37-38 (1016108)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

37. Электрохимическая коррозия и ее механизм

Электрохимическая коррозия – коррозия, сопровождающаяся возникновением электрического тока и протекающая, как правило, в средах с хорошей ионной проводимостью.

По условиям осуществления различают:

• коррозия в электролитах,

• атмосферная коррозия,

• электрокоррозия,

• коррозия под действием механического напряжения.

Причинами возникновения электрохимической коррозии служат различные виды неоднородностей как самой поверхности металла или сплава, так и коррозионной среды. В результате вся поверхность, соприкасающаяся с токопроводящей коррозионной средой, разделяется на катодные и анодные участки, которые имеют очень малые размеры и чередуются друг с другом. В такой среде они представляют собой совокупность огромного числа короткозамкнутых коррозионных микроэлементов, вследствие чего электрохимическую коррозию часто называют гальванической коррозией.

Механизм электрохимической коррозии сводится к возникновению и функционированию коррозионных гальванических макро- и микроэлементов. Электроны в процессе коррозии не выходят из корродирующего металла, а перемещаются внутри него от анодных участков к катодным.

Процесс электрохимической коррозии представляет собой совокупность двух сопряженных полуреакций, одновременно протекающих на поверхности металла:

a) aнодной, сопровождающейся окислением атомов металла на анодных участках поверхности:

(-)A: M→M^(z+)+Ze

б) катодной, сопровождающейся восстановлением окислителя коррозионной среды (электролита) на катодных участках поверхности:

(+) K: Оф+Ze→ Вф.

Дeпoляризaторы - окислители электрохимической коррозии. К наиболее часто встречающимся деполяризаторам относятся молекулы кислорода О2 воды Н2О и ионы водорода Н⁺.

Основными катодными реакциями с их участием при электрохимической коррозии являются: 1) в аэрированных (насыщенных кислородом) коррозионных средах:

а) нейтральных и щелочных (ph>=7): (+) K: O2+2H2O+4e→4OH- ( =0,401В);

б) кислотных (pH<7): (+)К: O2+4 +4e→2H2O ( =1,229В);

2) в деаэрированных (не содержащих растворенный кислород) коррозионных средах:

а) нейтральных и щелочных(pH>=7): (+)K: 2H2O+2e→H2+2O ( =0,828В); б) кислотных(pH<7): (+)K:2 +2e→H2 =0В).

Факторы, приводящие к электрохимической коррозии:

• неоднородность эвтектического сплава по его химическому и фазовому составу,

• конструктивные особенности изделий и машин,

• их эксплуатация в реальных условиях,

• контакт разных металлов в одном узле,

• различный уровень как внутренних, так и внешних механических напряжений в пределах одной детали.

Скорость электрохимической коррозии определяется скоростью лимитирующей стадии либо катодной, либо анодной реакций.

Катодный контроль - скорость коррозии с кислородной деполяризацией возрастает при перемешивании раствора, а замедляется деаэрацией. Коррозия с водородной деполяризацией может быть замедлена путем снижения Т, удаления из металла катализирующих катодный процесс примесей, уменьшение содержания Н+ ионов, изоляции поверхности металла.

Анодный контроль - торможение реакции происходит по причинам:

• интенсивность электрохимической реакции,

• диффузия анионов к поверхности и ионизацией атомов металла вследствие возрастания концентрации его ионов вблизи поверхности,

• пассивность металлов (пассивация).

Факторы влияющие на скорость коррозии:

• рН

• состав среды

• температура

• природа

• концентрация окислителя.

Коррозия малоуглеродистой стали в различных средах

Малоуглеродистая сталь содержит до 0,2%углерода, основное – железо.

1. в аэрированных коррозионных средах:

• нейтральных и щелочных (рН≥7)

(-)А: Fе → Fе²⁺ + 2е

(+)К : О2 + 2Н2О + 4е →4 ОН Fе + О2 + 2Н2О →2Fе(ОН)2

- в кислой среде (рН<7)

(-)А: Fе → Fе²⁺+ 2е

(+)К: О2 + 4 Н+ + 4е → 2Н2О

2 Fе + О2 + 4НСN →2Fе(СN)2 + 2Н2О

1. в деаэрированной коррозионной среде:

• нейтральных и щелочных (рН≥7)

(-)А: Fе → Fе²⁺+ 2е

(+)К : 2Н2О + 2е → Н2 + 2ОН Fе + 2Н2О → Н2 + Fе (ОН)2

- в кислой среде (рН<7)

(-)А: Fе → Fе²⁺+ 2е

(+)К: 2Н+ + 2е → Н2

Fе + 2НСN → Н2 + Fе(СN)2

38. Защита металлов от газовой коррозии. Методы защиты металлов от электрохимической коррозии: легирование, обработка среды, неорганические (в том числе металлические) и органические покрытия; электрохимическая защита (протекторная, катодная, анодная).

