – М.: Металлургия, 1981.

2. Шлугер М.А., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защи-

та металлов. –М.: Металлургия, 1981.

3. Задачи по физической химии: учеб. пособие – В.В.Еремин, С.И.Каргов, И.А.Успенская, Н.Е.Кузьменко, В.В.Лунин. М. :Изд. «Экзамен», 2003.

4. Скалли Дж. Основы учения о коррозии и защите металлов. М.: МИР, 1978.

5. Скорчеллети В.В. Теоретические основы коррозии метал-лов. –Л.: Химия, 1973.

6. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику/ Пер. с англ.;Под ред. А.М.Сухоти-

на. – Л.:Химия, 1989.

7. Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Способы защиты оборудования от коррозии: Справ. изд./Под ред. Б.В.Строкана, А.М.Сухотина. – Л.:Химия, 1980.

8. Техника борьбы с коррозией/ Р.Юхневич, В.Богданович, Е.Валашковский, А.Видуховский; Пер.с польск.;Под ред. Сухотина А.М. – Л.: Химия, 1980.

9. Практические работы по физической химии: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб./ Под ред. К.П.Мищенко, А.А.Равделя и А.М.Пономарёвой.– Л.: Химия, 1982.

Приложения

Приложение 1.

Таблица вариантов контрольных заданий

№№ варианта	№№ контрольных заданий
01	1	11	26	36	46	56	71	81	91	99
02	2	12	27	31	41	51	66	86	92	95
03	3	13	28	32	42	52	67	87	93	96
04	4	14	29	33	43	53	68	88	94	97
05	5	15	30	34	44	54	69	89	95	98
06	6	16	35	37	45	55	70	90	96	99
07	7	17	38	41	47	57	61	81	91	100
08	8	18	40	42	48	58	62	82	92	101
09	9	19	41	43	49	59	63	83	93	102
10	10	21	26	44	50	60	64	84	94	97
11	11	22	27	45	56	61	65	85	90	98
12	12	22	28	46	57	62	72	86	91	99
13	13	23	29	47	58	63	73	87	92	100
14	14	24	30	48	59	64	74	88	93	103
15	15	25	31	49	60	65	75	89	94	96
16	16	26	32	46	50	66	76	85	90	97
17	17	27	33	41	49	67	77	81	89	98
18	18	28	34	42	48	68	78	82	88	99
19	19	29	35	43	47	69	79	83	87	100
20	20	30	36	44	46	70	80	84	86	104
21	1	21	31	37	45	50	60	66	76	92
22	2	22	32	38	46	51	61	67	77	93
23	3	23	33	39	47	52	62	68	78	94
24	4	24	34	40	48	53	63	69	79	95
25	5	25	35	41	49	54	64	70	80	96
26	6	26	36	42	50	55	65	80	92	97
27	7	27	37	43	46	56	66	79	83	98
28	8	28	35	44	54	61	67	78	84	99
29	9	29	36	45	56	62	68	77	85	100
30	10	30	41	46	57	63	70	76	86	105

Приложение 2.

Плотность металлов и их оксидов.

