Лекция 4. Факторы, влияющие на скорость электрохимической

Лекция 4. Факторы, влияющие на скорость электрохимической коррозии.
План лекции:
1. Термодинамическая устойчивость металлов к коррозии.
2. Состав и структура сплава.
3. Состав и свойства коррозионной среды
В зависимости от величины стандартного потенциала электродного потенциала все
металлы Н.Д. Томанов делит на пять групп, разделенных между собой потенциалами
водородного и кислородного электродов нейтральной и кислой средах:
EH/H+нейтр.= - 0,415 В
EH/H+кисл = 0,000 В
EO2/OH-нейтр = +0,815 В
EO2/OH-кисл =1,23 В
- группа металла, имеет потенциала отрицательные -0,415 В. Это металлы повышенной
термодинамической нестабильности (Na, Mg, Bl, Al, Zn). Корродирует даже в
нейтральных средах без кислорода и окислителей.
- металлы с потенциалом не более -0,415 В, но менее 0,00В. Термодинамические
нестабильные (Cd, Mn, Ni, Sn, Pb). Устойчивы в нейтральных средах при отсутствии
кислорода. В кислых средах корродируют.
- потенциал больше нуля, но меньше 0,815 В Металл промежуточной термодинамической
стабильности (Bi, Re, Rh, Ag). В отсутствии кислорода и окислителей устойчивы в
кислых и нейтральных средах.
- потенциал более 0,815 В, но менее 1,23 В. Металлы высокой стабильности (Pd, Jr, Pt).
Не корродирует в нейтральных средах и в присутствии кислорода.
- потенциал более 1,23 В металлы полной стабильности. Устойчивы в кислых средах в
присутствии кислорода. Корродируют в растворах комплексообразователей при наличии
окислителей.
2. Металлы относительно редко применяются в промышленности в чистом виде.
Обычно конструктивные материалы – сплавы.
Особенно опасными являются катодные включения. Например, для чугуна такими
включениями являются графит, карбид.
При гомогенной структуре сплава повышение коррозионной стойкости при
увеличении концентрации более положительного компонента наступает скачкообразно.
Это явление известно как правило n/12. Это означает, что повышение
коррозионной стойкости гомогенного сплава наступает при атомной доле благородного
компонента n/12, где n - целое число.
Система Fe – Cr, K – скорость коррозии
Повышенная коррозионная стойкость таких сплавов объясняется тем, что в этих
условиях образуется т.к. сверхструктура, при которой на поверхность выходят грани
кристаллов, обогащенные атомами благородного компонента.
3. Характер протекания коррозионного процесса определяется, в основном,
анионным составом раствора. В ряде случаев на коррозию влияют и катионы,
присутствующие в растворе. Анионы могут замедлять и ускорять коррозионный процесс.
В первом случае анионы называется замедлителями или ингибиторами; во – втором –
активаторами, К замедлителям коррозии относятся анионы – окислители: CrO42-, Cr2O72-,
NO-2, NO-3,MnO-4.
Замедляют коррозию сталей, Ai – Mg – сплавов анионы – активаторы – Cl-, Br-, I-.
По – разному влияют на анодный процесс разрушения металла присутствующие в
агрессивной среде кислоты – окислители и неокислители.
Fe:
1-кислота – неокислитель (HCl)
2-кислота – окислитель (HNO3, H2CrO4)
Кислотность или pH среды.
Оказывает двоякое действие на коррозионный процесс. Величина pH изменяет
равновесные потенциалы водородного и кислородного электродов. Поэтому, в основном,
кислотность влияет на катодный процесс. На анодный, как правило, не влияет. Косвенное
влияние на коррозионный процесс заключается в том, что снижение или увеличение pH
приводит к изменению растворимости продуктов коррозии, находящихся на поверхности
коррозионного металла.
Температура, давление, перемешивание
Температура.
Скорость коррозии, как правило, возрастает. Это вызывается следующие
причинами:
1. Увеличением скорости диффузии деполяризатора
продуктов коррозии от поверхности металла;
к поверхности
металла и
2. Снижением перенапряжения и увеличением скорости электрохимических стадий.
3. Увеличением скорости промежуточных химических реакций;
4. Ростом растворимости продуктов коррозии.
Повышение температуры может привести к снижению скорости коррозионного
процесса. Это относится к коррозии в нейтральных средах, где деполяризатором
является кислород. Это связано с тем, что растворимость кислорода снижается с
ростом температуры. Поэтому рост температуры приводит к снижению концентрации
кислорода в коррозионный среды и к снижению скорости коррозии.
Давление.
С ростом давления скорость коррозии возрастает, особенно для процессо коррозии
с кислородной деполяризацией, т.к. увеличение давления приводит к увеличению
растворимости кислорода в агрессивной среде.
Перемешивание.
Скорость коррозии возрастает, особенно этот фактор сильно влияет на
коррозионный процесс с кислородной деполяризацией. Т.к. в условиях перемешивания
исчезают диффузионные ограничения.
Если в коррозионной среде имеется окислитель, то перемешивание
процесса вследствие облегчения наступления пассивации.
скорости