Химическа и електрохимична корозия - пълно описание на явлението Видео

Електрохимичната корозия е процес на разрушаване на метала в резултат на излагане на галванични клетки, образуването на които става възможно в корозивна среда.

1 Малко информация за корозията на метала

Обикновено корозията на метала се разбира като неговото окисляване под въздействието на киселини, които присъстват в разтвори, които влизат в контакт с метален продукт, или атмосферен кислород. Корозията най-често засяга метали, разположени вляво от водорода в така наречената серия от напрежения. Но много други материали (неметални) също са обект на увреждане от корозия, например строителен бетон.

Корозията възниква в резултат на някакъв електрохимичен или химичен процес. Поради тази причина е прието да се подразделя на електрохимичен и химичен.

Корозията води до различни разрушения на материала, които могат да бъдат:

неравномерно и равномерно;
местни и общи.

Ако металът изпитва механични напрежения в допълнение към отрицателното влияние на външната среда, се наблюдава активиране (и значително) на всички корозионни прояви, което се дължи на разрушаването на оксидните филми на повърхността на продуктите и намаляването на индекса на термична стабилност на материала.

Струва си да се каже, че в някои случаи корозионните процеси причиняват възстановяването, а не окисляването на компонентите, включени в различни метални сплави. Ярък пример за това е редуцирането на карбидите, съдържащи се в много стомани, с водород (такъв нестандартен процес протича при високи температури и налягания).

2 Електрохимична корозия и корозивен елемент - какво е това?

Такава корозиясчитани за най-често срещаните. Появява се в случай, че среда, характеризираща се с електролитна проводимост, взаимодейства с метала. С други думи, основната му причина може спокойно да се нарече нестабилността (термодинамичната) на металите в средата, в която се намират. Примери за такава корозия, известни на всеки човек, са ръждясването на открито на конструкции и продукти, изработени от чугун и различни видове стомана (високолегирана стомана, въглеродна стомана и т.н.), дъната на кораби в морска вода, комунални услуги и тръбопроводи, през които се транспортират различни течности и агресивни съединения.

Корозивна клетка (обикновено наричана галванична клетка) се образува, когато два метала, които имат различни потенциали (редокс), влязат в контакт. Такъв елемент е конвенционална галванична клетка от затворен тип. В тази клетка метал с по-нисък потенциал се разтваря бавно, а вторият компонент (с по-висок потенциал) обикновено не променя състоянието си.

Такива промени най-често се подлагат на метали, в които величината на отрицателния потенциал е висока. При тях процесът на ръждясване (образуването на корозивен компонент) започва още когато малко количество чуждо включване удари повърхността.

3 Галванични елементи и електродни процеси в тях

Описаните галванични клетки се образуват по различни причини. На първо място, те могат да се образуват поради нехомогенността на сплавта, което води до:

неравномерно разпределение на оксидни филми върху повърхността на материала;
нехомогенности на металната фаза;
наличието на кристали по границите на зърната;
разлики в образуването на вторични продукти от ръжда;
анизотропия на кристали.

Също така, галваничните клетки възникват поради следните причини:

температурна нехомогенност, въздействието на външни течения и облъчване;
наличието на зони, в които окислителят навлиза в ограничена степен.

Винаги трябва да се помни, че електрохимичното ръждясване предполага протичане на два процеса едновременно - аноден и катоден. От гледна точка на кинетиката те са пряко свързани помежду си. Основният метал винаги се разтваря на анода (окислителна реакция).

Под катоден процес се разбира ситуацията, когато "допълнителните" електрони се абсорбират от атомите или молекулите на електролита. Тогава електроните се възстановяват. Катодният процес се забавя, ако анодният процес се забавя. Както можете да видите, механизмът на електрохимичната корозия е доста лесен за разбиране. Всеки може да се справи с него.

4 Какво е химическа корозия?

Това явление се разбира като разрушаване на метала, причинено от контакта на корозивната среда и материала. Освен това при такова взаимодействие се наблюдават два процеса наведнъж:

възстановява се корозивната среда;
металът се окислява.

Електрохимичната корозия на металите се различава от химическата корозия по това, че последната протича без електрически ток. И основната причина за тези видове корозия, която е термодинамичната нестабилност, остава непроменена. Металите лесно преминават в различни състояния (включително по-стабилни), като в този случай се отбелязва намаляване на техния термодинамичен потенциал.

Има следните видове химическа корозия:

в течни формулировки, които не са класифицирани като електролити;
газ.

Неелектролитните течности включват състави, които не могат да провеждат електрически ток:

неорганични: стопена сяра, течен бром;
органични: бензин, керосин, хлороформ и др.

Неелектролитите в чист вид не влизат в контакт с металите. Но когато в течностите се появят много малък брой примеси, химическата корозия на металите веднага "започва" (и много бурна). В тези ситуации, когато реакцията протича и при повишени температури, ръждясването ще настъпи много по-интензивно. И ако водата попадне в неелектролитни течности, се включва механизмът на електрохимична корозия, който описахме по-горе.

Процесът на ръждясване (химически) най-често протича в пет етапа:

първо, окислител се приближава до металната повърхност;
хемосорбцията на реагента започва на повърхността;
след това започва да се образува оксиден филм (взаимодействието на метала и окислителя);
отбелязва се десорбция на материала и оксиди;
дифузията в течността-неелектролит на оксидите е фиксирана.

Двата етапа, посочени последни, не се наблюдават всеки път.

5 Газова корозия - какви характеристики описва?

Под въздействието на газовете металните повърхности могат да бъдат унищожени при висока температура. Експертите наричат това явление газова корозия, която е призната за най-разпространения вариант на химическо ръждясване. Добре познат вариант на този процес е контактът на кислород и метална повърхност, който се характеризира с два показателя:

налягане при определена температура на дисоциация на оксидни пари;
налягане (частично) на кислорода.

Ако наляганетокислородът е по-малък от налягането на дисоциация, появява се чист метал, ако е повече, се образува оксид. Ако стойностите са равни, реакцията ще бъде напълно равновесна. Като се има предвид това, лесно е да се изчисли при какви температури има опасност от корозия.

Химическата корозия протича с различна скорост. Конкретната стойност на последното зависи от следните фактори:

свойства на корозионните продукти;
характеристики на газовата среда;
температура;
времето, през което се отбелязва взаимодействието на метала със средата;
видове и състав на сплавите или характеристики на метала.