ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАСИФИКАЦИЯ НА КОРОЗИЯТА
Корозия - процесът на разрушаване на метали под химичните или електрохимичните въздействия на околната среда. Това е спонтанен процес, свързан с прехода на системата метал-среда към по-термодинамично стабилно състояние, така че прогресът му може да се контролира чрез промяна на повърхностната енергия на Гибс. Характеристика на корозията е нейният хетерогенен характер. Причинява се от действието на течни или газообразни продукти върху метала и, като всеки хетерогенен процес, започва от границата на разделяне. Черните метали са най-често срещаните и уязвими на корозия, но трябва да се обърне много внимание на защитата на цветните и дори редките метали.
Фиг.5.1.Видове корозия (по вид повреда):
1 -униформа;2- неравен; 3 - язвен;4 -Точково; 5 - подповърхност; 6 - междузърнеста - ная
Корозията се класифицира според различни критерии: вид, условия на протичане, вид на увреждане от корозия. Според вида на протичащите процеси се разграничаватхимическаиелектрохимична корозия.Първият тип корозия възниква в неелектролити и сухи газове и се подчинява на законите на химичната кинетика на хетерогенните процеси. Не е придружено от образуване на електрически ток. Електрохимичната корозия възниква в електролитни разтвори и във влажни газове и се характеризира с наличието на два паралелни процеса - окисление и редукция. Този тип корозия се придружава от насочено движение на електрони в метала и йони в електролита, т.е. появата на електрически ток.
Според условията на процеса, които са много разнообразни, имаГазова,Атмосферна,Течна,Почвена,Биологична корозия.
Най-голямата вредапричинени от атмосферна корозия. Протича под въздействието на атмосферен кислород и влага с разтворени в нея химикали.
Според вида на корозионното увреждане корозията се разделя наРавномернаиНеравномерна питинг,Точкова (питингова), пукнатина,Подповърхностна,Междукристална(фиг. 5.1). Първите два вида повреди са свързани с обща или непрекъсната корозия, останалите - с местна. При едновременно излагане на околната среда и механични натоварвания е възможно корозионно напукване; в метала се появяват пукнатини от транскристален характер, които, нараствайки, често водят до пълно разрушаване на продуктите.
5.1.2. ПАСИВНОСТ НА МЕТАЛИ
В нормално състояние повечето метали съдържат оксидни филми на повърхността, които са резултат от адсорбцията на кислород от въздуха:
Аз + 02 -► Аз 120реклами.
Адсорбираният кислород може да влезе в химично взаимодействие с метала, за да образува неактивна повърхност
Слой, който му придава адсорбционна пасивност.Пасивност на металите- състояние на относително висока устойчивост на корозия, причинено от инхибиране на анодния процес на електрохимична корозия. Това състояние се характеризира с: 1) рязко намаляване на скоростта на корозия, която обикновено е постоянна във времето, и 2) значително изместване на металния потенциал в положителна посока, например за желязо от -0,2 до +1,0 V, за хром от -0,4 до +0,9 V.
Съществуват редица теории, обясняващи пасивното състояние на металите: филмова, адсорбционна, кинетична, електронна конфигурация.
Филмовата теорияобяснява пасивното състояние на металите чрез образуването на най-тънкия (от порядъка на 10-10-10-8 m) защитен фазов филм. Той е твърд, безцветенстъкловиден оксиден филм, характеризиращ се с добра електронна, но слаба йонна проводимост.
СпоредАдсорбционната теорияпасивното състояние се постига чрез образуване върху металната повърхност на слой адсорбиран кислород с дебелина 5-10 nm. Адсорбираният кислород насища валентностите на най-активните повърхностни метални атоми и намалява неговата повърхностна енергия. Промяната в енергията на повърхността, когато тя е напълно покрита с адсорбиран монослой, е 3,8 x 10-12 erg на електрон, което съответства на 2,37 eV.
Кинетичната теориясвързва явлението пасивност със затруднения в протичането на анодния процес на разтваряне на метала поради образуването на стабилен твърд разтвор метал - кислород в повърхностния слой.
СпоредТеорията на електронните конфигурациипоявата на пасивно състояние е резултат от недостиг на електрони във вътрешните обвивки на метали, които имат незапълнени ^-нива. Недостигът на персонал възниква поради химическата адсорбция на кислород или друг окислител, която е придружена от абсорбцията на електрони, намаляване на тяхната плътност в повърхностните слоеве на метала. Установено е, че способността на оксидния слой да пасивира металите зависи от неговите полупроводникови свойства.
Тези теории за пасивност се отнасят до метали в кристално състояние. Понастоящем са получени метали, включително желязо, които имат аморфна структура, чиято пасивност е много по-висока от тази на кристалните.
Пасивният слой върху черните метали се образува главно поради оксидите на Fe2O3, Fe3O4 и FeO • OH. Само непрекъснати оксидни слоеве могат да имат защитни свойства. Условието за непрекъснатост е излишъкът на обема на оксида Vok над обема на метала UMe,
от който тойполучени. Пасивират се предимно поливалентни метали, за което е изпълнено условието:
За алкалните и алкалоземните метали, с изключение на берилия, това условие не е изпълнено и пасивацията не се появява. Металите могат да бъдат прехвърлени в пасивно състояние не само в резултат на взаимодействие с атмосферния кислород, но и чрез активирана адсорбция (хемосорбция) на йони, предимно такива аниони като NO3, N02, CrO^-, WO4 ”, както и когато електрически ток се прилага към метала в електролитна среда.
Пасивността има решаващо влияние върху корозионното поведение на металите. Достатъчно е да се отбележи, че високата устойчивост на корозия на редица метали, като титан, се дължи единствено на тяхната пасивност. Повечето метали, способни на самопасивация, се запазват добре в атмосфера с ниска влажност (понякога до 40-70%). Корозия възниква само когато се наруши равновесието и има промяна във фазовия или химичния състав на пасивния слой.