Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Коррозия – разрушение поверхности сталей и сплавов под воздействием различных физико-химических факторов – наносит огромный ущерб деталям и металлоконструкциям. Ежегодно этот невидимый враг «съедает» около 13 млн. т металла.

Для сравнения – металлургическая промышленность стран Евросоюза в прошлом, 2014 году произвела всего на 0,5 млн. тонн больше. И это только – прямые потери.

А длительная эксплуатация стальных изделий без их эффективной защиты от коррозии вообще невозможна.

Что такое коррозия и её разновидности

Основной причиной интенсивного окисления поверхности металлов (что и является основной причиной коррозии) являются:

  1. Повышенная влажность окружающей среды.
  2. Наличие блуждающих токов.
  3. Неблагоприятный состав атмосферы.

Соответственно этому различают химическую, трибохимическую и электрохимическую природу коррозии. Именно они в совокупности своего влияния и разрушают основную массу металла.

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Химическая коррозия

Такой вид коррозии обусловлен активным окислением поверхности металла во влажной среде. Безусловным лидером тут является сталь (исключая нержавеющую).

Железо, являясь основным компонентом стали, при взаимодействии с кислородом образует три вида окислов: FeO, Fe2O3 и Fe3O4.

Основная неприятность заключается в том, что определённому диапазону внешних температур соответствует свой окисел, поэтому практическая защита стали от коррозии наблюдается только при температурах выше 10000С, когда толстая плёнка высокотемпературного оксида FeO сама начинает предохранять металл от последующего образования ржавчины. Это процесс называется воронением, и активно применяется в технике для защиты поверхности стальных изделий. Но это – частный случай, и таким способом активно защищать металл от коррозии в большинстве случаев невозможно.

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы Химическая коррозия активизируется при повышенных температурах. Склонность металлов к химическому окислению определяется значением их кислородного потенциала – способности к участию в окислительно-восстановительных реакциях. Сталь – ещё не самый худший вариант: интенсивнее её окисляются, в частности, свинец, кобальт, никель.

Электрохимическая коррозия

Эта разновидность коррозии более коварна: разрушение металла в данном случае происходит при совокупном влиянии воды и почвы на стальную поверхность (например, подземных трубопроводов).

Влажный грунт, являясь слабощёлочной средой, способствует образованию и перемещению в почве блуждающих электрических токов. Они являются следствием ионизации частиц металла в кислородсодержащей среде, и инициирует перенос катионов металла с поверхности вовне.

Борьба с такой коррозией усложняется труднодоступностью диагностирования состояния грунта в месте прокладки стальной коммуникации.

Электрохимическая коррозия возникает при окислении контактных устройств линий электропередач при увеличении зазоров между элементами электрической цепи. Помимо их разрушения, в данном случае резко увеличивается энергопотребление устройств.

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Трибохимическая коррозия

Данному виду подвержены металлообрабатывающие инструменты, которые работают в режимах повышенных температур и давлений. Антикоррозионное покрытие резцов, пуансонов, фильер и пр. невозможно, поскольку от детали требуется высокая поверхностная твёрдость.

Между тем, при скоростном резании, холодном прессовании и других энергоёмких процессах обработки металлов начинают происходить механохимические реакции, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры на контактной поверхности «инструмент-заготовка».

Образующаяся при этом окись железа Fe2O3 отличается повышенной твёрдостью, и поэтому начинает интенсивно разрушать поверхность инструмента.

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Методы борьбы с коррозией

Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:

  • Нанесение поверхностных атмосферостойких покрытий;
  • Поверхностная металлизация;
  • Легирование металла элементами, обладающими большей стойкостью к участию в окислительно-восстановительных реакциях;
  • Изменение химического состава окружающей среды.

Механические поверхностные покрытия

Поверхностная защита металла может быть выполнена его окрашиванием либо нанесением поверхностных плёнок, по своему составу нейтральных к воздействию кислорода. В быту, а также при обработке сравнительно больших площадей (главным образом, подземных трубопроводов) применяется окраска.

Среди наиболее стойких красок – эмали и краски, содержащие алюминий.

В первом случае эффект достигается перекрытием доступа кислороду к стальной поверхности, а во втором – нанесением алюминия на поверхность, который, являясь химически инертным металлом, предохраняет сталь от коррозионного разрушения.

Положительными особенностями данного способа защиты являются лёгкость его реализации и сравнительно небольшие финансовые затраты, поскольку процесс достаточно просто механизируется. Вместе с тем долговечность такого способа защиты невелика, поскольку, не обладая большой степенью сродства с основным металлом, такие покрытия через некоторое время начинают механически разрушаться.

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Химические поверхностные покрытия 

Коррозионная защита в данном случае происходит вследствие образования на поверхности обрабатываемого металла химической плёнки, состоящей из компонентов, стойких к воздействию кислорода, давлений, температур и влажности. Например, углеродистые стали обрабатывают фосфатированием.

Процесс может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии, и заключается в формировании на поверхности металла слоя из фосфатных солей марганца и цинка. Аналогом фосфатированию выступает оксалатирование – процесс обработки металла солями щавелевой кислоты.

   Применением именно таких технологий повышают стойкость металлов от трибохимической коррозии.

Недостатком данных методов является трудоёмкость и сложность их применения, требующая наличия специального оборудования. Кроме того, конечная поверхность изменяет свой цвет, что не всегда приемлемо по эстетическим соображениям.

Легирование и металлизация

В отличие от предыдущих способов, здесь конечным результатом является образование слоя металла, химически инертного к воздействию кислорода. К числу таких металлов относятся те, которые на линии кислородной активности находятся возможно дальше от водорода. По мере возрастания эффективности этот ряд выглядит так: хром→медь→цинк→серебро→алюминий→платина.

Различие в технологиях получения таких антикоррозионных слоёв состоит в способе их нанесения.

При металлизации на поверхность направляется ионизированный дуговой поток мелкодисперсного напыляемого металла, а легирование реализуется в процессе выплавки металла, как следствие протекания металлургических реакций между основным металлом и вводимыми легирующими добавками.

