ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Многоэлектродные гальванические элементы из "Коррозия и защита металлов 1959 " П5 иПд—потенциалы катода и анода. [c.42] Для подсчета по этой формуле количества растворившегося на аноде металла или скорости его коррозии (т. е. количества растворившегося металла за единицу времени) необходимо знать величину катодного и анодного потенциалов и омическое сопротивление гальванического элемента. [c.43] Выше было показано, что потенциалы электродов в гальваническом элементе при нагрузке током изменяются, причем потенциал анода становится положительнее, а потенциал катода отрицательнее по сравнению с потенциалом в отсутствие тока. [c.43] Обозначим через и потенциалы в отсутствие тока, а через ПJ и Пд— потенциалы при протекании тока. Так как П П ПО Пд, то П° - П1 П -Пд. т. е. разность потенциалов гальванического элемента вследствие протекания тока уменьшается. Поэтому для расчета скорости коррозии необходимо брать потенциалы металлов не в отсутствии тока, существующие лишь в момент замыкания гальванического элемента, а потенциалы, измененные вследствие поляризации. [c.43] Проверка правильности таких рассуждений была проведена на модели микроэлемента и показала, что если в уравнение (1) подставлены значения потенциалов и сопротивления, измеренные на работающем элементе, то значения скорости коррозии, вычисленной по формуле и определенной взвешиванием анода, хорошо совпадают. [c.43] Изменение потенциалов электродов вследствие протекания тока, а отсюда уменьшение их разности в большинстве случаев очень значительно. Так, например, для короткозамкнутого гальванического элемента 2п (морская вода) Си начальная разность потенциалов приблизительно 0,8 е установившаяся разность потенциалов в неподвижной морской воде равняется тысячным долям вольта. Такое изменение э. д. с. в данном случае в основном происходит за счет изменения потенциала катода (меди). Вследствие недостаточного доступа кислорода, связывающего перетекающие к меди с цинка электроны, потенциал медного катода сильно смещается в отрицательном направлении. Возможны и другие случаи, например, когда вследствие образования на аноде слоя нерастворимых соединений—пассивирования— потенциал его сильно смещается в положительном направлении. [c.43] Это уравнение может быть названо основным уравнением скорости к о р р о 3 и и. Относительная величина Рд, Ру и Р указывает на влияние каждого из этих факторов на скорость коррозии. [c.44] Небольшое изменение степени поляризации анода для таких случаев оказывает незначительное влияние на скорость коррозии, однако пассивация анода (сильное увеличение Рд) может сильно уменьшить скорость коррозии (рис. 28). [c.45] Участок катодной кривой, на котором происходит ее пересечение с анодной, указывает на характер катодного процесса. [c.45] Рассмотрим, как будет влиять изменение условий коррозии на работу катода и анода в случае если анодная кривая поляризации пересекает катодную на участке БВ (см. рис. 24 и 26, б), т. е. когда на катоде происходит ионизация кислорода при недостаточном его доступе. В этом случае скорость коррозии регулируется доступом кислорода. [c.45] В случае сильной поляризации изменение начальных потенциалов анода и катода не вызывает заметного изменения коррозионного тока. [c.45] Возьмем для примера стальную обшивку морского корабля. Различие в потенциалах на разных участках ее поверхности может быть вызвано не только наличием разных структурных составляющих в стали, но и разным доступом воздуха к участкам, более и менее глубоко погруженным в воду, разной скоростью движения воды при ходе корабля, на носу и вдоль бортов и т. д. Таким образом, эта конструкция из одного металла также является многоэлбктродным элементом. [c.46] В гальванических двухэлектродных элементах распределение катодных и анодных участков было вполне определенным. В многоэлектродном гальваническом элементе распределение анодных и катодных участков может быть различно и меняется с изменением условий работы элемента. На практике распределение мест коррозии имеет большое значение. Например, если анодными участками являются границы зерен между кристаллитами, то будет происходить очень опасное межкристаллитное разрушение металла. При коррозии конструкции также не безразлично расположение анодных и катодных участков. Некоторые части конструкции являются особенно ответствен-ными или несущими основную нагрузку. Их разрушение вследствие коррозии может вывести всю конструкцию из строя, в то время как довольно значительная коррозия других деталей этой же конструкции позволяет ей работать нормально. Сравнивая, например, значение коррозии поршня насоса и его корпуса, ясно, что даже незначительное коррозионное разрушение поверхности поршня нарушит работу насоса, в то время как коррозия корпуса значительно менее опасна. [c.47] Рассмотрим на модели распределение электродов в, наиболее простом из многоэлектродных элементов, а именно — трехэлектродном. [c.47] Изучалась система Zn — d — Pt в растворе 0,1-н. НС1. Элек тродом с наиболее отрицательным потенциалом (анодом) являлся цинк, а с наиболее положительным (катодом) —платина. Если промежуточный кадмиевый электрод перемещать, удаляя и приближая его к цинку или платине, то оказывается, что в зависимости от положения в ванне кадмиевый электрод может быть анодом или катодом. [c.47] Вопрос, какие электроды в многоэлектродном элементе являются анодамп, какие катодами — сложнее, чем в трех — электродном, так как на распределение участков влияют не только потенциалы этих электродов, но и условия их работы. [c.48] При потенциале Б суммарный катодный ток будет /з + 4, а анодный ток /5 + Л. Построение можно сделать как для катодных, так и для анодных кривых. Таким способом можно построить кривые суммарного анодного и катодного тока П4МЫ и П КЬ. Пересечение этих суммарных кривых даст ток /мч при котором система будет полностью заполяризована, и величину ее общего потенциала. Кроме того, можно определить силу и направление тока, протекающего при этом через каждый электрод. Все электроды с начальными потенциалами отрицательнее Лобщ. будут анодами, а положительнее — катодами. Место пересечения прямой общего потенциала с кривыми поляризации, спроектированное на ось абсцисс, указывает величину тока, протекающего через данный электрод. [c.49] Предположим, что корродирующая система может быть схематически уподоблена четырехэлектродному элементу. Установим при помощи диаграммы, как будет влиять на распределение анодных и катодных участков присоединение еще одного, пятого электрода с наиболее отрицательным потенциалом. На рис. 32 показана диаграмма, измененная по сравнению с предыдущей диаграммой вследствие присоединения сильного анода. Как видно, наибольшую часть тока теперь воспринимает на себя новый, наиболее отрицательный электрод, растворение анода с начальным потенциалом П уменьшается, а анод с потенциалом Яг становится катодом. Таким образом, разрушение прежней системы уменьщается. Если бы потенциал пятого электрода был еще отрицательнее, то вся четырехэлектродная система была бы защищена. [c.49] Присоединение пятого, более положительного электрода показано на рис. 33. В данном случае раоворение системы из 4-х электродов усиливается, токи увеличиваются. [c.49] Вернуться к основной статье