2.4.3. Факторы, влияющие на скорость электрохимической коррозии

Скорость электрохимической коррозии (r), равная количеству окислившегося металла в единицу времени, пропорциональна плотности коррозионного тока i_корр (см. рис. 2.6). Его величина прямо пропорциональна разности равновесных потенциалов электродов () и обратно пропорциональна поляризации анода (_а) и катода (_к). На рис. 2.11 приведены примеры коррозионных диаграмм, на которых для простоты поляризационные кривые изображены в виде прямых линий.

Увеличение ЭДС коррозионного гальванического элемента приводит к увеличению скорости коррозии. Чем меньше величина электродного потенциала металла, тем больше скорость коррозии при одинаковой реакции деполяризации (рис. 2.11, а). Скорость коррозии металла, имеющего потенциал _а, при кислородной деполяризации(i) больше, чем при водородной (i) (рис. 2.11, б).

Рис. 2.11. Коррозионные диаграммы: а– два металла с различным значением электродного потенциала;б – кислородная и водородная деполяризация;в– различные величины поляризации катода

Чем больше величина поляризации  (больше наклон поляризационной кривой), тем меньше коррозионный ток и, соответственно, скорость коррозии (рис. 2.11, в).

Если скорости анодного и катодного процессов сильно различаются по величине, то общая скорость коррозии определяется медленным процессом (лимитирующая или контролирующая стадия). Возможны коррозионные процессы, протекающие с катодным контролем: небольшая скорость реакции восстановления (кинетический контроль) или недостаточная скорость подвода деполяризатора к поверхности катода (диффузионный контроль). Так же для процессов, протекающих с анодным контролем: медленное окисление металла (кинетический контроль) или пассивация металла (диффузионный контроль).

Пассивность металла – резкое уменьшение скорости анодного окисления при наличии в коррозионной среде сильных окислителей – обусловлена образованием на его поверхности защитных пленок. В этом случае на анодной поляризационной кривой имеется потенциал пассивации (_пасс), выше которого коррозионный ток резко уменьшается (рис. 2.12).

Возникновение пассивного состояния зависит от природы металла, состава коррозионной среды, температуры и др. Пассивация наблюдается у Cr, Ni, Zr, Al и других металлов. Пассиваторами могут быть окислители: Н₂О₂, K₂CrO₄, KMnO₄. Для некоторых металлов пассиватором является растворенный в воде кислород.

Рис. 2.12. Анодная поляризационнаякривая при пассивации металла:_пасс– потенциал пассивации

Вещества, присутствующие в коррозионной среде, могут как уменьшать, так и увеличивать скорость коррозии, образуя или разрушая защитные пленки на поверхности металлов.

Вещества, снижающие скорость, называются ингибиторами коррозии. Например, железо легко корродирует в разбавленном растворе хлорида натрия. При добавлении в раствор сульфата цинка на катоде образуется малорастворимый дигидроксид цинка, а при добавлении фосфата натрия – на аноде нерастворимый фосфат железа. Это существенно снижает скорости катодного или анодного процессов соответственно (катодный и анодный ингибиторы). Такие методы защиты можно применять только в тех случаях, когда конструкция целиком или частично погружена в жидкую коррозионную среду.

Вещества, увеличивающие скорость, называются стимуляторами (активаторами) коррозии. Например, галогенид-ионы (Cl^-, Br^-, I^-), присутствующие в электролите, способствуют разрушению защитных оксидных пленок и тем самым стимулируют коррозию металлов.

Влиять на скорость коррозии можно, целенаправленно изменяя потенциалы катодов и анодов. Так, уменьшить скорость коррозии изделия можно путем создания новой электрохимической системы, в которой защищаемое изделие будет катодом (катодная защита) подключив к положительному полюсу внешнего источника тока изделие, а к отрицательному полюсу – вспомогательный инертный анод (защита внешним током). Это же достигается посредством контакта защищаемого изделия с массивными электродами из металла с более отрицательным электродным потенциалом (протекторная защита).