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Изменение состава окружающей среды

В некоторых случаях существенного снижения коррозии удаётся добиться изменением состава атмосферы, в которой работает защищаемая металлоконструкция. Это может быть вакуумирование (для сравнительно небольших объектов), или работа в среде инертных газов (аргон, неон, ксенон).

Данный метод весьма эффективен, однако требует дополнительного оборудования — защитных камер, костюмов для обслуживающего персонала и т.д.

Используется он главным образом, в научно-исследовательских лабораториях и опытных производствах, где специально поддерживается необходимый микроклимат.

Кто нам мешает, тот нам поможет

В завершение укажем и на довольно необычный способ коррозионной защиты: с помощью самих окислов железа, точнее, одного из них — закиси-окиси Fe3O4. Данное вещество образуется при температурах 250…5000С и по своим механическим свойствам представляет собой высоковязкую технологическую смазку.

Присутствуя на поверхности заготовки,  Fe3O4  перекрывает доступ кислороду воздуха при полугорячей деформации металлов и сплавов, и тем самым блокирует процесс зарождения трибохимической коррозии. Это явление используется при скоростной высадке труднодеформируемых металлов и сплавов.

Эффективность данного способа обусловлена тем, что при каждом технологическом цикле контактные поверхности обновляются, а потому стабильность процесса регулируется автоматически.⁠

Оставляете заявку на сайте или по телефону

Оцениваем запрос и тех. документацию

Осматриваем объект

Подготавливаем КП

Сдаем работу заказчику

Выполняем работы

Разрабатываем рабочую документацию

Заключаем договор

Наши преимущества

Подготовленный персонал, находящийся постоянно в штате

Наличие богатого технического оснащения

Гарантийное и послегарантийное обслуживание

Самый большой спектр услуг в России

Большой опыт работы на разнотипных объектах

Источник: https://blastingservice.ru/services/udalenie-kraski/korroziya-metallov/

Электрохимическая коррозия: описание процесса и методы борьбы — Лед совет

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Основные виды коррозии и способы борьбы с ней

Коррозия – это разрушение металлов под воздействием окружающей среды.

Метеорит72 — лучший интернет магазин светодиодного освещения! Товары высочайшего качества, безупречный сервис, широчайший ассортимент, отличные цены, гарантия. Посмотреть продукцию >>>

Различают два типа коррозии – химическая коррозия и электрохимическая коррозия. 

Под термином «химическая коррозия» понимают процессы, протекающие без участия электрического тока. В процессе химической коррозии на поверхности металла образуются различные химические соединения в виде пленок (оксида, сульфиды и др.) Пример химической коррозии – окисление поверхности стали при  термической обработке или при гидравлических испытаниях.

Иногда пленка, образовавшаяся на металле в результате химической коррозии, служит препятствием для дальнейшего разрушения металла – имеет место пассивация – так происходит, например, у таких металлов, как свинец, олово, алюминий, никель и хром. На поверхности стали и чугуна пленка образуется непрочная, тонкая, она растрескивается и ведет к дальнейшей коррозии.

«Электрохимическая коррозия» протекает в присутствии электрического тока. Примеры такого типа коррозии – появление ржавчины на корпусах судов, стальной арматуре гидравлических сооружений, трубопроводах.

Методы борьбы с коррозией

Вид коррозии Метод борьбы с коррозией углекислотная (провоцируется растворенной в воде углекислотой) Необходимо связывание растворенной углекислоты в воде и(или) паро-газовой фазе.

Для паровых котлов рекомендуем использовать реагент для водоподготовки Boilex атмосферная (металлические детали и конструкции на воздухе) Пленкообразующие ингибиторы коррозии типа Protecsol контактная электрохимическая (разные виды металлов в электролите) Использование специальных реагентов.

содержащих ингибиторы коррозии для разнородных материалов,например Performax 1300 питтинговая (точечная коррозия, вызываемая, как правило, растворенным кислородом) Снижение концентрации растворенного кислорода.

Реагенты Rutrol 3550 или Amersite щелевая коррозия (сочетание неоднородности коррозионной среды и гидравлических условий) Снижение концентрации коррозионно активных газов (Drewcore, Amersite, либо применение пленкообразующих ингибиторов коррозии (CIL, Amercore) биологическая коррозия (под слоем биологических отложений) Удаление биологических отложений и использование в дальнейшем биоцидов и биодиспергаторов (например, сочетание Biosperce 250 и Enviroplus 8100) подшламовая коррозия (под слоем минеральных или оксидных отложений) Удаление минеральных отложений и использование в дальнейшем ингибиторов коррозии

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ

КОНТАКТЫ

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы
Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

ОПРОСНЫЙ ЛИСТ

В зависимости от характера и места распространения коррозии ее подразделяют на местную, сплошную и межкристаллитную. Сплошная коррозия охватывает всю поверхность металлической детали, после чего деталь разрушается.

Несмотря на столь печальные перспективы, сплошная коррозии довольно легко по сравнению с другими видами контролируется и поддается оценке.На отдельных частях металлического изделия может возникать местная коррозия.

Она более опасна, так как распространяется, как правило, не в ширину, а в глубину, разрушая нижележащие слои и приводя к поломке и разрушению изделия. Чаще всего местная коррозия возникает там, где имели место механические или другие повреждения поверхности детали.

Способы борьбы с коррозией

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбыЭлектрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

  • Способы борьбы с коррозией — советы профессионалов
  • Процесс, при котором металлы разрушаются, воздействуя с внешней средой, называется коррозией.
  • Около десяти процентов новой стали ежегодно разрушается из-за коррозийного воздействия.

Также для стали, обычно, такой процесс называют «ржавлением».Главный ущерб, который причиняет коррозия – это не потеря самого металла, а очень высокой стоимости изделий, которые разрушаются.

Основные убытки определяются не только стоимостью конструкции и затратами по антикоррозийной защите, а еще простоем оборудования, пока происходит замена разрушенных деталей и нарушением технологического процесса.

