ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозионное воздействие среды на металл из "Коррозия и защита металла теплоэнергетического оборудования " При гидратации может выделяться значительное количество тел-ла — энергия гидратации Шт. Значение Шт тем больше, чем меньше радиус иона. Величины к.р и определяют характер коррозионного воздействия среды на металл. [c.8] Образование двойного электрического слоя. При растворении поверхностный атом металла покидает кристаллическую решетку. Покинуть кристаллическую решетку может лишь тот атом, который в процессе тепловых колебаний имеет энергию, превышающую 0,25 энергии разрываемых связей. Атом, покинувший кристаллическую решетку и перешедший в коррозионную среду, будет гидратирован только в том случае, если он ионизируется. После ионизации происходит процесс гидратации, и только в этом случе исключается немедленное возвращение иона в кристаллическую решетку. В случае присоединения в процессе гидратации к двухвалентному иону двух молекул воды энергия иона снизится на 330 кДж (80 ккал). [c.8] При возвращении в кристаллическую решетку для большинства технически важных металлов энергия иона уменьшается на 300—400 кДж (70—100 ккал). Таким образом, гидратация уже двух молекул воды исключает возвращение иона в кристалл. Расчеты показывают, что энергия активации растворения железа составляет 20,1 кДж/г-атом. Согласно представлениям Я. М. Колотыркина [3], гидроксил-ион принимает активное участие в элементарном акте перехода атома из кристаллической решетки в среду. Скорость перехода металла в раствор в принципе должна расти с увеличением концентрации гидроксил-ионов. Однако такая закономерность нарушается при рН 4,0, так как при этом наступает ограничение по току растворения. [c.8] На поверхности Аи, А , Си и других благородных металлов, для которых характерно 1й к,р г, образуется двойне электрический слой другой структуры. По данным Н. П. [c.9] Виды потенциалов. Весьма распространены случаи возникновения двойных слоев в результате адсорбции газов в электролите. Примером может служить поведение платины в электролите, содержащем растворенный кислород или водород. Последний, адсорбируясь поверхностью металла, приводит к появлению кислородного или водородного электрода. При коррозии стали в нейтральной или щелочной воде, содержащей кислород, катодом чаще всего является кислородный электрод в кислой же среде — водородный электрод. [c.9] Существенное значение для понимания процесса коррозии и организации противокоррозионной защиты теплоэнергетического оборудования приобретает окислительно-восстановительный (редокс) потенциал. [c.9] Выражения (1.4) и (1.5) называются фсфмулами Нернста для окислительно-восстановительных электродов. [c.10] Металл приобретает относительно раствора потенциал, который нельзя измерить абсолютно. Однако можно измерить разность потенциалов между исследуемым металлом и другим электродом. Изменения разности потенциалов могут быть отнесены к исследуемому металлическому электроду, если потенциал второго электрода не меняется, т. е. если второй электрод является электродом сравнения. Исходя из теоретических предпосылок и практических целей, принято пользоваться стандартными потенциалами по отношению к стандартному нормальному водородному электроду, потенциал которого условно принят равным нулю. [c.11] Стандартным электродным потенциалом Е° называют обратимый равновесный потенциал электрода, находящегося в растворе его ионов с активностью, равной единице. [c.11] Потенциал, при котором поверхность металла не заряжена и соответственно отсутствует двойной электрический слой, называют потенциалом нулевого заряда и обозначают о- При отсутствии заряда на поверхности металла многие поверхностные свойства металла проходят через экстремальные (крайние) точки максимальных значений достигают, например, поверхнс стное натяжение, адсорбция молекулярных органических веществ, твердость, а минимальных — смачиваемость, емкость двойного слоя и др. [c.12] Коррозионный элемент. На рис. 1.5 в весьма упрощенном виде показана система, состоящая из железного и медного пластинчатых образцов, погруженных в жидкость. [c.12] Выше было показано, что при контакте с водной средой неблагородного (Ре) и благородного (Си) металлов на их поверхности возникают различные по своему характеру скачки потенциалов. Процесс взаимодействия металлов (электродов) завершается образование.м двойного электрического слоя. При этом растворения металла практически не происходит. [c.12] Образованный коррозионный элемент состоит из растворимого электрода (анода) и нерастворимого электрода (катода). Первый из них имеет меньший потенциал Еа, чем второй Ек. Неравенство Еа Ек является непременным условием электрохимической коррозии. Значение и характер потенциала электрода всегда отражают сущность процессов на электродах и в среде. Для стали (железа) этот процесс выражается записью Ре—2е- Ре +. Для реализации этой реакции одновременно должно происходить восстановление, характеризующееся приобретением электронов. На катоде ассимилируются электроны, образующиеся при окислении. Анодный процесс (растворение металла) не может протекать, если прекращается функционирование катода. [c.13] Коррозионный элемент в состоянии функционировать лишь в том случае, если реакции на катоде и аноде не прекращаются. Естественно, что скорости катодных и анодных процессов одинаковы. Если электроды обратимого гальванического элемента с потенциалами в разомкнутом состоянии а.обр и к.обр и сопротивлением электролита между ними Яэ замкнуть и измерить установившееся значение силы генерируемого тока / в цепи, то оказывается, что эта сила значительно меньше значения, рассчитанного по закону Ома, т. е. [c.13] Катодный процесс ассимиляции электронов Т - -пе- - [Опе] отстает от поступления а катод электронов, что приводит к увеличению отрицательного заряда а (поверхности электрода. Следует особо подчеркнуть, что поляризацию можно вызвать также пропусканием через электроды коррозионного элемента постоянного тока извне. Анодная поляризация достигается при присоединении электрода к положительному, катодная — к отрицательному полюсу источника тока. [c.14] Поляризация — положительное явление с точки зрения задач противокоррозианной защиты. Расчеты показывают, что в отсутствие поляризации коррозия теплоэнергетических установок, изготовленных из стали, протекала бы примерно в 200 раз быстрее, чем при поляризации. В частности, пропусканием постоянного тока извне можно обеспечить практически полную катодную или анодную защиту металлической конструкции. В реальных условиях службы металла имеют место процессы, устраняющие поляризацию— деполяризация катодов и анодов. [c.14] Вернуться к основной статье