Катодные процессы при электрохимической коррозии металлов

Водородная усталость. Как указано выше, выделение водорода в зоне коррозионно-механического разрушения металлов возможно вследствие катодных процессов при электрохимической коррозии, а также гидролиза коррозионной среды в вершине развивающейся трещины или других дефектах. Участие в разрушении металлов может принимать также находящийся в них металлургический водород. В последнее время водород все чаще используют как технологическую среду. Обширны перспективы применения водорода в качестве топлива в энергетике и транспортной технике, что продиктовано, главным образом, требованиями защиты окружаю-щй среды от загрязнения. Как известно, водород в процессе горения вредных примесей не выделяет и поэтому с экологической точки зрения является идеальным топливом. [c.18]

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]

Степень повреждения покрытия при реакциях, названных в пунктах а и 6, для имеющейся системы зависит от состава коррозионной среды и от потенциала или плотности тока. В принципе вышеназванные процессы возможны и без катодной поляризации при свободной коррозии, если образуется коррозионный элемент. При этом поверхность с покрытием является катодом, а металл без покрытия, например на участках повреждений покрытия и наличия пор —анодом ([1,3] см. также раздел 4.2 и рис. 2.6). По этим причинам для оценки покрытий нужно учитывать и электрохимические влияющие факторы — независимо от того, применяется ли катодная защита или нет [4]. [c.164]

По типам коррозии различают электрохимическую и химическую. При электрохимической коррозии окисление металла происходит в растворах электролитов и является результатом действия двух взаимосвязанных электрохимических процессов ионизации атомов металла (анодный процесс) и восстановления окислителя (катодный [c.10]

Общие положения. При электрохимической коррозии одновременно протекают два процесса — окислительный (анодный), вызывающий растворение металла на одном участке, и восстановительный (катодный), связанный с выделением катиона из раствора, восстановлением кислорода и других окислителей на другом. В результате возникают микрогальванические элементы и появляется электрический ток, обусловленный электронной проводимостью металла и ионной проводимостью раствора электролита. [c.252]

Источником водорода, попадающего в металл из смазочной среды, является прежде всего катодный процесс электрохимической коррозии металла, обусловленный наличием в смазочной среде воды. Возможны образование и абсорбция металлом водорода, выделяющегося при трибохимическом разложении смазочной среды в условиях жестких режимов трения. [c.69]

Результаты опытов со всей очевидностью показывают, что коррозионные среды, вызывающие электрохимическую коррозию, влияют на механические свойства стали как при анодных, так и при катодных процессах, происходящих на стали. В наших опытах как бы моделировались явления на анодных или катодных участках, наблюдаемые при электрохимической коррозии гетерогенного металла. [c.10]

Катодная деполяризация этого вида является основным катодным процессом при коррозии металлов в кислых средах, однако для достаточно электрохимически отрицательных металлов (Mg, Са, активированный А1 и т.п.), также и в нейтральных средах. [c.33]

Электрохимическая коррозия металлов происходит при деполяризации локальных элементов. В аэробных условиях процесс идет при участии кислорода воздуха (анодное растворение стали, катодная деполяризация и образование продуктов коррозии). В условиях анаэробиоза процесс коррозии, казалось бы, должен прекратиться после поляризации локальных элементов. Однако при участии бактерий имеет место и анаэробная коррозия. [c.304]

Положение четвертое. При электрохимической коррозии, несмотря на длительность процесса, неограниченного накопления электрических зарядов не происходит. Характеристика заряженности металла (величина электродного потенциала его) устанавливается на определенном уровне в промежутке между (фм)обр и (фд)обр. Это означает, что одновременно с потоком зарядов в анодном процессе существует точно такой же поток зарядов в обратном направлении в катодном процессе [c.9]

Электрохимическая коррозия металла отличается от химической механизмом протекания. Основное различие состоит в том, что при электрохимической коррозии можно выделить два самостоятельных процесса — анодный и катодный. Анодный процесс — это переход металла в раствор в виде гидратированных ионов. Катодный процесс — это удаление из металла с помощью какого-либо деполяризатора электронов, появившихся в избытке в результате анодного процесса. Деполяризаторами могут быть молекулы, атомы или ионы, способные принимать электроны, т. е. восстанавливаться. Поскольку металлы обладают электронной проводимостью, а растворы — ионной проводимостью, анодный и катодный процессы могут протекать на отстоящих друг от друга участках поверхности, омываемой раствором. Пространственное разделение анодной и катодной реакции типично для большинства случаев электрохимической коррозии. [c.31]

