ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контактная коррозия из "Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы " При контакте металлов с различными электрохимическими потенциалами скорость коррозии может значительно измениться. В наиболее обычных случаях коррозия металла, имеющего более отрицательный потенциал (анод пары) увеличивается, а скорость коррозии металла с более положительным потенциалом (катод) — уменьшается по сравнению со скоростью в отсутствие контакта. [c.77] Однако в некоторых случаях, как будет показано ниже, возможны и отступления от этой более общей зависимости. Например, возможно снижение скорости коррозии анода, если металл (нержавеющие стали и др.) склонен к пассивации или увеличение скорости коррозии катода, если металл (алюминий и др.) чувствителен к катодному подщелачи-ванию. Контактная коррозия может наблюдаться также и в том случае, если в конструкции, изготовленной из того же металла, есть разница в потенциалах различных ее частей. Например, в сварных конструкциях потенциал сварного шва может отличаться от потенциала основного металла. При наличии отдельных участков — либо нагартованных или напряженных, либо находящихся при различных температурах, участки с более отрицательным потенциалом могут такя е подвергаться коррозии, аналогичной контактной. Если в растворе присутствуют ионы благородных металлов, то при их местном осаждении на поверхности конструкции может также произойти коррозия подобного типа. [c.77] Возможность контактной коррозии при сочленении разнородных металлов должна обязательно учитываться конструкторами и технологами при конструировании и эксплуатации различного оборудования. Вопросам контактной коррозии в различных условиях (нейтральных и агрессивных средах, в атмосферных условиях и, особенно, в морской воде) уделяется большое внимание [6, 7, 50, 51]. [c.77] Заключение о том, какой из двух разнородных металлов, находящихся в контакте, будет анодом, можно сделать непосредственно по потенциалам коррозии этих металлов в данной коррозионной среде. В табл. 6 приведен ряд конструкционных металлов и сплавов, расположенных последовательно по возрастанию их потенциала коррозии в морской воде, причем каждый вышестоящий металл будет анодом по отношению к любому нижестоящему. Однако скорость контактной коррозии анода поры будет определяться поляризационными характеристиками контактирующих металлов, соотношением их площадей и омическим сопротивлением системы. [c.77] Примечание. Указанные численные значения потенциалов, а иногда и порядок расположения металлов имеют ориентировочный характер, так как в зависимости от чистоты металла, состава морской воды, а главное, степени аэрации и состояния поверхности металла их потенциалы могут изменяться в различной степени. [c.78] Пассивное состояние нержавеющей стали обычно соответствует установлению электродного потенциала данного металла в условиях быстрого движения аэрируемой морской воды активное состояние металла — в слабо аэрируемой, застойной зоне морской воды. [c.78] Если исходить из электрохимического механизма коррозии, то величина контактной коррозии Q пропорциональна току коррозионной пары, т. е. Q = kl, где k = xA Fn т —время прохождения тока Л — атомный вес металла п — валентность анодного металла в данном коррозионном процессе F — число Фарадея. [c.79] Анализ формулы показывает, что коррозионный ток пары на единицу площади анодного металла (/ д = 1) будет тем выше, чем больше начальная разность потенциалов коррозии контактируемых металлов в данной среде Е — д ). чем меньше поляризуемость электродов Рк и Рд и омическое сопротивление коррозионной пары R, чем больше площадь катода Fk. Таким образом, могут возникнуть очень опасные контакты, приводящие к быстрой коррозии анода пары и менее опасные контакты, где ускорение коррозии анода может быть не существенным. [c.79] Характерные случаи влияния величины контактного тока можно в более общем виде рассмотреть на коррозионной диаграмме (рис. 19), из анализа которой можно сделать следующие выводы. Если анод остается в активном состоянии, то повышение катодной эффективности (например, за счет понижения катодного перенапряжения, увеличения катодной поверхности или увеличения предельного диффузионного тока) сильно повышает анодный ток пары (например, при переходе от точки 1 к точке 2). Однако если анод склонен к пассивации (анодная кривая ЛВС), то сильное повышение катодной эффективности может привести к пассивации анода и снижению его коррозии (уменьшение тока при переходе от точки 2 к точке 3). В области пассивного состояния анода изменение катодной эффективности мало изменяет ток пары и, следовательно, коррозию анода (точки 3 к 4). [c.79] Если анод пары склонен к пассивации, то дальнейшее повышение катодной эффективности может вызвать перепассивацию анода и значительное ускорение коррозии (переход от точки 4 к 5). [c.79] При неизменном катодном процессе (/ 2) увеличение анодной поляризуемости будет снижать коррозионный ток пары (переход от точки. 2 к точке 6). Однако, если катодный процесс K находится в зоне предельного диффузионного тока, то изменение анодной поляризуемости может и ие изменить заметно величины коррозионного тока (точки 7 и 8). [c.79] Контактная коррозия в морской воде и ряде активных электропроводных сред, например, хлоридах, могкет наносить значительный ущерб народному хозяйству, так как в этих условиях эксплуатируется много полиметаллических конструкций (морские корабли, химические аппараты, опреснительные установки и т. п.). [c.79] На рис. 20 представлены значения тока пар в зависимости от скорости вращения катода, полученные в работе И. Л. Розенфельда и О. И. Вашкова [50, с. 64]. Исследованные пары различных металлов можно разделить на три характерные группы. [c.80] Скорость движения морской воды увеличивает коррозию малоуглеродистой стали и алюминия, находящихся в контакте с другими металлами. При небольших скоростях движения воды (0,15 м/с) в паре со всеми металлами увеличение скорости коррозии стали и алюминия практически одинаковое, т. е. скорость коррозии определяется величиной диффузионного тока по кислороду. При увеличении скорости движения воды, и, следовательно, значительного возрастания предельного тока по кислороду наибольшая коррозия наблюдается при контакте с медью, никелем, монелем. В этих условиях величина тока пары будет в значительной степени определяться скоростью электрохимической реакции восстановления кислорода, которая зависит от природы металла (на нержавеющей стали и титане эта реакция затруднена), что вызывает различные скорости коррозии стали и алюминия при контактировании с различными металлами. И. Л. Розенфельдом, О. И. Вашковым [50, с. 64] было установлено количественное соответствие между скоростью вращения электрода и линейной скоростью судна, что позволяет моделировать эффект контактной коррозии для движущихся судов в лабораторных условиях. [c.81] Влияние контакта на скорость коррозии К малоуглеродистой стали [7, с. 415] и алюминия [52] в морской воде при различной скорости ее движения представлено ниже. Длительность коррозии для стали и алюминия соответственно 18 и 30 сут. [c.81] При коррозии в морской воде вследствие высокой электропроводности воды дальность действия контактов очень велика. Поэтому относительное увеличение поверхности катода существенно увеличивает скорость контактной коррозии. [c.81] Например, контакт большой площади меди или медного сплава с относительно малой площадью нержавеющей стали опасен для нержавеющей стали, так как при ее активировании она может становиться анодом и подвергаться сильной контактной коррозии. Наоборот, контакт малых деталей из меди или медных сплавов с большими поверхностями пассивной нержавеющей стали, остающейся катодом пары, может значительно ускорить коррозию меди. Поэтому, недопустимо применение медной армировки на обшивке из нержавеющей стали. [c.81] Титан в морской воде находится в устойчивом пассивном состоянии, он является катодом по отношению к различным металлам (нержавеющим сталям, медноникелевым сплавам, алюминию и его сплавам) и может усиливать их коррозию. Однако если поверхность титана относительно невелика, то ускорение может быть и не очень значительным, так как титан является малоэффективным катодом. [c.82] Вернуться к основной статье