Читайте также:  Заточка дисковых пил: определение и предназначение инструмента, способы заточки

Коррозийное воздействие приносит огромные потери, сильно подрывая бюджет предприятий, поэтому очень широко применяются различные способы борьбы с коррозией.

Какие бывают виды коррозии?

Существует химический и электрохимический коррозионный процесс.Химическая коррозия разрушает металл в результате нахождения последнего в агрессивных средах. Например, процесс окисления железа.

Электрохимическая коррозия разрушает металлы, когда они растворяются в жидкой среде – электролите, а на их поверхности образуются микрогальванические элементы.

Борьба с коррозионными процессами

Существует три основных вида защиты:

  • Активная защита
  • Пассивная защита
  • Конструкционная защита

Активные способы борьбы с коррозией действуют, изменяя структуру электрического поля. Постоянное электрическое поле накладывается источником постоянного тока, в результате электродный потенциал металла повышается. Еще один способ – использовать жертвенный анод, разрушающийся и защищая тем самым обработанную поверхность.

Пассивные методы борьбы включают в себя использование различных лакокрасочных материалов. Эмали и лаки изолируют металлы от воздуха, кислот, воды и внешней среды в целом. Оцинковка не только изолирует от окружающей среды, даже если слой повреждается, но и не позволяет коррозии развиваться.

Существуют различные способы нанесения защитного покрытия на металлы. Например, оцинковка может проводиться с помощью газотермического напыления, в горячем цеху или даже «на холодную». Окраска эмалями и лаками проводится с помощью кисти или валика, а также распылением.

Не стоит забывать, что поверхности металлов следует тщательно подготавливать перед применением защитных покрытий. Весь комплекс методов защиты от коррозийных повреждений зависит от того, как была очищена поверхность до нанесения.

Конструктивная защита обуславливается использованием резиновых прокладок, различных сплавов и так далее.

Компания Докер Кемикал ГмбХ Рус предлагает большой выбор средств для борьбы с коррозией.

NITTRON — Нейтральный преобразователь ржавчины с усиленными ингибиторами

Электрохимическая коррозия

Источник: https://LEDsovet.ru/elektrohimicheskaia-korroziia-opisanie-processa-i-metody-borby/

Как предотвратить электрохимическую коррозию

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Коррозия — процесс разрушения металла под воздействием влаги, агрессивных веществ, с которым контактирует покрытие или изделие в процессе эксплуатации. Это явление распространено, его можно увидеть дома, на улице и на работе. Когда металл оказывается в щелочной, кислой среде начинается окисление, которое со временем преобразуется в ржавчину. Другими словами, происходит химическая коррозия.

Сегодня поговорим о другом типе коррозии, которая образуется из-за «блуждающих токов». Именно она появляется на кранах, полотенцесушителях и прочем сантехническом оборудовании. Разрушение металла «блуждающими токами» называют электрохимической коррозией.

Этому коррозийному процессу подвержены многие металлы, включая надёжную и долговечную нержавеющую сталь. Под воздействием электромеханического влияния изделие быстро теряет привлекательность, происходит разрушение швов, соединений, стенок металла. В результате возникает угроза аварийных ситуаций, вплоть до серьезных протечек, грозящих соседям снизу затоплением и порчей имущества.

Как определить электрохимическую коррозию

Рассмотрим пример образования признаков электрохимкоррозии на полотенцесушителе.

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Оборудование производят из всевозможного сырья. Лучшим вариантом считаются модели из нержавейки, так как эксплуатационный период такого изделия гораздо продолжительней, нежели срок использования аналогов из других металлов. Однако, нержавеющая сталь не всегда способна справиться с агрессивным воздействием электрохимической коррозии.

На начальный процесс разрушения указывают практически незаметные пятна ржавчины, которая образуется на поверхности изделия, далее они добавляют в размерах, а значит — процесс прогрессирует и становится глубже.

Если очистить ржавчину грубым абразивом, то под ней прячется черная точка, говорящая об активном развитии разрушения. Так, ржавчина «поедает» металл снаружи и изнутри, создавая небольшое отверстие. В подобных случаях повреждениям подвергаются все изделие, включая фитинги. Коррозия, как правило, начинает развиваться на слабых участках, которыми являются сварные швы.

Если ржавчина обнаружена на изделии, изготовленном из стали высокого класса, то наверняка проблема заключается в наличии в воде электричества.

Электрохимкоррозия работает при поддержке «помощников», например, хлора, который используется предприятиями для обеззараживания воды, окислителя кислорода, солей кальция, магния и прочие вещества. Ржавчина активно распространяется под воздействием горячей воды — если жидкость внутри трубы нагревается свыше 70°С, разрушающее действие ускоряется.

Почему появляется коррозия?

Чтобы понимать всю схему появления ржавчины на сантехническом оборудовании, стоит знать, откуда в воде появляется электричество.

Среди причин:

  1. Если дом относится к старым постройкам, в нем может быть нереализованным качественное заземление, которое обязательно, если в квартире установлено множество бытовых приборов и современная сантехника, например, ванна с гидромассажем, водонагреватели и пр.

    Заземление обеспечивает безопасность использования техники.

    При эксплуатации оборудования, которое имеет те или иные дефекты, происходит утечка токов, которые отправляются в стояки и взаимодействуют с водой.

    Таким образом появляются точечные «пробои», которые провоцируют образование ржавчины.

    Если заземление выполнено в соответствии с нормативами, подобные неприятности не появятся.

