Главная Обратная связь

Дисциплины:






Классификация коррозийных процессов по механизму процесса



Коррозия металлов

Разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой. Для процесса коррозии следует применять термин «коррозионный процесс», а для результата процесса — «коррозионное разрушение». Образование гальванических пар с пользой применяют для создания батарей и аккумуляторов. С другой стороны, образование такой пары приводит к неблагоприятному процессу, жертвой которого становится целый ряд металлов, — коррозии. Под коррозией понимают происходящее на поверхности электрохимическое или химическое разрушение металлического материала. Наиболее часто при коррозии металл окисляется с образованием ионов металла, которые при дальнейших превращениях дают различные продукты коррозии. Коррозия может быть вызвана как химическим, так и электрохимическим процессом. Соответственно, различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.

 

Классификация коррозийных процессов по механизму процесса

Электрохимическая коррозия - самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие электрохимического взаимодействия их с окружающей электролитической средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента окружающей среды протекает не в 1-ом акте, сопровождающегося появлением электрического тока, а скорости анодного и катодного процесса зависят от величины электродного потенциала металла.

Состоит из трех процессов:

1) Анодный процесс – переход металла в раствор в виде ионов (протекает в водных растворах, при этом эквивалентное перешедшим в раствор ионам количество электронов остается в металле, заряжая его отрицательно).

Me→

2) Процесс перетекания от анодных участков к катодным и перемещение катионов и анионов в растворе.

3) Катодный процесс – восстановление ионов и молекулярной среды.

Кислотная среда восстановление ионов водорода с водородной деполяризацией

2

Щелочная и нейтральная среда – восстановление кислорода растворенного в воде, коррозия с кислородной деполяризацией, металл катода не разрушается

: растворение цинка в соляной кислоте

Окислительный – анодный процесс – реакция окисления атомов цинка

Zn=

Восстановительный – катодный процесс - реакция восстановления ионов водорода.

Скорости анодного и катодного процессов зависят от электродного потенциала металла.

Не следует путать с электрохимической коррозией коррозию однородного материала, например, ржавление железа или т. п. При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (Конденсат, дождевая вода и т. д.), с которым соприкасаются электроды — либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала с различающимися окислительно-восстановительными потенциалами. Если в воде растворены ионы солей, кислот, или т. п., электропроводность её повышается, и скорость процесса увеличивается.



При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворенным углекислым газом CO2, образуется гальванический элемент, так называемый коррозионный элемент. Он представляет собой не что иное, как замкнутую гальваническую ячейку. В ней происходит медленное растворение металлического материала с более низким окислительно-восстановительным потенциалом; второй электрод в паре, как правило, не корродирует. Этот вид коррозии особо присущ металлам с высокими отрицательными потенциалами. Так, совсем небольшого количества примеси на поверхности металла с большим редокспотенциалом уже достаточно для возникновения коррозионного элемента. Особо подвержены риску места соприкосновения металлов с различными потенциалами, например, сварочные швы или заклёпки.

Если растворяющийся электрод коррозионно-стоек, процесс коррозии замедляется. На этом основана, например, защита железных изделий от коррозии путём оцинковки — цинк имеет более отрицательный потенциал, чем железо, поэтому в такой паре железо восстанавливается, а цинк должен корродировать. Однако в связи с образованием на поверхности цинка оксидной плёнки процесс коррозии сильно замедляется.

Водородная и кислородная коррозия

Если происходит восстановление ионов H3O+ или молекул воды H2O, говорят о водородной коррозии или коррозии с водородной деполяризацией. Восстановление ионов происходит по следующей схеме:

2H3O+ + 2e → 2H2O + H2

или

2H2O + 2e → 2OH + H2

Если водород не выделяется, что часто происходит в нейтральной или сильно щелочной среде, происходит восстановление кислорода и здесь говорят о кислородной коррозии или коррозии с кислородной деполяризацией:

O2 + 2H2O + 4e → 4OH

Коррозионный элемент может образовываться не только при соприкосновении двух различных металлов. Коррозионный элемент образуется и в случае одного металла, если, например, структура поверхности неоднородна.

Химическая коррозия — самопроизвольное взаимодействие металлов с коррозийной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного элемента коррозионной среды протекает в одном акте и не сопровождается возникновением электрического тока.

Причиной химической является термодинамическая неустойчивость металлов. В различных средах при данных внешних условиях, т.е. возможность самопроизвольного перехода металла в более устойчивое окисленное состояние.

Наиболее часто химический механизм реализуется в процессах газовой коррозии. скорость газовой коррозии зависит от природы металла, состава сплава, свойств продуктов коррозии, температуры и других факторов.

Например, образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом:

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

При электрохимической коррозии ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла (например, ржавление стали в морской воде, ржавление полотенцесушителей в ванной).

 





sdamzavas.net - 2018 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...