ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контролирующий фактор и методы противокоррозионной защиты из "Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы " В общих случаях коррозии, как химической, так и электрохимической, различают два основных типа контроля, т. е. основного фактора, ограничивающего скорость процесса коррозии. Если протекание коррозии определяется в основном торможением диффузионных процессов, то говорят о диффузионном контроле если затрудненность в протекании непосредственно самой реакции, говорят о кинетическом (активационном) контроле коррозионного процесса. Очень часто эти факторы имеют соизмеримое значение, тогда имеем дело с диффузионно-кинетическим контролем коррозионного процесса. [c.40] Для электрохимического механизма коррозии следует более детализировать контролирующий фактор, относя его раздельно к катодным и анодным реакциям. Процесс электрохимической коррозии представляет собой замкнутый цикл из отдельных более простых последовательно (а частично также параллельно) соединенных ступеней 7]. Поэтому установление реальной скорости коррозионного процесса находится в прямой зависимости от суммарного его торможения на каждой из этих более простых элементарных ступеней. [c.40] В более общем случае все ступени в меру их кинетического сопротивления, определяемого падением потенциала на данной ступени, принимают участие в установлении общей скорости коррозионного процесса. Количественное соотношение между основными контролирующими факторами электрохимической коррозии может быть определено на основании изучения кинетики электродных (анодных и катодных) реакций в условиях протекания коррозии и построения соответствующих коррозионных диаграмм (рис.9). Здесьи Е Х— соответственно анодная и катодная поляризационные кривые, т. е. зависимости потенциала анода или катода от величины коррозионного тока. Соотношение (f — P /Kop=tg9 представляет собой общую поляризуемость или общее торможение протеканию данного коррозионного процесса (вомическом выражении). Аналогично этому А А /кор=1ёа и A -/ op=tgр представляют собой среднюю анодную и соответственно катодную поляризуемость (торможение). Омическое сопротивление протекания коррозионного процесса определяется величиной tgY. [c.41] Можно количественно выразить степень контроля для каждой ступени в процентах, например, степень катодного контроля =[A /( S1— а)]-100. [c.42] Таким образом, если для данной коррозионной системы можно построить поляризационную диа рамму, то вопрос о соотношении степеней контроля для основных ступеней решается довольно просто. В случае необходимости можно также определить степень контроля электродных процессов более элементарными стадиями [7]. В зависимости от соотношения показателей кинетики анодных и катодных процессов, характер основного контролирующего, а вместе с ним коррозионного процесса, может значительно изменяться. Одновременно коренным образом изменяются и факторы воздействия на снижение скорости коррозионного процесса. Сказанное можно пояснить поляризационной диаграммой коррозии, приведенной на рис. 10, где характерные случаи коррозии с различными встречающимися в практических условиях соотношениями контроля проанализированы на основе сопоставления кинетики анодных и катодных процессов. [c.42] Преимущественно катодный контроль при превалирующем торможении за счет диффузии кислорода. Анодная кривая ЕраМ пересекает катодную в точке М в области предельных диффузионных токов. Соотношение Л.Ек211 Еа2 велико, т. е. заметная анодная пассивность отсутствует. Этот случай соответствует, например, коррозии железа, а также цинка и ряда других металлов в активном состоянии в нейтральных растворах хлоридов при относительно невысокой скорости подвода кислорода, например, в спокойной или слабо перемешиваемой морской воде. [c.43] Преимуи ественный катодный контроль с превалирующим значением водородной деполяризации. Анодная кривая Ea N пересекает катодную кривую в точке N в области преимущественной водородной деполяризации, т. е. при токе, заметно превосходящем предельный диффузионный ток по кислороду. Соотношение АБаз/А аз велико. Пассивация отсутствует. Коррозия протекает при достаточно отрицательных потенциалах с преимущественной водородной деполяризацией. Это типичный случай для коррозии железа, цинка и ряда других металлов в неокисляющих кислотах, а для таких активных металлов как магний, даже в нейтральных хлоридных средах. Скорость коррозии в большей мере зависит от значения перенапряжения водорода, сильно возрастая с понижением перенапряжения (при включении примесей с низким перенапряжением, например, примесей железа в цинке). Скорость коррозии сравнительно незначительно зависит от аэрации и перемешивания, однако сильно увеличивается с уменьшением pH. [c.43] АЕк4 и AiiA4 соизмеримы или даже А к4/Д а4 1. Обычно это характеризует заметную анодную пассивность. Характерный пример коррозии металлов из пассивного состояния железо и сталь в азотной кислоте, нержавеющие стали в аэрированных нейтральных или слабокислых растворах в отсутствии хлор-ионов, титан в слабокислых растворах, алюминий в нейтральных растворах. Скорость коррозии зависит от плотности тока анодного растворения из пассивного состояния и может сильно повышаться при наличии активных ионов, например, при увеличении концентрации хлор-ионов в азотной кислоте для железа и стали или фтор-ионов для титана. [c.44] Смешанный