ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы КОРРОЗИЯ и ЗАЩИТА АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НЕФТЕХИМИИ И ХИМИИ Основные сведения из термодинамики и кинетики коррозии металлов из "Коррозия железобетонных конструкций зданий нефтехимической промышленности " При электрохимической коррозии металлов происходит реакция взаимодействия металла с агрессивной средой, как правило жидкой. Эта реакция разделяется на два в значительной мере самостоятельно протекающих процесса — анодный процесс ионизации и растворения металла и катодный процесс восстановления атомов или ионов из внешней среды. [c.119] Обычно анодные и катодные процессы развиваются на различных участках поверхности металла. Нередко удается определить площадь таких участков и их местонахождение. [c.119] Электрохимические процессы при коррозии металлов протекают аналогично реакциям в гальванических элементах, т. е. относятся к гетерогенным окислительно-вос-становительным реакциям. [c.119] При растворении металла в водном растворе электролита одновременно с переходом в жидкую фазу заряженных ионов (окруженных гидратными оболочками) в поверхностном слое металла возникает избыток электронов, остающихся в металле в обычных условиях. [c.119] Поскольку в жидкую фазу переходят положительно заряженные ионы, на границе раздела металл — раствор наблюдается скачок электрического потенциала, называемый также электродным потенциалом. Так как гидратированные ионы металла притягиваются отрицательно заряженным электродом, каким становится растворяющийся металлический образец с избытком электронов, на границе раздела фаз образуется двойной электрический слой. [c.120] Как видно из табл. 12, коррозия подавляющего большинства металлов — процесс термодинамически неизбежный, и приходится удивляться не тому, что он происходит, а скорее тому, что этот процесс, приводящий к образованию, например, термодинамически устойчивых окисных соединений, в ряде случаев удается очень сильно затормозить. Однако, как известно, термодинамика не может дать ответ на вопрос о скорости реакции — для этого необходимо обратиться к изучению кинетики электродных коррозионных процессов. [c.121] Более активный металл обогащает раствор положительно заряженными гидратированными ионами, а сам заряжается отрицательно. Вследствие этого электроны переходят от него к менее активному металлу, где они и ассимилируются, восстанавливая положительно заряженные ионы (катионы). Таким образом, при работе гальванического элемента по металлу — проводнику первого рода— передвигаются электроны, а в растворе электролита — проводнике второго рода—перемещаются ионы. [c.122] Коррозионные гальванические элементы отличаются от рассмотренных выще в основном только тем, что они чаще всего представляют собой совокупность большого числа контактирующих друг с другом накоротко замкнутых микрокатодов и микроанодов. Это обусловлено микронеоднородностью поверхности металла, причины которой могут быть различными например, наличием примесей и включений, границ зерен кристаллитов, структурной гетерогенностью, пористостью металлических и неметаллических защитных пленок, появлением местных внутренних напряжений, точечными повреждениям поверхности и т. д. [c.122] О2 + 2 НзО + 4 е 4 ОН (в нейтральной области). [c.123] Следовательно, катодный процесс способствует нейтрализации кислот и образованию гидроксильных ионов в нейтральной среде. При взаимодействии растворенного на аноде металла с продуктами катодной реакции часто образуются труднорастворимые продукты коррозии — окиси РегОз и Рез04 и гидроокиси, например Ре (ОН) 2 и Ре(0Н)з, которые могут обладать экранирующими, а следовательно, защитными от коррозии свойствами. [c.123] Таким образом, кроме первичных реакций, протекающих на катоде и аноде, на коррозию металла могут существенно влиять вторичные реакции, которые приводят к образованию труднорастворимых продуктов. Нередко эти вещества тормозят развитие коррозии, однако известны и случаи, когда их присутствие приводит к появлению макронеоднородностей в стальных конструкциях, усиливающих коррозию и изменяющих ее характер. Так, участки металлических поверхностей, покрытые плотным малопроницаемым слоем ржавчины (смесь окиси, закиси железа и их гидратов), своим поведением в агрессивной среде отличаются от участков, где такого слоя нет или он ры.хлый. [c.123] Контакт нескольких различных металлов, наблюдаемый, например, в конструкциях радиаторов, или соприкосновение по-разному деформированных металлов в зоне сварки также может быть причиной образования коррозионных макропар. [c.123] Аналогичные случаи образования макропар наблюдаются при коррозии закладных деталей, которые находятся частично в плотном бетоне с достаточным защитным слоем, а частично в менее плотном. [c.124] Образование макропар неодинаковой (дифференциальной) аэрации с сильной коррозией тех участков, к которым затруднен доступ кислорода, наблюдалось при укладке трубопроводов в грунт различной плотности и проницаемости. [c.124] Близкие по характеру коррозионные поражения возможны при повреждении катодных покрытий, т. е. металлических покрытий, электродный потенциал которых выше, чем у защищаемого металла, например у медне-ной стали. Такая защита хороша только до тех пор, пока она обеспечивает барьер между сталью и средой. [c.124] На том же принципе основана и катодная защита, которая весьма щироко применяется для предохранения от коррозии магистральных трубопроводов, морских нефтепромысловых сооружений и некоторых других ответственных конструкций. В этом случае защищаемую конструкцию подсоединяют к источнику постоянного тока таким образом, чтобы изменить потенциал стали. При этом она становится катодом по отношению к какому-либо ненужному металлическому лому, также подсоединяемому к источнику тока и выполняющему функцию анода. В этом случае мы жертвуем малоценными отходами металла, сохраняя от коррозии саму конструкцию. [c.125] Практически встречаются также случаи ускорения коррозии под влиянием постоянного электрического тока. Такое разрушение металла, называемое электрокоррозией или коррозией блуждающими токами, происходит. при подключении конструкции, наоборот, к положительному источнику тока (например, нефтепровод находится вблизи источника тока, а почва не обладает на каком-либо участке достаточными изолирующими свойствами). Интенсивной локальной коррозии подвергается та часть трубопровода — ее анодная зона, где блуждающие токи выходят из металла в почву, тогда как на остальных участках трубопровода коррозия ие усиливается. [c.125] Рассмотрим, как изменяется во времени сила тока в коррозионном элементе. [c.126] Это явление называется поляризацией и играет колоссальную роль в коррозионных электрохимических процессах. [c.126] Вернуться к основной статье