  2. Если в доме проживают любители сэкономить на оплате коммунальных счетов за электроэнергию, появляется проблема электрохимической коррозии. Так, недобросовестные жильцы используют стояк как нулевой провод или же применяют специальные приборы, чтобы «скрутить» показатели счетчика электроэнергии. В результате этих и других манипуляций высоки риски образования коррозийных процессов. Также ситуация небезопасна для жизни — при прикосновении к трубе существует риск удара током.
  3. Разница потенциалов между металлами провоцирует образование неприятности. Токи возникают, если два разных металла плотно контактируют друг с другом. Если проектирование дома выполнено с соблюдением норм и стандартов, подобной проблемы возникнуть не должно, ведь токопроводящие компоненты подвергаются заземлению. Защитные меры способствуют уравниванию потенциалов.
  4. Сегодня широко распространены новые материалы, используемые для изготовления труб и сантехнического оборудования: металлопластик, полиэтилен и пр. Вместе с этим появились и новые проблемы. Так, если при замене части трубы применяется пластиковый аналог, может образоваться разница потенциалов, способствующая появлению «блуждающих токов». Несмотря на то, что пластик относится к группе диэлектриков, он находится в водной среде, которая становится проводником — появление ржавчины в этом случае практически неизбежно.
  5. Образованию токов подвержены не только стояки, но и коммуникации, находящиеся под землей. Блуждающее электричество, находящееся в них, может попасть и в квартиру. На подземные системы оказывают воздействие электрический транспорт (трамвай, троллейбус, поезда метро). Появляются токи утечки, а устранить проблему смогут только эксплуатирующие компании, обязанные проводить тщательные проверки.
  6. Проблемы нередко возникают, если невдалеке от труб, отвечающих за подачу воды и отопление, присутствует электропроводка с некачественной изоляцией. Повреждения провоцируют появление токов, которые блуждают по трубам водоснабжения.
  7. Среди причин коррозии — статическое электричество, накапливающееся на металле при контакте с водой.

Произвести контроль над соответствием рекомендованных норм и соблюдением правил монтажа и использования оборудования в высотном доме не представляется возможным. Зачастую подобные работы выполняют мастера без опыта или с его минимальным наличием.

Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы

Как следствие — аварийные ситуации и неприятные последствия для жильцов дома. Если полотенцесушитель подвергается коррозии, вы можете не иметь к этому отношения, а также не приостановите процесс из-за разрушения инженерного оборудования по причинам, независящим от вас.

Существует несколько мер, которые помогут предотвратить разрушение металла:

  1. Приобретая полотенцесушитель, откажитесь от его установки. Работу стоит доверить опытным мастерам, которые имеют допуск к проведению подобных мероприятий.
  2. Конструкции в обязательном порядке нуждается в заземлении, что особенно актуально для тех, кто врезал пластиковые трубы, расположенные между общим стояком и полотенцесушителем.

Для заземления оборудования можно предпринять несколько вариантов:

  1. Если стояк и его элементы изготовлены из металла, необходимо соединить стояк, например, с помощью хомута и медного провода, сечение которого не меньше 4 мм2. Затем от стояка горячего водоснабжения подключаются проводом к PE-шине и электрическому щиту, находящемуся на этаже.

    Для обеспечения полной безопасности при эксплуатации полотенцесушителя проводят заземления других токопроводящих объектов, включая ванны, изготовленные из нержавеющей стали и чугуна.

  2. Когда стояк и его компоненты изготовлены из полимеров, необходимо установить металлическую вставку, отвечающую диаметру трубы.

    Деталь вставляют между соединением полотенцесушителя и шаровым краном. На вставку монтируют зажим заземления. Используя провод из меди, подключаются к электрощиту.

  3. В случае, когда стояк состоит из пластиковых и металлических элементов, устанавливают вставку из металла между монтируемым оборудованием и шаровым краном.

    На нее крепят зажим и посредством медного кабеля подключаются к щиту.

  4. Еще одно решение задачи — установка системы для уравнивания потенциалов. Монтаж выполняют непосредственно в ванной. Такой шаг позволит избежать коррозии, а также минимизирует риски, связанные с ударом тока.

    Если за систему водоснабжения отвечают трубы из полимеров, то к ближайшему электрощиту также выполняются подключение заземляющих повод.

  5. В продаже представлено множество моделей полотенцесушителей. Эксперты рекомендуют не приобретать слишком дешевые конструкции.

    Для безопасной и длительной эксплуатации стоит обратить внимание на оборудование, снабженное защитой от «блуждающих токов». Полотенцесушители работают на базе полимера, которым обрабатывают внутреннюю часть трубы. Он ликвидирует контакт воды с металлом.

  6. Полимер полностью безопасен, так как не содержит вредных веществ, способных навредить человеку.

    Он не боится чрезмерно высокой температуры, не подвержен разрушению. Стоимость подобной продукции немногим выше стандартных изделий, при этом срок службы превышает период работы аналогов в несколько раз.

  7. Электрическая коррозия устраняется также заменой оборудования на электрическое.

    В этом случае нагрев полотенцесушителя начинается при подключении устройства к розетке. Как правило, на корпусе присутствует кнопка, позволяющая включать или отключать его. Это хорошее решение для многих людей, ищущих безопасный и долговечный вариант.

    Прибор функционирует автономно, не зависит от работоспособности системы водоснабжения, а значит — вы сможет прогреть помещение и высушить вещи даже в том случае, если горячей воды в кране нет. Минус прибора — потребление электроэнергии, за которую придется платить.

Важно! Если выбор пал на электрическое оборудование, следует знать, что оно имеет невысокую мощность, поэтому может работать от стационарного источника питания — розетки. Однако, учитывайте, что прибор работает в ванной, где преобладает высокая влажность, а значит его подключение должно проводиться через УЗО и автомат.

Мы попытались рассказать все самое важное об электрохимической коррозии и методах ее предотвращения/устранения. Вероятно, вы не столкнетесь с подобной проблемой, но, если она уже обнаружена, лучше сразу заявить о неприятности инженеру управляющей компании.

Специалист должен рассказать, какие меры стоит предпринять, какое оборудование станет оптимальным вариантом для вашей ванной комнаты. После установки инженер выполнит проверку полотенцесушителя на предмет герметичности, а также подпишет акт ввода прибора в эксплуатации.

Монтаж полотенцесушителя желательно поручить опытному мастеру, ведь от корректности установки во многом зависит долговечность прибора, а также безопасность и комфорт пользователей.

