Корозія

Корозією називають небажаний процес взаємодії металу із навколишнім середовищем (лат. "corrosio" означає роз'їдати, руйнувати). Середовище, в якому метал піддається корозії, називаються корозійним чи агресивним середовищем.

По механізму процесу розрізняють хімічну й електрохімічну корозію металу.

Хімічна корозія– це взаємодія металів з корозійним середовищем без виникнення в системі електрохімічного ланцюга. Окиснення металів і відновлення окисників (компоненти корозійного середовища) протікають в одному акті. Так протікає окиснення більшості металів у газах, що містять окисник (наприклад, окиснення в повітрі при підвищенні температури): 2Mg+O₂→ MgO ; 4Al+3O₂→ 2Al₂О₃.

Електрохімічна корозія – це взаємодія металу з корозійним середовищем, при якому виникає електрохімічний ланцюг. Іонізація атомів металу і відновлення окисного компонента середовища відбувається не в одному акті, і їхні швидкості залежать від електродного потенціалу металу.

По характеру корозійного руйнуваннярозрізняють:загальну(суцільну) корозію, при який корозії підлягає уся поверхня металу;місцевукорозію, при який кородують окремі ділянки металу;корозію виразками– корозійні руйнування у вигляді окремих середніх і великих плям (корозія латуні в морській воді);міжкристалітнукорозія, коли процес корозії поширюється по границі метал-сплав і інші види корозії.

За умовами протіканняпроцесу:газова– це корозія в газовому середовищі при високих температурах;атмосферна– корозія металу в природній чи промисловій атмосфері;рідинна– корозія в рідких середовищах, як у розчинах електролітів, так і в розчинах неелектролітів;підземна– корозія металу в ґрунті;структурна– корозія через структурну неоднорідність металу; корозіязовнішнім струмом- вплив зовнішнього джерела струму (анодне чи катодне заземлення); корозіяблукаючими струмами- проходження струму по непередбачених у проекті шляхах;контактнакорозія – сполучення електрохімічно різнорідних металів у електропровідному середовищі; корозіяпід напругою– одночасний вплив корозійного середовища і механічної напруги.

Електрохімічна корозія

Електрохімічна корозія є найбільш розповсюдженим типом корозії металів. По електрохімічному механізму кородують метали в контакті з розчинами електролітів (морська вода, розчини кислот, лугів, солей). У звичайних атмосферних умовах і в ґрунті метали кородують також по електрохімічному механізмові, тому що на їх поверхні є краплі вологи з розчиненими компонентами повітря і ґрунту.

Процес електрохімічної корозії може бути представлений у вигляді схеми: 1) анодний процес – іонізація атомів металу з утворенням іонів у розчині і нескомпенсованих електронів у металі; 2) процес переносу електронів у металі від зон анодної реакції до ділянок, на яких термодинамічно і кінетично можливий катодний процес; 3) процес підведення окисника-деполяризатора до катодних зон; 4) катодний процес – асиміляція надлишкових електронів деполяризатором, для якого у цих зонах забезпечені термодинамічні умови процесу відновлення.

При наявності у воді або в розчині газоподібного кисню основну роль деполяризатора виконує кисень: O₂ + 4H⁺ + 4e^- → 2H₂O. Електродний потенціал цього процесу залежить від рН (E = 1,228 – 0,059pH (В)) і при рН =7 складає 0,8 В. Отже, у воді з розчиненим киснем будуть кородувати всі метали, що стоять в ряді напруг лівіше срібла (Е⁰ = 0,800 В).

У воді завжди присутні катіони H⁺_, здатні до відновлення: 2H⁺ +2e^– → H₂. Електродний потенціал цього процесу також залежить від рН і при рН=7 складає  ‑0,41  В. Отже, у воді без кисню будуть кородувати всі метали, що стоять в ряді напруг лівіше кадмію. Однак, деякі метали (алюміній, титан) покриті з поверхні щільною оксидною плівкою, яка захищає їх від корозії. За певних умов ця плівка може порушуватись, що призводить до активного руйнування поверхні металу.

Корозійні процеси, у яких катодна деполяризація здійснюється розчиненим в електроліті киснем, називають процесами корозії металів з кисневою деполяризацією. Це найбільш розповсюджений тип корозії металів у воді, у нейтральних і навіть у слабокислих сольових розчинах, у морській воді, у землі, в атмосфері повітря.