Методы защиты материалов от электрохимической коррозии:

Легирование поверхностное или объемное другими металлами, например, хром или никель, добавленные к стали в качестве легирующих компонентов, при высокой температуре диффундируют (присоединяют) к поверхности и образуют устойчивый оксидный слой. В качестве легирующих добавок используют Сr, Ni, Мо, Сu, и др. в результате получают сплавы с более высокой коррозионной стойкостью, чем исходные материалы.

1) Объемное легирование осуществляют на стадии выплавки конструкционных материалов

2) Поверхностному легированию подвергают уже готовые изделия и осуществляют это методом ионной имплантации (способ введения атомов примесей в поверхностный слой пластины или эпитаксиальной пленки путём бомбардировки его поверхности пучком ионов c высокой энергией

(10—2000 КэВ)).

Обработка среды - изменение свойств коррозионной среды, т.е. уменьшение ее агрессивности, осуществляется с помощью введение в нее специальных ингибиторов коррозии. Защиту ингибиторами применяют в системах с постоянным или мало обновляемым объемом коррозионной среды (цистернах).

Ингибиторы - химическое соединение или композиции на их основе, введение которых в небольших количествах (до 1% масс) в коррозионную среду резко снижает скорость коррозии.

Неорганические ингибиторы коррозии используются чаще всего. К ним относятся некоторые пассиваторы (переводят металл в неактивное состояние), катодные, анодные,

пленкообразующие ингибиторы и т.д. Ингибирующий эффект таких соединений можно объяснить их составом. Некоторые анионы (PO4^3-, NO2^-, CrO4^2-, SiO3^2-, Cr2O7^2-), а также катионы (Ni²⁺, Са²⁺, As³⁺, Sb³⁺,

Zn²⁺, Bi³⁺) способствуют уменьшению скорости коррозионного процесса (абсорбируются на корродирующей поверхности). К неорганическим ингибиторам коррозии относятся фосфаты, бихроматы,

хроматы, нитриты, полифосфаты, силикаты и т.д.

Органические ингибиторы коррозии считаются веществами смешанного действия. Они замедляют катодную и анодную реакции. Очень часто их используют при кислотном травлении. При этом различные загрязнения, ржавчина, окалина удаляются с поверхности, а основной металл не растворяется. Защитный эффект органических ингибиторов зависит от их концентрации, температуры, природы соединений. Чаще всего в состав органических ингибиторов входит кислород, азот, сера. Они адсорбируются исключительно на поверхности металла. К органическим ингибиторам относятся некоторые летучие, амины (производные амиака), органические кислоты и их соли и др.

Электрохимическая защита:

Катодная защита - подключение защищаемой конструкции к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока, присоединение к защищаемой конструкции электрода, изготовленного из более активного металла.

Анодная защита - анодная поляризация: потенциал защищаемого металла смещают в положительную сторону до значений, лежащих в пассивной области анодной поляризационной кривой, путём присоединения защищаемой конструкции к положительному полюсу внешнего источника тока, а вспомогательного электрода к отрицательному.

По механизму своего защитного действия и поведению изделия в условиях электрохимической коррозии, металлические защитные покрытия подразделяются на катодные-коррозионно-стойкие и анодные-протекторные. Металлы катодных покрытий имеют в данной среде большие (более положительные) значения электродных потенциалов, чем значение потенциалов, на которые они нанесены. Металлы анодных покрытий имеют меньшие (более отрицательный) значения потенциалов в данной среде, чем потенциал на которые они нанесены.

Протекторная защита осуществляется путем присоединения к защищаемому металлу протектора – более активного (т.е. менее благородного металла), который легче окисляется и, тем самым предохраняет основной металл от коррозии.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ответов (шпаргалок)