93 Виды коррозии.
В зависимости от характера коррозионных разрушений различают коррозию равномерную, пятнами, точечную, межкристаллитную, избирательную (селективную), транскристаллитную
По типу коррозионных процессов существует следующая классификация: химическая, электрохимическая (рис. 5.10), биохимическая. Биокоррозия вызывается деятельностью различных микроорганизмов, использующих металл как питательную среду. Примером такой коррозии может служить почвенная коррозия и коррозия в застойных водах.
Рис. 5.10 ─ Классификация коррозионных процессов по механизму протекания
Химическая коррозия
КОРРОЗИЯ
Химическая Электрохимическая
корозионнаясреда не протводит корозионная среда проводит
электрический ток электрический ток.
окислительно-восстановительный процесс
протекает на одном и том же протекает на разных
участке поверхности участках поверхности
Химическая коррозия наблюдается при контакте металлов с сухими агрессивными газами (O2, SO2, Cl2, CO) ─ газовая коррозия и с жидкими неэлектролитами (нефть и продукты её переработки) ─ жидкостная коррозия. Таким образом, химическая коррозия характерна для сред, не проводящих электрический ток (рис. 5.11).
В том случае, если агрессивным агентом является кислород, то образуются оксиды металлов. Строение оксидных плёнок зависит от химических свойств образующегося соединения и процессов диффузии окислителя или ионов металла Ме n+. В зависимости от плотности (сплошности) образующиеся оксидные плёнки могут защищать металлы от дальнейшего разрушения (самопассивирующиеся металлы) или не препятствовать коррозии, если плёнки рыхлые.
Химическая коррозия в неводных средах может быть представлена схемами:
2R ─ Cl + Me → MeCl2 + R ─ R
R1 ─ S ─ R2 + Me → MeS + R1 ─ R2.
В органических соединениях связь ковалентная, а между металлами и активными неметаллами (Cl, S) возникает ионная связь. Разрыв ковалентных и образование ионных связей легче происходит при повышенной температуре, особенно в присутствии следов воды. Такой коррозии подвергается питательная аппаратура двигателей внутреннего сгорания.
Рис. 5.11 −Особенности химической коррозии металлов
94 Механизм Электрохимической коррозии Электрохимическая коррозия
Во влажной коррозионной среде на поверхности металла возникает скачок потенциала, в результате которого поверхность металла принимает отрицательный заряд, но процесс коррозии не пойдёт, если не будет окислителя, чтобы связывать электроны. В данном случае корродирующий металл поляризуется анодно, а поэтому нужен деполяризатор. Для обычных процессов коррозии в атмосферных условиях электроны связываются кислородом (кислородная деполяризация) или ионами водорода (водородная деполяризация):
2Н2О + О2 + 4ē → 4 ОН‾; 2Н+ + 2ē → Н2.
Электрохимическая коррозия протекает в электролитах и сопровождается возникновением коррозионного тока между анодными и катодными участками поверхности металла
Функцию анода выполняет более активный участок, на нём идёт окисление, в результате чего металл разрушается и его ионы «уходят» в коррозионную среду. Освободившиеся в результате окисления электроны участвуют в катодном процессе восстановления окислителя из окружающей среды. Вид процесса зависит от природы окислителя и состава среды. Для случая контакта двух металлов коррозионный процесс наиболее активно идёт в месте контакта (рис. 5.12).
В зависимости от размеров анода и катода можно выделить макро- и микрокоррозионные элементы, к первым можно отнести случаи контакта двух различных металлов, а ко вторым ─ коррозию сплавов с неоднородной структурой. Примером коррозии, сопровождающейся работой макрокоррозионного элемента, является коррозия стальных листов, соединённых медной заклёпкой (рис. 5.13).
Поверхность металлических изделий в обычных условиях имеет плёнку влаги, в которой растворяется углекислый газ из воздуха и возникает слабокислая среда:
Н2О + СО2<══> Н2СО3<══> Н+ + НСО3─
Реальный электродный потенциал стали в слабокислой среде равен ─0,35 В, а меди равен +0,14 В, т.о. в возникающем коррозионном элементе сталь будет выполнять функцию анода, а медная заклёпка ─ катода и схема коррозионного элементаимеет следующий вид: (Анод)Fe | Н2СО3| Cu(Катод).
На анодных участках будет идти процесс окисления: Fe0 → Fe2+ + 2ē,
в результате которого сталь будет разрушаться.
На катодных участках будет идти восстановление окислителя, которым в кислой среде являются ионы водорода: 2Н+ + 2ē → Н2 .