Металл	Атомная масса металла, а.е.м.	Плотность металла, г/см³	Формула оксида	Плотность оксида, г/см³
1	2	3	4	5
Ag	107,87	10,5	А g₂О	7,25
Ag	107,87	10,5	AgO	7,44
Al	26,98	2,70	Al₂O₃	3,96
Au	196,97	19,30	Au₂O₃	4,81
B	10,81	2,34	B₂O₃	1,84
Ba	137,33	3,76	BaO	5,72
Ba	137,33	3,76	BaO₂	4,96
Be	9,01	1,85	BeO	3,01
Bi	208,98	9,80	Bi₂O₃	8,90
Bi	208,98	9,80	Bi₂O₅	5,10
Ca	40,08	1,54	CaO	3,40
Ca	40,08	1,54	CaO₂	3,24
Cd	112,41	8,65	CdO	8,15
Ce	140,12	6,77	CeO₂	7,30
Co	58,93	8,84	CoO	6,23
Co	58,93	8,84	Co₂O₃	6,07
Cr	52,00	7,19	Cr₂O₃	5,21
Cr	52,00	7,19	CrO₃	2,80
Cu	63,55	8,96	Cu₂O	5,95
Cu	63,55	8,96	CuO	6,45
Fe	55,85	7,87	FeO	5,70
			Fe₂O₃	5,25
			Fe₃O₄	5,20
Ga	69,72	5,90	Ga₂O	4,77
Ga	69,72	5,90	Ga₂O₃	5,88
1	2	3	4	5
Ge	72,59	5,32	GeO	4,82
Ge	72,59	5,32	GeO₂	4,70
Hg	200,59	13,60	HgO	11,08
Hf	178,49	13,31	HfO₂	9,68
In	114,82	7,31	In₂O	6,99
In	114,82	7,31	In₂O₃	7,18
Ir	192,22	22,40	IrO₂	3,15
K	39,1	0,862	K₂O	2,32
			K₂O₂	2,18
			KO₂	2,14
La	138,91	6,16	La₂O₃	6,51
Li	6,94	0,534	Li₂O	2,01
Mg	24,31	1,74	MgO	3,58
Mn	54,94	7,44	MnO	5,18
			Mn₂O₃	4,55
			MnO₂	5,03
			Mn₃O₄	4,72
Mo	95,94	10,22	MoO₂	6,47
Mo	95,94	10,22	MoO₃	4,69
Na	22,99	0,968	Na₂O	2,27
Na	22,99	0,968	Na₂O₂	2,60
Nb	92,91	8,57	NbO	7,26
Nb	92,91	8,57	Nb₂O₅	4,95
Ni	58,70	8,91	NiO	7,45
Os	190,20	22,50	OsO₄	4,91
Pb	207,20	11,34	PbO	9,51
			PbO₂	9,33
			Pb₃O₄	8,79
Pd	106,40	12,02	PdO	8,31
Pt	195,09	21,45	PtO₂	10,20
Pu	244,06	19,82	PuO	13,89
Pu	244,06	19,82	PuO₂	11,44
Re	186,21	21,04	ReO₃	6,90

			Re₂O₇	8,20
Ru	101,07	12,40	RuO₄	3,29
Sb	121,75	6,68	Sb₂O₃	5,19
Sb	121,75	6,68	Sb₂O₅	7,86
Sc	44,96	3,02	Sc₂O₃	3,80
Si	28,09	2,33	SiO₂	2,65
Sn	118,69	7,29	SnO	6,45
Sn	118,69	7,29	SnO₂	7,01
Ta	180,95	16,60	Ta₂O₅	8,53
Tc	98,91	11,49	Tc₂O₇	4,23
Te	127,60	6,25	TeO₂	6,02
Te	127,60	6,25	TeO₃	6,21
Th	232,04	11,70	ThO₂	9,70
Ti	47,90	4,51	Ti₂O₃	4,60
Ti	47,90	4,51	TiO₂	4,25
Tl	204,37	11,85	Tl₂O	9,52
Tl	204,37	11,85	Tl₂O₃	10,00
U	238,03	19,04	UO₂	10,95
U	238,03	19,04	UO₃	8,34
V	50,94	5,96	VO	5,76
			V₂O₃	4,87
			VO₂	4,34
			V₂O₅	3,36
W	183,85	19,32	WO₂	12,11
W	183,85	19,32	WO₃	7,19
Y	88,91	4,48	Y₂O₃	4,84
Zn	65,38	7,13	ZnO	5,56
Zr	91,22	6,45	ZrO₂	5,68

Приложение 3.

Стандартные свободные энергии Гиббса образования кристаллических оксидов ΔG°(Me_nO_m), кДж/моль.