Источник: https://sanline.by/articles/jelektrohimicheskaja-korrozija

Электрохимическая коррозия

  • Содержание:
  • Механизм электрохимической коррозии
  • Причины возникновения местных гальванических элементов
  • Анодный и катодный электродные процессы
  • Электродный потенциал
  • Поляризация

Электрохимическая коррозия — самый распространенный вид коррозии.  Электрохимическая коррозия возникает при контакте металла с окружающей электролитически проводящей средой. При этом  восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекает не одновременно с ионизацией атомов металла и от электродного потенциала металла зависят их скорости. Первопричиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов в окружающих их средах. Ржавление трубопровода, обивки днища морского суда, различных металлоконструкций в атмосфере — это, и многое другое, примеры электрохимической коррозии.

К электрохимической коррозии относятся такие виды местных разрушений, как питтинги, межкристаллитная коррозия, щелевая.  Кроме того процессы электрохимической коррозии происходят в грунте, атмосфере, море.

  1. Механизм электрохимической коррозии может протекать по двум вариантам:
  2. 1) Гомогенный механизм электрохимической коррозии:
  3. — поверхностный слой мет. рассматривается как гомогенный и однородный;
  4. — причиной растворения металла является термодинамическая возможность протекания катодного или же анодного актов;
  5. — К и  А участки мигрируют по поверхности во времени;
  6. —  скорость протекания электрохимической коррозии зависит от кинетического фактора (времени);
  7. — однородную поверхность можно рассматривать как предельный случай, который может быть реализован и в жидких металлах.
  8. 2) Гетерогенный механизм электрохимической коррозии:

— у твердых металлов поверхность негомогенная, т.к. разные атомы занимают в сплаве различные положения в кристаллической решетке;

—  гетерогенность наблюдается при наличии в сплаве инородных включений.

Электрохимическая коррозия имеет некоторые особенности: делится на два одновременно протекающих процесса (катодный и анодный), которые кинетически зависимы друг от друга; на некоторых участках поверхности электрохимическая коррозия может принять локальный характер; растворение основного мет. происходит именно на анодах.

Поверхность любого металла состоит из множества короткозамкнутых через сам металл микроэлектродов. Контактируя с коррозионной средой образующиеся гальванические элементы способствуют электрохимическому его разрушению.

  • Причины возникновения  местных гальванических элементов могут быть самые разные:
  • 1) неоднородность сплава
  • — неоднородность мет. фазы, обусловленная неоднородностью сплава и наличием микро-  и макровключений;
  • — неравномерность  окисных пленок на поверхности за счет наличия макро-  и микропор, а также неравномерного образования вторичных продуктов коррозии;
  • — наличие на поверхности границ зерен кристаллов, выхода дислокации на поверхность, анизотропность кристаллов.
  • 2) неоднородность среды
  • — область с ограниченным доступом окислителя будет анодом по отношению к области со свободным доступом, что ускоряет электрохимическую коррозию.
  • 3) неоднородность физических условий
  • — облучение (облученный участок — анод);
  • — воздействие внешних токов (место входа блуждающего тока — катод, место выхода — анод);

— температура (по отношению к холодным участкам, нагретые являются анодами) и т. д.

  1. Электрохимическая коррозия: описание процесса, объекты разрушения, методы борьбы
  2. При работе гальванического элемента одновременно протекает два электродных процесса:
  3. Анодный — ионы металла переходят в раствор
  4. Fe → Fe2+ + 2e
  5. Происходит реакция окисления.

Катодный — избыточные электроны ассимилируются  молекулами или атомами электролита, которые при этом восстанавливаются.  На катоде проходит реакция восстановления.

  • O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (кислородная деполяризация в нейтральных, щелочных средах)
  • O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (кислородная деполяризация в кислых средах)
  • 2 H+ + 2e → H2 (при водородной деполяризации).
  • Торможение анодного процесса приводит к торможению и катодного.
  • Коррозия металла происходит именно на аноде.

При соприкосновении двух электропроводящих фаз (например,   мет. — среда), когда одна из них заряжена положительно, а другая отрицательно,  между ними возникает разность потенциала. Это явление связано с возникновением двойного электрического слоя (ДЭС). Заряженные частицы располагаются  несимметрично на границе раздела фаз.

Скачек потенциалов в процессе электрохимической коррозии может происходить из-за двух причин:

При достаточно большой энергии гидратации ионы металла могут отрываться и переходить в раствор, оставляя на поверхности эквивалентное число электронов, которые определяют ее отрицательный заряд. Отрицательно заряженная поверхность притягивает к себе катионы мет. из раствора. Так на границе раздела фаз возникает двойной электрический слой.

На поверхности металла разряжаются катионы  электролита. Это приводит к тому, что поверхность мет. приобретает положительный заряд, который с анионами раствора  образует двойной электрический слой.

Иногда возникает ситуация, когда поверхность не заряжена и, соответственно, отсутствует ДЭС. Потенциал, при котором это явление наблюдается называется потенциалом нулевого заряда (φN). У каждого металла потенциал нулевого заряда свой.

Величина электродных потенциалов оказывает очень большое влияние на характер коррозионного процесса.

Скачок потенциала между двух фаз не может быть измерен, но при помощи компенсационного метода можно измерить электродвижущую силу элемента (ЭДС), который состоит из электрода сравнения (его потенциал условно принят за ноль) и исследуемого электрода.

В качестве электрода сравнения берется стандартный водородный электрод. ЭДС гальванического элемента (стандартный водородный электрод и исследуемый элемент) называют электродным потенциалом.

Электродами сравнения могут также выступать хлорсеребряный, каломельный, насыщенный медно-сульфатный.

Международной конвенцией в Стокгольме 1953г.  решено при записях электрод сравнения всегда ставить слева. При этом ЭДС рассчитывать, как разность потенциалов правого и левого электродов.