катодно-анодно-омический контроль. Наряду с катодным АКк5 и анодным торможением имеется некоторое омическое падение потенциала IR в цепи между катодными и анодными участками. Анодная кривая EasN, в этом случае при установившемся токе коррозии /5, не пересекает катодную кривую N. Это случаи коррозии при заметном сопротивлении электролита, например, вследствие большого удаления анодных участков от основных катодов (характерный случай коррозии подземных трубопроводов за счет неоднородной аэрации отдельных его участков). При этом скорость коррозии заметно возрастает с увеличением электропроводности коррозионной среды. [c.44] Определение степени контроля представляет собой важную количественную характеристику для каждого нового случая коррозии, механизм которого еще не ясен. Любая научно обоснованная попытка повлиять на скорость коррозионного процесса должна начинаться с изучения кинетики основных ступеней коррозионного процесса и установления характера контроля. В сложной цепи, состоящей из последовательно соединенных ступеней, наибольшее значение для установления скорости коррозии будет иметь стадия с максимальным торможением, т. е. стадия, имеющая преимущественный контроль. Стадии с минимальным торможением в этом случае не будут определять устанавливающую скорость коррозионного процесса. Наоборот, при возможности протекания коррозионного процесса рядом параллельных путей, общая скорость коррозии, в основном, будет зависеть от пути с наименьшим торможением. При этом пути с наибольшим торможением часто не принимают во внимание. [c.44] Установление характера кинетики основных контролирующих стадий коррозионного процесса в данных условиях позволяет обоснованно выбирать наиболее эффективные для данного случая методы борьбы с коррозией. Помимо повышения термодинамической стабильности коррозионной системы существует большое количество разнообразных методов защиты металлов от электрохимической коррозии. Их можно разделить на следующие виды. [c.45] Защитные покрытия, к которым относятся покрытия на органической основе (лакокрасочные и высокополимерные покрытия, смазки), на неорганической основе (оксидные, фосфатные, хроматные и др.), металлические различных типов (металлизационные, горячие, и диффузионные покрытия, плакирование). Толщина защитных покрытий может быть различной от очень тонких защитных слоев (составляющих до 10 нм) как, например, адсорбционные пассивные пленки, до толстых обкладок (плакировок и футеро-вок, толщина которых превышает иногда несколько миллиметров. [c.45] Обработка коррозионной среды, понижающая ее коррозионную активность, например, нейтрализация кислых сред и обескислороживание воды для паровых котлов, применение различных ингибиторов коррозии как для жидких, так и для газообразных сред (так называемые летучие ингибиторы с высоким давлением насыщенного пара, применяемые сейчас для длительной консервации металлических деталей). [c.45] Электрохимическая защита, основанная на способах а) катодной защиты наложением внешнего тока или применения протекторов (жертвенных анодов) б) анодной электрохимической защиты в) защиты от блуждающих токов применением электродренажа, протекторов с выпрямителями (диодами) или секционирования протяжных металлоконструкций. [c.45] К методам защиты следует отнести также применение конструкционных металлических материалов повышенной коррозионной стойкости и рациональное конструирование и эксплуатация металлических сооружений и деталей. [c.45] В табл. 5 приведена классификация методов защиты от коррозии, сделанная с учетом основного фактора защиты для каждого метода. Как видно из таблицы, для защиты практически применяют как методы, базирующиеся на уменьщении степени термодинамической нестабильности, так и методы, основанные на торможении кинетики катодных и анодных процессов и, в несколько меньшей степени, методы, воздействующие посредством увеличения общего омического сопротивления коррозионной системы. [c.46] Некоторые методы могут иметь также смешанный механизм действия, так как они в соизмеримой степени тормозят несколько ступеней коррозионного процесса или наряду с этим снижают степень термодинамической нестабильности коррозионной системы. Сюда, например, могут быть в общем случае, отнесены различные органические покрытия, частично изолирующие изделия от коррозионной среды, частично тормозящие электродные процессы и увеличивающие одновременно омическое сопротивление. [c.46] Наиболее важными являются методы защиты, направленные на повышение торможения анодного процесса, иначе говоря, методы, способствующие поддержанию коррозионных систем в устойчивом пассивном состоянии. Создание большинства коррозионноустойчивых сплавов, например, нержавеющих сталей, применение широкого класса анодных ингибиторов и пассиваторов (как в виде добавок в коррозионные среды, так и в защитные полимерные пленки или смазки) относятся к этим методам защиты. Защита с применением анодного торможения коррозионного процесса дополнена принципиально новыми методами катодным легированием сплавов [20] и анодной поляризацией внешними токами — анодная защита (С. Эделя-ну, В. М. Новаковский, А. И. Левин, И. Д. Томашов, Г. П. [c.46] Введение в раствор катионов, понижающих перенапряжение катодного процесса. Введение окислителей или анодных ингибиторов в коррозионную среду или защитное покрытие. Применение анодной электрохимической защиты. [c.47] Вернуться к основной статье