Оксид	ΔG°(Me_nO_m)	Оксид	ΔG°(Me_nO_m)
Ag₂O	- 10,88	NiO	- 211,62
Al₂O₃	- 1581,87	OsO₄	- 296,15
Au₂O₃	+163,80	PbO	- 189,11
ВаО	- 530,46	РbО₂	- 218,30
Bi₂O₃	- 499,00	Рb₃О₄	- 619,92
ВеО	- 583,80	PtO₂	- 4,48
СаО	- 606,48	PuO₂	- 995,00
CdO	- 299,30	Re₂O₇	- 1197,44
Ce₂O₃	- 1716,19	RhO	- 7,14
CeO₂	- 1032,89	RuO₂	- 254,52
CoO	- 214,20	Sb₂O₅	- 842,10
Cr₂O₃	- 1042,62	Sb₄O₆	- 1251,60
CuO	- 127,95	SiO₂	- 806,40
FeO	- 248,03	SnO	- 258,30
Fe₃O₄	- 1014,22	SnO₂	- 521,64
Fe₂O₃	- 740,30	Ta₂O₅	- 1929,90
Ga₂O₃	- 981,12	TeO₂	- 271,32
GeO₂	- 483,48	TiO	- 490,97
HgO	- 58,76	TiO₂	- 688,60
HfO₂	- 1322,60	UO₂	- 1035,57
IrO₂	- 85,90	V₂O₃	- 1180,20
MgO	- 569,69	VO₂	- 665,00
MnO	- 364,52	V₂O₅	- 1421,00
MnO₂	- 467,11	WO₂	- 506,10
Mn₂O₇	- 556,00	WO₃	- 766,37
MoO₂	- 507,21	W₃O₈	- 1954,00
MoO₃	- 680,19	ZnO	- 319,41
Nb₂O₅	- 814,85	ZrO₂	- 1042,80

Приложение 4.

Температурная зависимость хемодвижущей силы ΔG_Т реакций окисления твердой поверхности металлов с образованием твердой фазы оксида при газовой коррозии в воздушной среде.

Реакция	ΔGТ = ΔH – ΔST, Дж			Температурный интервал, ^оК
Реакция	ΔH, Дж	ΔS, Дж		Температурный интервал, ^оК
2Ag + 1/2O₂ = Ag₂O	- 30660	- 66,36	298 - 1233
2Al + 3/2O₂ = Al₂O₃	- 1616580	- 116,48	298 - 930
Ba + 1/2O₂= BaO	- 560280	- 100,07	298 - 1000
2Au + 3/2O₂ = Au₂O₃	+ 81060	- 277,65	298 - 1336
Be + 1/2O₂ = BeO	- 620170	- 122,05	298 - 1557
Ca + 1/2O₂= CaO	- 637980	- 105,70	298 - 1124
2Ce + 3/2O² = Ce₂O₃	- 1826580	- 370,44	298 - 1077
Ce + O₂ = CeO₂	- 1092840	- 201,18	298 - 1077
Со + 1/О₂ =СоО₂	- 240240	-83,78	298 - 1765
2Cr + 3/2O₂= Cr₂O₃	- 1124550	- 274,93	298 - 2160
2Cu + 1/2O₂ = Cu₂O	- 173200	- 75,89	298 - 1357
Cu + 1/2O₂= CuO	- 155820	- 93,53	298 - 956
Fe + 1/2O₂ = FeO	- 270061	- 73,92	298 - 1642
2Fe + 3/2O₂ = Fe₂O₃	- 824460	- 282,42	298 - 1460
3Fe + 2O₂= Fe₃O₄	- 1121000	- 358,32	298 - 1809
Ge + O₂ = GeO₂	- 541800	- 195,72	298 - 1233
Mg + 1/2O₂ = MgO	- 604080	- 115,39	298 - 923
Mn + 1/2O₂ = MnO	- 386190	- 72,72	298 - 1500
Mn + O₂ = MnO₂	- 522060	- 184,38	298 - 1500
2Mn + 7/2O₂ = Mn₂O₇	- 731220	- 588,00	298 - 955
Mo + O₂ = MoO₂	- 561120	- 186,61	298 - 1200
Mo + 3/2O₂= MoO₃	- 748440	- 229,03	298 - 1200

Приложение 5.

