Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции общ.хим..docx
Скачиваний:
331
Добавлен:
16.04.2015
Размер:
895.54 Кб
Скачать

Атмосферная коррозия

Атмосферная коррозия протекает в среде практически тех же газов, что и газовая коррозия (кроме водорода и монооксида углерода): Н2О, кислород, диоксиды серы, оксиды азота, галогены,хлороводород, сероводород и др. Во влажной воздушной атмосфере вода служит растворителем для газов, изменяется кислотность дождевой влаги, и идут процессы химического взаимодействия с разбавленными кислотами, а в почвенной влаге, где присутствуют ионы металлов, реакции с растворами солей. Иногда процессы протекают при невысоких температурах точно также, как при высоких:

Fe +2H2S + O2 = 2FeS + 2H2O

2Fe +3SO2 + 3O2 = Fe2(S04)3

При окислении металлов в присутствии воды образуются не только оксиды, гидроксиды, соли:

4Fe +6H2O + 3О2 = 4Fe(0H)3

2Cu +4HCl + О2 = 2CuCl2 +2H2O

Одновременно с химической может протекать электрохимическая коррозия, т.к. поверхность металлов имеет механические неоднородности и дефекты, а также в разной степени покрыты оксидными пленками.

Электрохимическая коррозия

Электрохимическая коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов в результате образования ГЭ в средах, проводящих ток. ГЭ –система. Состоящая из двух электродов, погруженных в раствор электролита и имеющих разные значения ЭП. Электрод, на котором идет процесс окисления называется АНОДОМ, а второй электрод, на котором происходи процесс восстановления – катодом. Е = Ек – Еа. Поскольку ЭДС работающего ГЭ положительна, то эта формула дает ответ на важный вопрос: какой из двух электродов является анодом, а какой - катодом. Анодом будет электрод с более отрицательным значением ЭП по сравнению с потенциалом катода (схема элемента Даниэля-Якоби).

При электрохимической коррозии электролитом могут быть любые водосодержащие системы: вода морей, рек, озер и т.д., почва, влажный воздух с растворенными в нем газами (см выше).

Коррозия при контакте двух металлов различной активности: Контакт двух металов: железо-медь (нейтральная и кислая среда).

В дальнейшем происходят следующие реакции:

Fe2+ + 2OH-  Fe(OH)2

Fe(OH)2 + 2Н2О + О2  4 Fe(OH)3

Коррозия при контакте металла с токопроводящей неметаллической примесью.

Металл в этой паре всегда является анодом, т.к. металл всегда более сильный восстановитель, чем неметалл: Емет  Енемет.

В сплавах на основе железа – это углерод (графит) и цементит Fe3C, образующийся из углерода. Сплавы, являющиеся твердыми растворами или механическими смесями, при наличии физической однородности, химически неоднородны, т.к. обладают в каждой микрообласти различной концентрацией компонентов, или соседние кристаллы (зерна) могут быть разного состава, и образовывать множество микрогальванических элементов. Например, на поверхности серого чугуна можно наблюдать включения графита, поэтому в присутствии влаги может иметь место язвенная коррозия. Чтобы устранить возможность образования микроэлементов в твердых растворах, необходимо концентрацию путем длительного отжига несколько ниже Тпл.

Коррозия при неодинаковой аэрации (доступе кислорода).

Та часть металла, к которой есть свободный доступ кислорода, имеет защитную оксидную пленку: Еокс  Емет, поэтому участок поверхности, не имеющий доступа к кислороду боле химически активен и является анодом по отношению к участку аэрированному. Усиленно ржавеют места соприкосновения склепанных деталей, особенно в местах склепки. Труба в грунте или в воде корродирует в большей степени в тех частях, которые погружены в грунт или в воду.

Разрушение металлов при неодинаковой механической обработке.

При сверлении, волочении, обточке, штамповке и других видах механической обработки часть энергии расходуется на увеличение поверхностной энергии обработанного участка (явление наклепа). При этом увеличивается химическая активность этих участков: Еобр  Енеобр. Следует помнить, что G = -zFE (чем больше энергия, тем меньше потенциал).

Электрохимическая коррозия, вызванная наличием внешней разности потенциалов (блуждающие токи).

Блуждающие токи возникают в результате случайного возникновения разности потенциалов за счет нарушения изоляции или утечки тока из близлежащих электрических линий в окружающую среду: почву, водоемы, влажные стены, металлические перила (около ж/д станций, где ходят электропоезда). Вблизи трамвайных и ж/д путей токи являются причиной разрушения (коррозии), подземных металлических коммуникаций, сооружений, трубопроводов, оболочек кабелей, и т.д. Причина в следующем. Если сопротивление почвы невелико, то при плохой изоляции часть тока от проводов может дать ответвление и через рельсы перетечь к трубе, проходящей в земле, которую можно считать проводником, парраллельно соединенным с рельсом. Потом эти токи опять возвращаются к рельсам в другом месте. Этому способствует высокая проводимость почвы и значительное сопротивление в местах стыков рельс. В сырую погоду 15-20% тока может уходить с рельс в почву. Те места, где токи входят в металлическую конструкцию (трубу) становятся катодом, места выхода – анодом. Анодные участки подвержены коррозии и разрушаются. Для того, чтобы предотвратить коррозию металлоконструкций в земле, вызванную блуждающими токами, применяют протекторную защиту (более химически активные металлы – пластины из алюминия, цинка зарывают под рельсами), особенно там, где много стыков трамвайных и ж/д путей.