3. Электрохимическая коррозия
Электрохимическая коррозия. В этом случае ионы металла на аноде переходят в раствор. На поверхности металла остается определенное количество избыточных электронов: Ме →Ме+ + е-.
На катоде избыточные электроны ассимилирyются ионами, входящими в состав электролита, которые при этом восстанавливаются. Электронная про водим ость металла и ионная проводимостъ электролита позволяют беспрепятственно протекать одновременно катодному и анодному процессам раздельно на различной поверхности металла.
При погружении металла в электролит между поверхностью металла и раствором возникает разность потенциалов. Зная электродный потенциал металла и омическое сопротивление электролита при заданных условиях, можно определить скорость коррозии, так как под действием рqзности потенциаловмежду анодным и катодным участками возникает электрический ток, сила которого согласно закону Ома
|
(1) |
Для измерения потенциалов металла, последний опускают в раствор соли с активностью одноименных ионов равной единице. Между металлом и его ионами в растворе устанавливается равновесие, и возникающую между металлами и водородным электродом разность потенциалов принимают за величину нормального электродного потенциала.
В зависимости от значения нормальных потенциалов металлы можно распределить по группам термодинамической нестабильности. К первой группе относятся металлы пониженной стабильности с потенциалом менее -0,414 В (литий, бериллий, алюминий, титан, ванадий, марганец, хром, цинк, железо идругие щелочные или щелочно-земельные металлы). Они могyт корродировать в нейтральных водных раствораx, несодержащих кислород. Ко второй группе следует отнести кадмий, индий, кобальт, никель, молибден, олово и свинец. Эти металлы имеют потенциал от -0,414 В до нуля. Они корродируют в нейтральных средах при наличии, кислорода, а в кислых средах - при отсутствии кислорода. Металлы третьей группы, имеющие потенциал от 0 до +0,815 В, могут корродировать при наличии кислорода в кислых или нейтральных средах (полублагородные металлы- ванадий, сурьма, мышьяк, медь, радий, ртуть, серебро), а металлы с потенциалом от +0,815 В и выше - при наличий окислителей или кислорода в кислых средах или средах, содержащих комплексообразователи (благородные металлы – платина, иридий, палладий, золото).
К реакциям процесса электрохимической коррозии применим закон фарадея. Поэтому количество металла, перешедшего в раствор в результате анодного процесса, можно подсчитать по формуле
|
(2) |
Где Q - количество электричесi:ва, протекающего за время. Между анодным и
ma - атомная масса металла;
n - валентность;
I- сила тока;
F- постоянная Фарадея.
Исходя из этого скорость коррозии, г/(м2 *ч)
|
(3) |
где S - площадь поверхности анодных участков.
При электрохимической коррозии процесс протекает в электропроводящей среде, когда процессы ионизации атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают параллельно, то их скорости зависят от электронного потока.
Электрохимическая коррозия сплавов в определенной степени отличается от такого вида коррозии чистых металлов. Сплавы сточки зрения структурных особенностей разделяются на гетерогенные и гомогенные (однофазные сплавы).
Соотношение компонентов в сплавах определяется (для двухкомпоцентных твердых растворов) правилом порогов устойчивости (правилом n/8) твердых растворов, отражающим зависимосrь между концентрацией твердого раствора и его коррозионной устойчивостью. Это правило заключается в следующем. Если к А- металлу (некоррозионно-стойкому в данной среде) добавить Б- металл (стойкий в той же среде), не образующий с A-метaллoм непрерывный ряд твердых растворов, то защищающее дсйствие более благородного металла проявляется не постепенно, а скачкообразно при определенном количестве Б- металла. Это количество составляет 1/8; 2/8; ... 7/8 доли атомной массы (в общем случае n/8, где n - целое число от 1 до 7), что соответствует 12,5; 25; … 87,5% масс. доли