3. Контролирующий процесс коррозииметаллов

Установившаяся скорость процесса, соответствующая силе коррозион- ного тока, определяется торможением протекания тока на отдельных стади- ях. На преодоление этого торможения расходуется начальная разность по- тенциалов электродных процессов:

^(Eк⁾обр^(Еа⁾обр

I ,

R_элP_aP_к

(3.5)

где Р_а, Р_к– поляризуемости анодного и катодного процессов, R_эл– электро- сопротивление раствора.

Поляризуемости анодного и катодного процессов имеют размерность омического сопротивления, поэтому их можно рассматривать как сопротив- ление протеканию анодного и катодного процессов соответственно, или анодную и катодную поляризации.

(E_к)_обр–(E_а)_обр=I(R_эл+R_а+R_к)=ΔЕ_эл+ΔЕ_а+ΔЕ_к, (3.6)

гдеΔЕ_а,ΔЕ_к–аноднаяикатоднаяполяризации;ΔЕ_эл–падениенапряженияв электролите.

Контролирующим процессом при протекании коррозии называется про- цесс, кинетика которого определяет скорость коррозии, т. е. стадия процесса коррозии, которая имеет наибольшее сопротивление по сравнению с осталь- ными, и поэтому оказывает основное влияние на скорость коррозии металла. Для определения контролирующей стадии необходимо сравнить величиныΔЕ_к,ΔЕ_аиΔЕ_эл.

В зависимости от характера коррозии различаются несколько видов контроля электрохимической коррозии металлов (рис. 3.3):

• Анодный контроль (рис. 3.3,а). Процесс протекает при значительной анодной поляризации и малой величине катодной поляризации, т.е.ΔЕ_а>>ΔЕ_к.

• Катодный контроль (рис. 3.3,б). Процесс протекает при значительной катодной поляризации и малой величине анодной поляризации, т.е.ΔЕ_к>>ΔЕ_а.

• Омический контроль (рис. 3.3,в). Процесс не тормозится ни анодной, ни катодной стадиями. Величина коррозионного тока определяется омиче- ским сопротивлениемцепи.

• Смешанный анодно-катодный контроль (рис. 3.3,г). Процесс проте- каетпризначительнойкатоднойианоднойполяризациях,т.е.ΔЕ_кΔЕ_а.

Рис. 3.3 Основные виды поляризационных коррозионных диаграмм

Имеются и другие виды контроля электрохимической коррозии: сме- шанный катодно-омический контроль, катодно-анодно-омический контроль.

4. Показатели электрохимической коррозииметаллов

Для количественного выражения средней скорости электрохимической коррозии металлов чаще всего используют глубинный, массовый и объем- ный показатели коррозии.

Основной показатель скорости коррозионного разрушения – толщина прокорродировавшего слоя металла, мм/год:

qq

К 8,76 ^{1 2,}

^v S

(3.7)

гдеq₁– масса металла до коррозии, г;q₂– масса металла после коррозии, г;

• плотность металла, г/см³;S– поверхность металла, м²;– время коррозии, ч.

При равномерной коррозии ее скорость определяют по массе прокорро- дировавшего металла; г/м²ч:

_{K q1}q_2.

^m S

(3.8)

Между глубиннымK_vи массовымК_mпоказателями коррозии существу- ет следующая связь:K_v= 8,76К_m/.

При коррозии металла в кислотах скорость коррозии металла может быть определена по количеству выделившегося водорода; см³/см²ч:

V273(PP )

^Коб

_ H₂O_,

S(273t)760

(3.9)

гдеP– внешнее атмосферное давление при проведении испытаний, ммрт.

ст.;

^PHO

• давление насыщенного водяного пара при температуреизмерения,

2

мм рт. ст.;t– температура измерения, °С;V– объем выделившегося водоро- да, см³;- время коррозии, ч.

Скорость электрохимической коррозии можно выразить также через плотность коррозионного тока или токовый показатель коррозии, так как по закону Фарадея масса прокорродировавшего металла пропорциональна ве- личине коррозионного тока:

Δm =kI,

гдеΔm – потеря массы металла;k– электрохимический эквивалент;I– сила коррозионного тока;- время коррозии. Тогда токовый показатель кор- розии равен:

i=I/S_a,

где S_a– площадь корродирующего металла. При равномерной коррозии металлов S_a= S_ме, т.е. общей поверхности корродирующего металла. В этом случае расчет скорости электрохимической коррозии сводится к определе- нию величины коррозионного тока.