  1. E = Vп — Vл
  2. Если положительный заряд внутри системы движется слева направо — ЭДС элемента считается положительной, при этом
  3. Emax=-(ΔGT)/mnF,
  4. где F — число Фарадея. Если положительные заряды будут двигаться в противоположном направлении, то уравнение будет иметь вид:
  5. Emax=+(ΔGT)/mnF.
  6. При коррозии в электролитах самыми распространенными и значимыми являются адсорбционные (адсорбция  катионов или анионов на границе раздела фаз) и электродные потенциалы (переход катионов из металла в электролит или наоборот).

Электродный потенциал, при котором металл находится в состоянии равновесия с собственными ионами называется равновесный (обратимый). Он  зависит от природы металлической фазы,  растворителя, температуры электролита, активности ионов мет.

Равновесный потенциал подчиняется уравнению Нернста:

E=Eο+ (RT/nF) LnαMen+

где, Eο —  стандартный потенциал мет.; R — молярная газовая постоянная; n — степень окисления иона мет.; Т — температура; F — число Фарадея;αMen+ — активность ионов мет.

При установленном равновесном потенциале электрохимическая коррозия не наблюдается.

Если по электроду проходит электрический ток — равновесное состояние его нарушается.  Потенциал электрода изменяется в зависимости от направления и силы тока. Изменение разности потенц., приводящее к уменьшению силы тока,  принято называть поляризацией.  Уменьшение поляризуемости электродов  называют деполяризацией.

Скорость электрохимической коррозии тем меньше, чем больше поляризация. Поляризация характеризуется величиной перенапряжения.

  • Поляризация бывает трех типов:
  • — электрохимическая (при замедлении анодного или катодного процессов);
  • — концентрационная (наблюдается, когда скорость подхода деполяризатора к поверхности и отвода продуктов коррозии мала);
  • — фазовая (связана с образованием на поверхности новой фазы).

Электрохимическая коррозия наблюдается также при контакте двух разнородных металлов. В электролите они образуют гальванопару. Более электроотрицательный из них будет анодом. Анод в процессе будет постепенно растворяться.

При этом идет замедление или даже полное прекращение электрохимической коррозии на катоде (более электроположительном).

Например, при контакте в морской воде дюралюминия с никелем интенсивно  растворятся будет именно дюралюминий.

Источник: https://www.okorrozii.com/elektrximichiskakorozia.html

ПОИСК

    Учебное пособие состоит из двух глав. Первая глава содержит материал по основам металловедения. Даны основные закономерности кристаллизации металла, методы изучения и изменения структуры металла рассмотрены типичные фазовые равновесия в двойных сплавах показана связь диаграмм состояния со свойствами сплавов.

Вторая глава посвящена коррозии металлов и методам защиты металлов от коррозии. Дана классификация видов коррозии, описаны методы изучения и оценки коррозии. Рассмотрены теоретические предпосылки электрохимической коррозии, влияние внешних и внутренних факторов на скорость процесса, характерные особенности наиболее распространенных видов электрохимической коррозии.

При рассмотрении видов химической коррозии основное внимание уделено газовой коррозии. Среди методов защиты от коррозии выделены варианты электрохимической защиты, а также обработка коррозионной среды. [c.2]     Борьба с коррозией (электрохимическим и химическим разрушением металлов и сплавов) — проблема особой важности.

Важнейшими методами защиты от электрохимической и химической коррозии являются использование вместо корродирующих металлов нержавеющей стали, химически стойких (кислотоупорных) и жаропрочных сплавов, защита поверхности металла специальными покрытиями, а также электрохимические и другие методы.

К электрохимическим методам защиты в средах, проводящих электрический ток, можно отнести катодную защиту и способ протекторов. При катодной защите предохраняемый от разрушения металл (конструкцию) присоединяют к отрицательному полюсу источника электрической энергии.

При протекторном способе к защищаемому металлу (например, подводной металлической части морских судов) присоединяют в виде листа другой, более активный металл — протектор (цинк и некоторые сплавы), который и будет разрушаться. [c.161]

    Электрохимические методы защиты металлов.

В связи с тем, что процесс коррозии имеет электронный характер, металл можно защищать наложением внешней разности потенциалов. При этом поток электронов следует направлять в сторону, противоположную той, какая наблюдалась бы при протекании коррозии мета лов. Таким путем достигается уменьшение, а иногда и полное прекращение коррозии. [c.341]

    В зависимости от контролирующего фактора выбирают метод защиты металла от коррозии. При комплексной защите от коррозии необходимо, чтобы все методы действовали в одном направлении.

Применение одновременно нескольких методов, действующих на различные контролирующие стадии электрохимической коррозии, понижает эффективность защиты.

Например, если ограничение коррозии металла достигнуто методами, тормозящими анодный процесс (легированием стали хромом, добавкой окислителей или анодных ингибиторов в раствор), то нерационально одновременно применять способы, тормозящие катодный процесс (устранение катодных включений в сплаве, уменьшение аэрации раствора или добавление катодных ингибиторов). Применение методов защиты, уменьшающих термодинамическую неустойчивость системы, всегда в той, или иной степени будет способствовать понижению скорости коррозии. [c.8]

    Защита от коррозии имеет чрезвычайно большое значение. Ежегодные потери от коррозии составляют 10—12% от общего количества добываемых металлов. Среди методов защиты распространено создание на поверхности металлических предметов защитных слоев (покрытия лаками, красками, слоями других металлов, оксидирование, фосфатирование), специальная обработка окружающей среды (ввод ингибиторов коррозии, продувка инертным газом) и др. Остановимся лишь на некоторых вопросах электрохимической защиты от коррозии. [c.337]

    В учебном пособии изложены современные представления о коррозии металлов и методы борьбы с ней.

Наряду с основными представлениями о процессах коррозии металлов приведены особенности кристаллического строения, структуры и свойств металлов, основные физико-химические свойства растворов электролитов.