Катодные замедлители в щелочных и нейтральных средах образуют на этих участках нерастворимые в воде фазовые пленки. Подобный экранирующий эффект наблюдается также у ингибиторов смешанного действия. Катодные ингибиторы в ряде случаев уменьшают наводороживание металла при его кислотном травлении. К ним можно отнести также поглотители кислорода. Ингибиторы катодного действия замедляют электрохимическую коррозию стали в кислых средах вследствие тормозящего действия ряда процессов. [c.51]

Примеси располагаются в металле и на его поверхности. Если поместить металл в раствор электролита, то менее активные включения служат катодами, а сам металл — анодом. Получается как бы множество короткозамкнутых через основной металл гальванических элементов (рис. ИЗ). Иногда катодные участки имеют значительные размеры например, латунные трубные доски и трубки поверхностей охлаждения конденсатора, работающего на морской воде, менее активны, чем стальной корпус конденсатора. Поэтому латунные детали являются катодными участками по отношению к стальному корпусу. При электрохимической коррозии одновременно протекают два процесса анодный и катодный. [c.205]

При электрохимической неоднородности металла на его поверхности появляются анодные и катодные участки. Те участки металла, которые имеют более отрицательный электродный потенциал, образуют аноды участки с более положительным электродным потенциалом — катоды. Коррозионно-агрессивная среда растворяет все доступные для нее анодные участки поверхности металла. Процесс электрохимической коррозии происходит по следующей схеме (рис. 1) [c.66]

При наличии в зоне трения электролита или ПАВ, уменьшающих работу выхода иона металла (за счет его сольватации или химического взаимодействия), локальное давление (нагрузка) способствует интенсивному электрохимическому и химическому износу (коррозии) прежде всего вследствие усиления в десятки. и сотни раз анодного процесса растворения металла. Отрыв поверхностных ионов металла от подложки (ювенильного металла) не может осуществляться без участия механического фактора. Высокая скорость катодного процесса при этом обеспечивается большим коли- [c.110]

Таким образом при электрохимической коррозии на корродирующей поверхности предусматривается стабильная или перемежающаяся локализация анодных и катодных процессов. Та-кая дифференциация поверхности металла равносильна допущению существования электрохимической гетерогенности, т. е. различия в электрохимических потенциалах или плотностях (либо иаправлениях) гальванических токов на поверхности корродирующего металла. [c.15]

Таким образом, о принципиальной возможности электрохимической коррозии металла б данных условиях определенное заключение может быть сделано на основании сравнения, электрохимического потенциала металла и потенциала возможного катодного процесса. Сравнивая потенциал вероятной катодной реакции (см. табл. 10) с потенциалом растворения металлов (см. табл. 9), можно определить, при каких катодных процессах теоретически возможно протекание электрохимического растворения данного металла. [c.146]

Отличие механизма электрохимической коррозии от чисто химической заключается в том, что при электрохимической коррозии общую реакцию взаимодействия электролита с металлом условно можно разделить на два взаимно связанных и в значительной мере самостоятельно проте-ющих процесса — анодный и катодный. На анодном участке металл переходит в ионное состояние, следствием чего является разрушение его кристаллической решетки, т. е. в конечном итоге потеря металла. Для стальной арматуры этот процесс может быть выражен следующим уравнением [c.7]

Если катодный процесс не оставляет заметных следов на поверхности металла, то протекание анодного процесса оставляет совершенно реальный отпечаток. Обычно местное протекание электрохимической коррозии указывает на локализацию анодного процесса. Можно также сделать заметным место протекания и катодного процесса, например, если добавить в электролит соль меди, то катодным процессом при коррозии [c.149]

Протекание электрохимического процесса атмосферной коррозии при наличии на поверхности металла весьма тонкого слоя электролита (влажная или мокрая атмосферная коррозия) будет заметно отличаться от процессов электрохимической коррозии при полном погружении металла в электролит. Под тонким слоем электролита, естественно, надо понимать не только с юй влаги, но также (при более продолжительном времени коррозии) и увлажненные продукты коррозии. Рассмотрим, как будет изменяться характер электрохимического процесса, если работа микропар на поверхности металла будет протекать в очень тонком слое электролита. Скорость электрохимической коррозии металла, которую можно трактовать как величину, пропорциональную локальному току, стоит в прямой зависимости от трех основных факторов 1) эффективности протекания катодного процесса 2) эффективности протекания анодного процесса [c.336]

