11.2.3. Причины электрохимической гетерогенности поверхности металлов.

В силу неоднородности реальных металлических материалов или состава контактирующих с ними электролитов, на металлах возникают участки, характеризующиеся различной величиной электродного потенциала. Участки, характеризующиеся более отрицательным значением потенциала, будут являться анодами, а более положительным - катодами возникающего при этом гальванического элемента.

Основными причинами, вызывающими электрохимическую гетерогенность (неоднородность) поверхности металла могут быть:

1. Сочетание в конструкции разных металлов с различными величинами электродных потенциалов. Металл с меньшей величиной потенциала выполняет функции анода, возникающего при этом макрогальванического элемента.

2. Наличие в металле неметаллических примесей и включений, выполняющих функцию катодов возникающего при этом микрогальванического элемента.

3. Различие химического состава электролита у отдельных участков поверхности металлической конструкции. При этом возникает и функционирует концентрационный гальванический элемент.

4. Различный доступ окислителя к поверхности металла. Участки, к которым доступ окислителя, например, кислорода затруднен являются анодами возникающего при этом гальванического элемента. Такой элемент носит название элемента дифференциальной аэрации.

5. Резкие перепады температуры в пределах металлической конструкции. Более нагретые участки обычно являются анодами возникающего в этом случае термогальванического элемента.

6. Наличие на поверхности металла участков с нарушенной окисной пленкой, обнаженный участок при этом является анодом.

7. Наличие на поверхности металлов местных деформированных участков, окалины, биоотложений, слоев сульфидов и др.

8. Неравномерное наложение внешнего электрического поля (электрокоррозия, коррозия под действием блуждающих токов)

11.2.4. Электродные процессы при коррозии металлов.

При коррозионном разрушении металла по электрохимическому механизму в коррозионном гальваническом элементе имеет место протекание двух пространственно разделенных, но взаимосвязанных процессов, схема которых представлена на рис. 11.4.

Анодный процесс окисления металла, который собственно и вызывает его разрушение, обусловлен переходом металла в раствор при его ионизации:

анодный процесс при коррозии металлов -

Избыток электронов с анода перетекает на катод, где связывается соответствующими окислителями, в качестве которых чаще всего выступают ионы водорода или растворенный в электролите кислород.

Если электроны, образующиеся на аноде, связываются на катоде ионами водорода, то говорят о протекании коррозионного процесса с водородной деполяризацией.Такие процессы обычно имеют место при коррозии в кислых средах:

катодный процесс ( водородная деполяризация) -

2Н⁺ + 2е^-  Н₂⁰

Если электроны, образующиеся на аноде, связываются на катоде растворенными в электролите молекулами кислорода, то говорят о протекании коррозионного процесса с кислородной деполяризацией.

Катодный процесс (кислородная деполяризация) в зависимости от реакции среды может быть представлен следующими схемами:

а) в нейтральных или щелочных средах -

2Н₂О + О₂ + 4е^-  4ОН^-

б) в кислых средах -

О₂⁰ + 4Н⁺  2Н₂О

Рис. 2. Схема электродных процессов,

протекающих при электрохимической коррозии.

Для эффективной работы коррозионного гальванического элемента, как минимум, необходимо удаление ионов металла из анодного приэлектродного пространства и связывание на катоде образующихся при анодном растворении металла электронов.

Любой фактор, вызывающий затруднение протекания катодного или анодного процесса, приводит к поляризации электродов гальванического элемента. При этом потенциал анода становится менее отрицательным, потенциал катода менее положительным, т.е. потенциалы анодных и катодных участков выравниваются, а Э.Д.С. гальванического элемента уменьшается.