Рассмотрены разновидности электрохимической коррозии и принципы защиты от нее металлических конструкций. [c.2]

    Поскольку парциальное давление водорода в атмосфере рн, =5-10- атм, а pH сред может существенно различаться (от О до 14), потенциал водородного электрода варьирует от +0,186 до —0,828 В. Устойчивость против воздействия корродирующей среды обеспечивается пассивацией поверхности металлического изделия.

Особую роль в предотвращении коррозии играют электрохимические методы защиты и, в частности, так называемая протекторная защита. Для этого с защищаемой металлической конструкцией электрически соединяют металл с более электроотрицательным потенциалом. Образуется гальванический элемент, в котором растворяется металл протектора.

[c.204]

    К электрохимическим методам защиты относится протекторная зашита и катодная. Для осуществления протекторной защиты используется специальный анод — протектор, в качестве которого применяют металл более активный, чем металл защищаемой конструкции (алюминий, цинк).

Протектор соединяют с защищаемой конструкцией проводником электрического тока. В процессе коррозии протектор служит анодом и разрушается, тем самым предохраняя от разрушения защищаемую конструкцию.

Катодная защита отличается от протекторной тем, что защищаемая конструкция, находящаяся в агрессивной среде, присоединяется к катоду внешнего источника электричества.

В ту же агрессивную среду помещают кусок старого металла (рельс, балка), присоединяемый к аноду внешнего источника электричества в процессе коррозии этот старый металл становится анодом и разрушается, а защищаемая конструкция — катодом. [c.174]

    Возможность химических превращений должна учитываться как прн оценке кинетики процессов коррозии, так и при выборе средств защиты от коррозии. Особенно это важно при решении вопросов защиты от коррозии металлов электрохимическими методами. [c.25]

    К. Коррозия и защита от коррозии. Теория коррозии. Коррозия металлов и сплавов в эксплуатационных условиях. Защитные металлические покрытия и химическая обработка поверхности. Неметаллические коррозионностойкие материалы и защитные покрытия. Ингибиторы коррозии. Электрохимические методы защиты. Методы испытаний. [c.33]

    Рассмотрим два чисто электрохимических метода защиты от коррозии.

Металл, который нужно защитить от коррозии, присоединяют к более активному металлу, имеющему более отрицательное значение Тогда анодная реакция протекает преимущественно на поверхности металла-протектора, который постепенно растворяется, а его ионы переходят в раствор. Это пример протекторной защиты. [c.82]

    Процесс коррозии, как химической, так и электрохимической, всегда начинается, как было указано, с поверхности металла в результате действия на поверхность корродирующего агента.

Поэтому основные методы борьбы с коррозией заключаются в изоляции поверхности металла от действия корродирующего агента. Такая изоляция достигается в большинстве случаев покрытием металла защитной пленкой, не проницаемой для коррозионной среды.

В случаях, когда нанесение защитной пленки по условиям работы металла или изделия невозможно, применяют электрохимические методы защиты. [c.30]

    Защита металлов от контактной коррозии осуществляется правильным подбором контактирующих металлов, использованием изолирующих прокладок, применением электрохимических методов защиты, введением ингибиторов коррозии. [c.42]

    Разбавленные минеральные кислоты применяются в некоторых отраслях народного хозяйства. Вследствие коррозии хранение таких кислот в стальной таре или проведение с ними каких-либо реакций в стальной аппаратуре недопустимо.

Наряду с покрытиями и электрохимическими методами защиты металлов в настоящее время широко применяются ингибиторы коррозии.

Используемые в промышленности ингибиторы сильно уменьшают коррозию железа и стали в 10—15%-ных и более крепких растворах минеральных кислот, но недостаточно эффективны в разбавленных растворах. [c.98]

    Электрохимические методы защиты металлов легче всего понять путем рассмотрения соответствующей диаграммы Пурбэ (для железа она представлена в полном и в упрощенном вариантах соответственно на фиг. 33 и 34).

Железо не будет корродировать, когда его потенциал и величина pH окружающей среды попадают в область иммунитета, в которой металл термодинамически устойчив.

Для достижения этих условий металл должен быть поляризован таким образом, чтобы его потенциал снизился от величины, соответствующей условиям беспрепятственной коррозии, до величины, несколько меньшей нормального электродного потенциала. На этом принципе основана катодная защита, рассматриваемая в разд. 3.2.

Другим методом электрохимической защиты является обеспечение пр ыва-ния Железного электрода в области пассивного состояния, что требует поляризации для облагораживания потенциала (если pH среды составляет 2—9).

В интервале значений pH = 9-4-12 железо либо находится в состоянии иммунитета, либо в пассивном состоянии, а при pH < 2 пассивность не достигается. Этот тип защиты, часто называемый анодной защитой, описан в разд. 3.3.

В отличие от катодной защиты он неприменим во всем диапазоне значений pH, и действие защиты может прекратиться, если повреждена пассивная пленка, например, в присутствии хлоридных ионов. Катодная защита может осуществляться в любой среде, если только нет посторонних эффектов, например непосредственного химического разъедания металла. Здесь следует напомрить о различии между иммунитетом, т. е. областью, в которой коррозия (электрохимическое разъедание) не может происходить, и пассивностью, т. е. областью, в которой коррозия не происходит. [c.128]

    В настоящем разделе приведено 12 работ, полностью посвященных ознакомлению студентов с осуществлением и исследованием эффективности различных методов защиты металлов от электрохимической коррозии металлические покрытия, горячие и электролитические (работы № 23—27), фосфатирование и оксидирование (работы № 28—30), лакокрасочные покрытия (работа Хо 34), а также электрохимические методы защиты (работы № 31 и 32) и применение ингибиторов коррозии (работа № 33). Легирование как метод повышения кислотостойкости сплава рассмотрено в части II настоящего руководства (работа № 14). [c.196]

    Изложены теоретические основы газовой и электрохимической коррозии, рассмотрены виды коррозии, коррозионные характеристики металлов, сплавов и неметаллических металлов. Приведены методы защиты машин и аппаратов от коррозии. Во 2-е издание включен раздел, содержащий типовые работы учебно-исследовательского лабораторного практикума. [c.2]

    Наибольшее распространение электрохимические методы получили в металлургии цветных и редких металлов и в производстве ряда других минеральных веществ.