Стандартные электродные потенциалы металлов (Е°) в водных

растворах

Электродная реакция	E°, В	Электродная реакция	E°, В
Li⁺+е=Li	-3,024	In³⁺+3е=In	-0,342
Сs⁺+е=Сs	-3,020	Тl⁺+е =Тl	-0,336
К⁺+е=К	-2,925	Со²⁺+2е=Со	-0,277
Rb⁺+е=Rb	-2,990	Ni²⁺+2е=Ni	-0,250
Ва²⁺+2е=Ва	-2,900	Мо⁴⁺+4е=Мо	-0,200
Sr²⁺+2e=Sr	-2,890	Sn²⁺+2е=Sn	-0,136
Ca²⁺+2e=Ca	-2,870	Рb²⁺+2е=Рb	-0,126
Na⁺+e=Nа	-2,714	Fе³⁺+3е=Fе	-0,040
Lа³⁺+Зе=Lа	-2,522	Gе²⁺+2е=Ge	0,000
Се³⁺+Зе=Се	-2,480	2Н⁺+2e=Н₂	0,000
Nd³⁺+3е=Nd	-2,431	Вi³⁺+3е=Вi	0,215
Gd³⁺+Зе=Gd	-2,397	Sd³⁺+3e=sD	0,240
Y³⁺+Зе=Y	-2,370	Аs³⁺+3е=Аs	0,300
Мg²⁺+2е=Мg	-2,340	Re³⁺+3е=Re	0,300
Sс³⁺+3е=Sc	-2,080	Сu²⁺+2е=Сu	0,337
Тh⁴⁺+4е=Тh	-1,900	Ru²⁺+2e=Ru	0,450
U³⁺+3e=U	-1,800	Сu⁺+е=Сu	0,521
Ti²⁺+2e=Ti	-1,750	Ро³⁺+3е=Рo	0.560
Аl³⁺+Зе=Аl	-1,662	Po²⁺+2e=Po	0,650
Zr⁴⁺+4е=Zr	-1,530	Оs²⁺+2е=Оs	0,700
V²⁺+2е=V	-1,180	Т1³⁺+3е=Тl	0,710
Мn²⁺+2е=Мn	-1,180	Аg⁺+е=Аg	0,799
Nb³⁺+3e=Nb	-1,100	Rh³⁺+3е=Rh	0,800
Zn²⁺+2e=Zn	-0,763	Нg²⁺+2е=Нg	0,854
Сr³⁺+3е=Сr	-0,744	Рd²⁺+2е=Рd	0,987
Ga³⁺+3еGa	-0,520	Ir³⁺+3е=Ir	1,000
Fе²⁺+2е=Fе	-0,441	Pt²⁺+2e=Pt	1,200
Сd²⁺+2е=Сd	-0,402	Аu³⁺+3е=Аu	1,500

