Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
III. Стойкие » 0,005 » 0,01 3
0,01 » 0,05 4
» 0,05 » 0,1 5 ,
IV. Пониженно стойкие 0,1 » 0,5 6
» 0,5 » 1,0 7
V. Малостойкие » 1,0 » 5,0 8
» 5,0 » 10,0 9
VI. Нестойкие 10,0 10
517
Для определения скорости коррозии используют методы массовые, объемные и физические, основанные на измерении физических свойств и величин.
Массовые методы определения потери металла затруднены процессом удаления продуктов коррозии, поэтому чаще определяют общий привес образца и затем пересчетом определяют количество металла, ушедшего на образование соединений.
Объемный метод основан на измерении объема поглощенного кислорода (кислородная деполяризация) или выделенного водорода (водородная деполяризация). Применяется для электрохимической коррозии.
Физические методы применяются для оптического измерения толщин пленок, образовавшихся на поверхности металла (цвета побежалости при нагревании металлов), а для электрохимической коррозии — в измерении величины коррозионного тока / (А) или плотности тока / (А/см2). Последний метод является весьма объективным показателем скорости коррозии, так как величина плотности тока по закону Фарадея связана с массой растворившегося на аноде вещества и временем. Скорость коррозионного процесса в этом случае может быть представлена уравнением
м^к ——~, (16.14)
где ш — скорость коррозии; к — коэффициент пропорциональности; $°к = ?°а — разность нормальных потенциалов катода и анода, определяющая термодинамическую нестабильность (энергию Гиб-бса); рк —- катодная поляризация, Ом; ра — анодная поляризация; ^ — омическое сопротивление.
Это общее выражение (Н. Д. Томашов) содержит много переменных величин, сложно зависящих от плотности тока (рК, ра) (см. гл. 9). Учитывая, что /? вообще в электролитной среде невелико, из этого уравнения видно, что скорость коррозии в основном определяется поляризацией электродов. При определенных условиях (см. рис. 133) можно получить на аноде минимальный ток или плотность тока, если потенциал анода будет близок к $„.„, т. е. к потенциалу полной пассивации (Н. Д. Томашов). Катодная поляризация, связанная с разрядкой ионов водорода, опасна тем, что водород в атомарном состоянии сорбируется металлом и ох-рупчивает его.
. Коррозионные среды с малым окислительным потенциалом особенно опасны и резко снижают эксплуатационные свойства металлических конструкицй. Поглощению водорода способствует присутствие в растворах таких веществ, как сероводород, сульфиды, арсениды и ряд других. Таким образом, изучение кинетики коррозии имеет целью как можно больше снизить скорость коррозионных процессов.
На скорость электрохимических процессов коррозии оказывают влияние различные факторы и их многочисленные сочетания, приводящие к изменению условий поляризации электродов.
518
Состав электролита определяет электрическую проводимость и активную концентрацию ионов, участвующих в процессе. Ускоряют коррозионные процессы во всех случаях и для всех металлов ионы Н+, С1", Вг~, 1~, изменяя потенциал растворения металлов (табл. 16.3). Для амфотерных металлов такую же роль играют ионы ОН~.
Соотношение ионов Н+ и ОН"" или рН среды сильно влияет на скорость коррозионных процессов. Как видно из рис. 241, для алюминия скорость коррозии возрастает в кислой и щелочной среде, а для железа в щелочной среде наступает пассивация.
Присутствие в электролите ионов или полярных молекул, которые могут выступать как лиганды при комплексообразовании и растворять пассивирующие пленки (С1~, СЫ~, 1ЧН3), значительно ускоряет коррозионные процессы. Например, аммиачное растрескивание латуней.
Температура влияет на электрохимическую коррозию весьма сильно. Если процесс идет с поглощением кислорода воздуха, предварительно растворяющегося в электролите (кислородная деполяризация), то зависимость скорости коррозии от температуры неоднозначна, так как при повышении температуры растворимость кислорода в воде резко снижается и, несмотря на увеличение константы скорости гетерогенной реакции и диффузионных процессов, снижение концентрации растворенного кислорода замедляет коррозионный процесс — недостаток окислителя (рис. 242, кривая 2).
Если коррозионный процесс идет в среде, окислительный потенциал которой не зависит от атмосферного кислорода (НгЮ3 + + НС1; НГ\Ю3 + НР), то скорость такого процесса монотонно возрастает с температурой (рис. 242, кривая 1).
8, мг/^-ч)
Состав электролита, температура и химические свойства металла, подвергающегося коррозии, определяют характер поляризации коррозионных гальванических пар.
/7гУ<7 рН 7 рН>7
зоо зго т збо т}к
Рис. 241. Скорость коррозии различных металлов в зависимости от рН среды
Рис. 242. Зависимости скорости коррозии от температуры:
/ — в окисляющей среде; 2 — а воде зн счет кислороду воздуха
519
Процесс коррозии сплава или загрязненного металла определяется работой микрогальванических пар, в большом количестве возникающих на границе,раздела металл — электролит. В результате процессов поляризации анодные участки могут пассивироваться настолько, что они становятся катодами по отношению к прежним катодным участкам. После изменения направления тока восстанавливается прежняя система распределения анодных и катодных участков. Такая периодическая меняющаяся система впервые рассмотрена в теории многоэлектродного потенциала Н. Д. Тома-шевым. Явления поляризации коррозионных гальванических пар, как правило, снижают скорость коррозионных процессов.