В настоящее время большое значение приобрели электрохимические методы защиты металлов и их сплавов от коррозии путем гальваностегического покрытия их тонким слоем другого стойкого металла (хромирование, никелирование, меднение, серебрение, золочение, цинкование, кадмирование, свинцевание, лужение и т. п.).

Благодаря применению этих методов защиты удается ежегодно сохранить тысячи тонн дорогостоящих цветных металлов и одновременно удлинить срок службы металлических изделий., [c.551]

    Для защиты металлов от питтинговой коррозии применяют электрохимические методы защиты, ингибиторы коррозии, рационально легированные сплавы (хромоникелевые стали, легированные молибденом, кремнием). Наибольшую коррозионную стойкость в средах с большим содержанием иона хлора имеет титан. [c.40]

    Существует очень много способов борьбы против коррозии. Широко используются электрохимические методы защиты стальных конструкций на морских нефтяных промыслах, например на знаменитых Нефтяных Камнях в Каспийском море. При этом используют так называемые протекторы, представляющие собой слитки сплава Mg и А1, т. е. металлов, еще более химически активных, чем железо.

Протекторы навешивают на погруженные в морскую воду части стальных эстакад. В результате устансиления разности потенциалов между электродами — железным (эстакада) к магний-алюминиевым (протектор) — Mg и А растворяются, а на железном электроде выделяется молекулярный водород (ион Н+ из воды разряжается на более электропо-ложительггом металле). Например, для магния  [c.

118]

    Для определения эффективности защиты металла от коррозии применялся электрохимический метод, основанный на снятии поляризационных кривых для металла контактирующего с ингибированной и неингибированной агрессивными средами, а также последующем анализе хода катодных и анодных ветвей этих кривых.

Поляризационные измерения и обработку полученных данных проводят при этом по известной методике (ГОСТ 9.

506-87 (СТ СЭВ 5733-86)), дополняя ее расчетом степени защиты металла от коррозии ингибитором, Расчет заключается в экстраполяции тафелевых участков поляризационных кривых, снятых в ингибированной и неингибированной средах, до значений соответствующих потенциалов коррозии, в результате чего можно определить величины токов коррозии в неингибированной(1о) и ингибированной (1) средах. Степень защиты металла ингибитором 2 (%) и коэффихщент торможения коррозии л вычисляют по формулам  [c.168]

    В химической и других отраслях промышленности наиболее распространенным видом коррозии является электрохимическая, что обусловливает электрохимический подход к изучению поведения металлов и сплавов в агрессивных средах. Появление по-тенциостата предопределило и повышенный интерес к разработке электрохимических методов защиты с автоматическим регулированием и контролем потенциала. [c.6]

    Кузуб В. С., Богачева Н. А. Промышленное применение нового электрохимического метода защиты металлов от коррозии. Интеркомплекс-74, Сер. 12. Киев, УкрНИИТИ, 1974, с. 1-60. [c.178]

    При защите металлов от коррозии наиболее эффективен метод, который тормозит основную контролирующую стадию данного электрохимического процесса, т. е. когда основной фактор защиты данного метода совпадает с контролирующим фактором данного коррозионного процесса.

При одновременном применении нескольких методов защиты металла от коррозии, как привило, легче достичь более полной защиты, если все эти методы действуют преимущественно на основную контролирующую стадию электрохимического коррозионного процесса.

Например, при уменьшении коррозии металла добавлением анодных ингибиторов (пассиваторов) усиление эффекта защиты достигается также введением катодных присадок в сплав или дополнительной анодной поляризацией, т. е. рядом методов, тормозящих анодный процесс.

Наоборот, одновременное применение нескольких методов, действующих на различные контролирующие стадии электрохимической коррозии, будет, как правило, менее эффективным, а иногда и вредным.

Например, если ограничение коррозии металла достигнуто методами, тормозящими анодный процесс (легирование стали хромом, добавкой окислителей или анодных ингибиторов в раствор), то нерационально одновременно применять методы, тормозящие катодный процесс (устранение катодных включений в сплаве, уменьше- [c.48]

    В сборнике рассматриваются закономерности коррозионного поведения металлов и методы защиты их от коррозии различными покрытиями.

Также расошатриваются факторы, влияюще на коррозию, механизм ингибирования, особенности электрохимического поведения сплавов титана в различных средах, принципы конструирования металлического оборудования в коррозионностойком исполнении в электрохимических производствах. [c.2]

    К электрохимичским методам борьбы с коррозией относятся такие, в основе которых лежит принцип непосредственного воздействия на скорость протекания сопряженных катодных и анодных электродных реакций. Эффект электрохимических методов прежде всего выражается в изменении потенциала защищаемого металла.

Изменение потенциала может быть вызвано катодной или анодной поляризацией, а также введением ингибиторов в среду. По этому признаку ингибиторы коррозии, вводимые в агрессивные растворы, можно классифицировать как электрохимический метод защиты.

Однако обычно ингибиторы выделяют в особую группу методов, а к электрохимическим способам борьбы с коррозией относят катодную и анодную защиту. [c.121]

    Наиболее характерны.м катодным процессом в случае подзе.мной коррозии является кислородная деполяризация, хотя в почвах, имеющих сильнокислую реакцию (pH ниже 3), может происходить и водородная деполяризация.

Подземные трубопроводы могут корродировать также за счет работы макрогальванических пар, возникающих из-за различной аэрации или неодинакового состава почвы на соседних участках. Грунтовая коррозия очень опасна, так как она часто проявляется в виде глубоких раковин и точечных изъязвлений.

Защита от почвенной коррозии осуществляется путем изоляции металлов нефтебитумными композициями, а также липкой полиэтиленовой или полихлорвиниловой лентой в сочетании с электрохимическими. методами защиты. [c.32]

Источник: https://www.chem21.info/info/365555/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector