2.Способы количественной оценки коррозии металлов

В случае равномерной и сплошной коррозии средняя скорость коррозии ( массовый показатель К_m ) может быть оценена потерей или приростом массы (∆m) с единицы площади поверхности (S) в единицу времени (τ) по формуле К_m = ∆m/S·τ по ГОСТ 9.908 −85. Для сравнения коррозии металлов с различной плотностью (d) удобно пользоваться средним глубинным показателем коррозии К_n= 8,76 K_m/d, где К_m выражена в г/м²·ч, К_n– в мм/год, а d – г/см³. Для приближенной оценки коррозионной стойкости металлов можно использовать десятибалльную шкалу по ГОСТ 13819–68. При питтинговой(точечной) коррозии необходимо определить максимальный глубинный показатель. При межкристаллитной коррозии и коррозионном растрескивании скорость коррозии оценивается механическим показателем, например, по относительной потере прочности ( ). Скорость электрохимической коррозии металлов определяется величиной плотности коррозионного тока ( i, А/м² или А/см²).

3. Электрохимическая коррозия металлов

Электрохимическая коррозия характерна для электропроводящих сред. Это наиболее распространенный вид коррозии, так как большинство металлических изделий разрушается, находясь во влажной атмосфере или в контакте с растворами или расплавами электролитов. Сущность электрохимической коррозии состоит в анодном окислении металлов. Короткозамкнутые микрогальванические элементы возникают при этом вследствие неоднородности поверхности металла, наличия примесей и напряжений в металле, неоднородности сплава по составу и структуре, наличия пленки на его поверхности и прочих факторов. При этом участки поверхности металла с более отрицательным электродным потенциалом являются анодными участками, а с более положительным – катодными.

На анодных участках происходит процесс окисления металла

M^o→M ⁿ⁺ + ne^–, ( 1 )

а на катодных – процесс восстановления окислителя

Ох+ne^–→Red. ( 2 )

Электроны по металлу перемещаются от анодных участков к катодным, электрическая цепь коррозионного микрогальванического элемента замыкается ионами, движущимися в растворе электролита ( анионы перемещаются в растворе в направлении от катода к аноду). Наиболее распространенными окислителями при электрохимической коррозии являются молекулы кислорода и ионы водорода (гидроксония), имеющиеся в электролите.

Коррозия с участием кислорода в катодном процессе получила название коррозии с поглощением кислорода или коррозии с кислородной деполяризацией. С кислородной деполяризацией корродируют металлы и сплавы во влажной атмосфере, в воде, водных растворах солей, почве. Реакцию на катодных участках микроэлементов в этом случае можно представить следующими уравнениями:

в нейтральной и щелочной средах

О₂+2Н₂О +4е– →4ОН^– ; ( 3 )

в кислой среде

О₂+4Н⁺ +4е^– →2Н₂О. ( 4 )

Схему работ ы микрогальванических элементов в данном случае можно записать следующим образом:

|¯¯¯¯¯¯¯↓ |¯¯¯¯↓

(—)А М / М ⁿ⁺(^{катодные}) О₂/ ОН^–К ( + ) (5)

^{участки}

_Аn^–

Если электроны с катодных микроучастков снимаются ионами водорода, то процесс называется коррозией с выделением водорода или коррозией с водородной деполяризацией ( рН <3)

2Н⁺ +2е^–→ Н₂ ( 6 )

Схема работы микроэлементов:

|¯¯¯¯¯¯¯↓ |¯¯¯↓

(—)А М/М ⁿ⁺ ( ^{катодные} ) Н⁺/Н₂К ( + )

^{участки} ( 7)

_Аn^–