51. Коррозия металлов. Химическая и электрохимическая коррозия.

Коррозия – самопроизвольно протекающий процесс поверхностного окисления металла в результате его химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

В результате коррозии металл из свободного состояния переходит в связанное. Потери от коррозии велики: десятки миллиардов долларов в индустриально-развитых странах.

Химическая коррозия (газовая и жидкостная).

Газовая – разрушение происходит в атмосфере сухого газа – окислителя (кислород, галогены).

На поверхности металла образуется твердая пленка оксида.

Скорость окисления зависит от прочности пленки (наличия или отсутствия трещин). Если пленка растягивается, трещины образуются легко. Если сжимается – гораздо труднее.

Это зависит от отношения мольных объемов окислителя и металла. М – молекулярная масса оксида, d – плотность, n – число атомов в молекуле оксида, А – атомная масса металла.

Если отношение <1 => пленка растягивается, если >1 => сжимается.

Некоторые металлы (железо, алюминий, хром, нержавеющая сталь) могут подвергаться пассивации (образование на поверхности под действием реагентов слоев, препятствующих коррозии).

Пример.

Активными газами, вызывающими газовую коррозию являются – хлор, фтор, кислород, сероводород.

Жидкостная коррозия – разрушение металла в жидкой непроводящей среде (нефть, бензин, керосин, смазочные масла). Скорость невелика.

Электрохимическая коррозия (гальванокоррозия и электрокоррозия).

Гальванокоррозия. При протекании процесса разрушающийся металл является отрицательным электродом.

Рассмотрим пример.

На границе «металл-жидкость» образуется слой ионов железа, удерживаемых отрицательно заряженным металлом у своей поверхности. Ионы железа удерживают на расстоянии ионы водорода, не давая им восстановиться за счет электронов железа. Отсюда, коррозионная стойкость химически чистого железа.

В случае технического железа (содержит примеси) происходит восстановление ионов водорода (пример примесей – углерод).

Электрокоррозия.

Идет процесс электролиза под действием тока от внешнего источника.

Рассмотрим пример.

Коррозия стального трубопровода в почве под действием электрических токов. Возникают 2 участка: 1. где рельс (источник тока) играет роль катода (-), а участок провода под ним – роль анода (+).

2. справа от стыка. рельс – анод, провод – катод.

Слева от стыка разрушается трубопровод, справа – рельс.

Разрушение происходит локально – на ограниченном участке.

52. Основные методы борьбы с коррозией.

Коррозия – самопроизвольно протекающий процесс поверхностного окисления металла в результате его химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

В результате коррозии металл из свободного состояния переходит в связанное. Потери от коррозии велики: десятки миллиардов долларов в индустриально-развитых странах.

Методы борьбы различны:

-антикоррозийное легирование металла – введение в металл добавок, чтобы повысить стойкость основного металла.

-защитные покрытия (металлические и неметаллические).

металлические наносятся под давлением сжатого воздуха. характерно покрытие листового материала тонким слоем другого материала.

неметаллические – лаки ,краски, битум, солидол.

-ингибиторы коррозии.

вещества, замедляющие процесс разрушения металла.

Пример.

-электрозащита.

защищаемый металл приводят в контакт с менее благородным металлом (цинк или магний).

Поток электронов направляется к защищаемому металлу.

Этот вид защиты используется для магистральных труб, корпусов кораблей и т.д.