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………..…………………….. …………...3

1. Цель и задачи учения о коррозии и защите металлов……… ..5

2. Роль термодинамики и кинетики в теории коррозии

и защиты металлов………………………………………………6

3. Характеристика коррозионных процессов………………….....8

3.1. Типы коррозионных процессов ……………………..8

3.2. Виды коррозионных процессов.……………………..9

4. Основы теории химической коррозии металлов……………...12

4.1. Газовая коррозия, жаростойкость и

жаропрочность металлов.............................................12

4.2. Термодинамика газовой коррозии металлов...……..16

4.3. Законы роста пленок на металлах…………………...21

4.4. Влияние температуры и состава газовой

среды на скорость коррозии металлов ......…………30

4.5. Коррозия металлов в неэлектролитах………………32

4.6. Газовая коррозия чугуна и стали……………………33

4.7. Влияние внешних факторов на окисление

железа и стали………………………………………..34

4.8. Газовая коррозия цветных и редких металлов….....41

5. Методы защиты металлов и сплавов от газовой

коррозии……………………………………………….………..45

5.1. Теории жаростойкого легирования………...………46

5.2. Жаростойкое легирование………………………....50

5.3. Защитные покрытия……………………………...….51

5.4. Защитные атмосферы…………………………….....53

5.5. Методы уменьшения окисления металлов…..…….56

6. Теории и механизм электрохимической коррозии………......58

6.1. Схема и характерные особенности

электрохимической коррозии……………………....60

6.2. Вторичные реакции при коррозии………..…..……63

7. Поляризация и деполяризация………...……………………....63

7.1. Потенциал электрода……………………………….63

7.2. Поляризация и ее виды………….………………….64

7.3. Деполяризация……..………………………..………66

7.3.1. Коррозия металлов с кислородной

деполяризацией и её термодинамическая

возможность…………………………………..……..68

7.3.2. Схема катодного процесса кислородной

деполяризации………………………………..……69

7.3.3. Перенапряжение восстановления кислоро-

да…………………………………………..………..…70

7.3.4. Коррозия металлов с водородной деполяри-

зацией и её термодинамическая возмож-

ность…………………………………………..….…...71

7.3.5. Схема катодного процесса водородной

деполяризации………………………………..…....72

7.3.6. Перенапряжение выделения водорода………....74

7.4. Поляризационные кривые коррозионные

диаграммы……..…………………………………...74

8. Термодинамическая устойчивость металлов……………....77

9. Количесвенная и качественная оценки коррозии

и коррозионной стойкости…………………….…………….79

9.1.Способы выражения скорости коррозии……….....79

10. Влияние некоторых факторов на контактную

коррозию………………………………………………….....85

10.1. Способы предотвращения контактной

коррозии…………………………………………...85

11. Гальванический элемент………………………….……...…86

12. Контакт металлов в растворах разной концентрации..…...90

13. Краткий обзор способов защиты металлов от

электрохимической коррозии…………………………..…...92

13.1. Неметаллические защитные покрытия………...…94

13.2. Органические покрытия………………………..….95

13.3. Тонкослойные покрытия……………….……….....96

13.4. Покрытия силикатными материалами …………...97

13.5. Протекторная и катодная защита………….…..….97

13.6. Анодная защита…...…………………………..…...99

13.7. Электродренажная защита……………………..…101

14. Ингибиторы коррозии………………………………….…...103

14.1. Классификация ингибиторов коррозии…...…104

14.2. Эффективность действия ингибиторов…….....…105

14.3. Влияние некоторых факторов на

эффективность действия ингибиторов…………...105

14.4. Взаимное влияние ингибиторов……….…….…...107

14.5. Неорганические ингибиторы……...……….…..…108

14.5.1. Катодные ингибиторы...………………….…....108

14.5.2. Анодные ингибиторы…..………………………110

14.6. Ингибиторы смешанного действия……………...111

14.7. Органические ингибиторы и механизм

их действия…………………………………….….114

14.8. Типы органических ингибиторов……………......117

14.9. Летучие ингибиторы…………………………...…117

15. Металлические покрытия……..…………….....…….….…119

Рекомендуемый библиографический список…..………...123

Приложения………………………………………………...124

Оглавление………………………………………………….131

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 1919

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
14.08.20191.3 Mб67Физика твердого тела_Литвин_КР(6сем).doc
#
01.07.202553.99 Кб0ФЛЕШ.docx
#
01.07.2025372.32 Кб0ФОС ПМ.04..docx
#
01.07.202594.77 Кб0ФОС Химия.docx
#
25.09.2019419.33 Кб9функции неск. переменных.doc
#
01.07.2025710.6 Кб0химия_Методичка коррозия.docx
#
01.07.2025117.55 Кб0Хопфилд.docx
#
21.09.201932.59 Кб20ценообразование.docx
#
01.07.20251.76 Mб0ЦЕПИ_ПОСТОЯННОГО ТОКА.doc
#
02.12.20181.27 Mб46ЧАСТЬ1.doc
#
02.12.20181.08 Mб31ЧАСТЬ2.doc