Коррозия металлов. Основные виды коррозии. Химическая коррозия

Общая схема кислородной деполяризации сводится к восстановлению молекулярного кислорода до иона гидроокисла:

O + 4e +2HO 4OH

Коррозия металла с кислородной деполяризацией в большинстве практических случаев происходит в электролитах, соприкасающихся с атмосферой, парциальное давление кислорода в которой равно 0,21 атм.

Каждый процесс с кислородной деполяризацией включает следующие последовательные стадии.

Растворение кислорода в электролите.

Транспортировка растворенного кислорода в растворе электролита (за счет диффузии или перемешивания).

Перенос кислорода в результате движения электролита.

Перенос кислорода в диффузионном слое электролита или в пленке продуктов коррозии металла к катодным участкам поверхности.

Ионизация кислорода:

В реальных условиях коррозии металла наиболее затрудненными стадиями процесса являются:

Реакция ионизации кислорода на катоде. Возникающую при этом поляризацию называют перенапряжением кислорода. Говорят, что процесс идет с кинетическим контролем.

Диффузия кислорода к катоду, либо перенапряжение диффузии. В этом случае, говорят, что процесс идет с диффузионным контролем.

Возможны случаи, когда обе стадии – ионизация кислорода и диффузия кислорода оказывают влияние на процесс. Тогда говорят, о кинетически-диффузионном контроле.

Сущность первой электрохимической теории состояла в том, что примеси в металлах создают микрогальванические элементы, в которых происходит перетекание электронов от анодных участков к катодным. Поскольку катодный и анодный процессы разделены на поверхности, то разделены и противоположные потоки ионов, атомов и молекул. Разделенные потоки не мешают друг другу, и по этой причине процесс коррозии протекает быстрее, чем в случае микрогальванических элементов.

Конечно, в настоящее время теории электрохимической коррозии выглядят гораздо более совершенными. Они основаны на многочисленных экспериментальных фактах и выражены в математической форме.

Различают следующие типы электрохимической коррозии, имеющие наиболее важное практическое значение.

1. Коррозия в электролитах. К этому типу относятся коррозия в природных водах (морской и пресной), а также различные виды коррозии в жидких средах. В зависимости от характера среды различают:

а) кислотную;

б) щелочную;

в) солевую;

г) морскую коррозию.

По условиям воздействия жидкой среды на металл этот тип коррозии также характеризуется как:

коррозия при полном погружении;

при неполном погружении;

при переменном погружении.

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ ХИМИЧЕСКАЯ

— разрушение металлов вследствие хим. взаимодействия их с агрессивной средой, не проводящей электрич. ток. Процесс химической коррозии металлов характеризуется прямым соединением металла с агрессивными составными частями среды. Напр., железо при нагревании до высоких темп-р в атмосфере воздуха или печных топочных газов окисляется кислородом в продукты, наз. окалиной. Химическая коррозия металлов в газах при высоких темп-pax, называемая газовой коррозией, — сравнительно простой вид коррозии. Скорость К.м.х. в этом случае определяется в осн. свойствами слоя продуктов коррозии (защитной пленкой), сцепл. с поверхностью металла и возникающего в результате самого корроз. процесса. Свойства возникающих на металле защитных пленок зависят от состава металла, среды и условий (темп-ры, времени, скорости движения среды и др.). Введение в сталь хрома, алюминия, кремния значительно повышает ее стойкость против газовой коррозии. Химическая коррозия теп-лоэнергетич. оборудования протекает под действием насыщ. и перегретого пара. При работе оборудования хим. равновесие в реакции между водяным паром и железом не достигается, т.к. при парообразовании непрерывно отводится водород — один из продуктов реакции. Значит, корроз. стойкость металла теплоэнергетич. оборудования объясняется наличием на поверхности железа относительно коррозионно-стойкого защитного слоя, к-рый образуется при эксплуатации и состоит из закиси-окиси железа.