Потенціостатичній метод вивчення корозійноϊ поведінки металевих матеріалів.

8.1 Теоретична частина

Анодні поляризаційні криві, що являють собою залежність потенціалу металу від густини полярізуючого струму, можуть характеризувати корозійну поведінку металів і сплавів.

Густина полярізуючого струму досить точно відповідає величині корозії металу при даному потенціалі лише за умови відсутності у розчині (в області вивчаємих потенціалів) катодних деполяризаторів. Проте і при наявності деполяризатора (наприклад, кисню повітря) анодні поляризаційні криві досить добре характеризують корозійну поведінку металу в області потенціалів, достатньо віддалених від стаціарного потенціалу, тобто в умовах, коли анодний струм значно більше катодного (іа > ік).

Навіть у тому випадку, коли за значенням струму неможливо розрахувати величину корозії, за анодними поляризаційними кривими можна надійно визначити вплив деяких внутрішніх та зовнішніх факторів на корозійну поведінку металів і сплавів.

У дослідах з металами, що пасивуються, вірніше вимірювати анодні поляризаційні криві за допомогою електронного потенціостату, який дозволяє в широкому діапазоні, який вмішує діапазон часткової пасивності, та з достатньою точністю підтримувати заданий потенціал.

Потенціостатичні анодні поляризаційні криві сталі (рис.8.1) мають такі характерні області й точки: АВ – область розчинення сталі в активному стані; ВС – область пасивації сталі ( область часткової пасивності або активно- пасивності сталі ); ДЕ – область точкової корозії сталі; ЕН – область перепасивації сталі; FKL – область розряду гідроксильних іонів з виділенням кисню; V_ст – стаціонарний потенціал; V_н.п. ; ін.п. – потенціал (Фладе –потенціал) та густина струму повної пасивації сталі.; V_пр – потенціал пробивання посивної плівки ( потенціал початку точкової корозії); V_пором – потенціал початку перепасивації сталі; V₀₂ - потенціал початку реакції утворення кисню з гідроксильних іонів.

В залежності від хімічного складу та термічної обробки сталі, а також умов досліду одержані криві можуть мати різний вигляд. На сталі, не схильній в умовах досліду до точкової корозії та перепасивації, одержується крива ABCDEFKL (наприклад, на залізі,

29

корозії сталі

Залежність швидкості електрохімічної корозії від рН ускладнюються утворенням важкорозчинних захисних плівок або ж пасивуванням, особливо в концентрованих кислотах, тобто для швидкості електрохімічної корозії важлива не тільки величина рН, але й природа кислоти.

Швидкість електрохімічної корозії у розчинах солей також залежить від природи та концентрації розчиненої солі (рис.5.2). Як видно із рис.5.2 залежність швидкості корозії заліза й сталі від концентрації хлоридів та сульфатів нейтральних розчинів має вигляд кривих з максимумов.

Рисунок 5.2 – Вплив концентрації солей на корозію низьковуглецевої сталі

Деякі речовини, при введені їх у корозійне середовище в незначний кількості, помітно знижують швидкість електрохімічної корозії. Такі речовини називають інгібіторами або уповільнювачами. Інгібітори адсорбуються на поверхні металу, що кородує, і гальмують проходження анодного та катодного процесів або екранують метал від електроліту захисною плівкою. У випадку недостатньої концентрації інгібітори, наприклад

30

анодні можуть діяти як деполяризатори (рис.5.3). Інші речовини, що введені в корозійне середовище також у незначній кількості, збільшують швидкість корозії. Такі речовини називають стимуляторами або прискорювачами. Стимулятори можуть бути анодні і катодні.

Рисунок 5.3 – Вплив концентрації анодного інгібітору-кисню на швидкість корозії заліза у дистильованій воді

Вплив температури. При зміні температури корозійного середовища змінюються швидкість дифузії, перенапруга електродних процесів, ступінь анодної пасивності, розчинність деполяризатора вторинних продуктів корозії. Внаслідок цього швидкість електрохімічної корозії змінюється. Характер впливу температури обумовлюється температурною залежністю константи швидкості електрохімічної реакції при кінетичному контролі або коефіцієнта дифузії при дифузійному контролі.

Під час корозії в розчинах кислот (HCl, H₂SO₄) залежність швидкості може бути визначена за рівнянням:

де К_п – глибинний показник, мм/рік.

Це рівняння в координатах зображує рівняння прямої лінії:

47

Як критерій оцінки корозійної стійкості можна використовувати зміну зовнішнього вигляду реактиву в процесі досліду: зміна кольору, прозорості, наявність осаду.