Коррозия является самопроизвольным процессом разрушения металлов в отличие от не называемого коррозией преднамеренного разрушения металлов при их растворении в кислотах (с целью получения солей), в гальванических элементах (с целью получения постоянного электрического тока), при анодном растворении в электролизерах (с целью последующего катодного осаждения металла из раствора) и т. п. Причина коррозии металлов — химическое или электрохимическое взаимодействие с окружающей средой — отграничивает коррозионные процессы от процессов радиоактивного распада металлов и от эрозии — механического разрушения металлов (при шлифовке металлов или износе трущихся деталей машин). [c.8]

В данной работе, в отличие от ранее изданных, рассматривается изменение прочности стали в коррозионной среде под влиянием как анодных, так и катодных процессов. Катодные процессы при электрохимической коррозии, как показали наши исследования, могут вызвать наводороживание металла и его водородную хрупкость, которая иногда является более опасной в oi-ношении прочности, чем анодное поражение металла. Монография написана в основном на базе исследований, проведенных автором и его сотрудниками в Институте машиноведения и автоматики АН УССР. [c.3]

Самым распространенным катодным деполяризационным процессом при электрохимической коррозии металлов является кислородная деполяризация [c.76]

А. Н. Фрумкин (1932 г ), Вагнер и Трауд (1938 г.). Я- В. Дурдин (1939 г.), А И. Шултин (1941) г.. Я- М. Колотыркин (1946 г.) и ряд других исследователей считают, что анодный и катодный процессы могут происходить на одном и том же участке металлической поверхности, чередуясь во времени. Этот гомогенный путь протекания электрохимической коррозии металлов вытекает из приведенной выше теории необратимых (стационарных) потенциалов металлов и может иметь преобладающее значение при растворении амальгам и особо чистых металлов. [c.177]

Характер адсорбции на отдельных кристаллйграфических плоскостях. При образовании защитных пленок может иметь значение не только плотность упаковки плоскости кристалла, но и соответствие кристаллографической структуры поверхности металла и возникающей пленки. При большом несоответствии в пленке возникают механические напряжения, приводящие к ее разрушению. Иногда кристаллографическая ориентация оказывает влияние на механизмы протекания анодного и катодного процессов электрохимической коррозии металлов. [c.327]

Катодные ингибиторы электрохимической коррозии металлов — вещества, повышающие перенапряжение катодного процесса при их адсорбции на катодных участках поверхности корродирующего металла соли или окислы мышьяка и висмута [например, As lg, AS2O3, 612(804)3], желатин (рис. 247), агар-агар, декстрин, ЧМ и многие другие органические вещества замедляют коррозию в растворах неокисляющих кислот, повышая перенапряжение водорода. Катодные ингибиторы безопасны, так как при недостаточной концентрации в растворе они не вызывают усиления коррозии. [c.347]

Наличие влаги делает грунт электролитом и вызывает электрохимическую коррозию находящихся в нем металлов. Увеличение влажности грунта облегчает протекание анодного процесса (затрудняя пассивацию металла), уменьшает электросопротивление грунта, но затрудняет протекание катодного процесса при значительном насыщении водой пор грунта (уменьшая аэрируемость грунта и скорость диффузии кислорода). Поэтому зависимость скорости коррозии металлов от влажности грунта имеет вид кривых с максимумом (рис. 277) — при большем избытке воды ско- [c.386]

Современная теория электрохимической коррозии металлов основывается на том, что не только чистый металл, но и металл с заведомо гетерогенной поверхностью корродирует в электро-ште как единый электрод согласно закономерностям электрохимической кинетики. На его поверхности одновременно и независимо друг от друга протекают анодная и катодная реакции, в совокупности составляющие процесс коррозии. В то же время роль электрохимической гетерогенности процесса электрохимической коррозии велика, хотя в ряде сл> чаев повышение гетерогенности приводит не к увеличению скорости коррозии, а, наоборот, к ее снижению. Качественно и количественно роль гетерогенности проявляется в кинётгмеских Характеристиках анодной и катодаой реакций. При коррозии технических сплавов, для которых характерен высокий уровень электрохимической гетерогенности поверхности, возможно неравномерное распределение скорости анодного процесса на поверхности сплава, обусловливающее преимущественное растворение отдельных фаз, что приводит к локализации коррозии [25, 27]. [c.29]

Электрохимическая коррозия металлов и сплавов имеет место при контакте с влажными газами и жидкими электролитами (водные растворы, расплавы). Для этих процессов характерно пространственное разделение компонентов, участвующих в реакциях окисления (анодные реакции) и реакциях восстановления (катодные реакции). В реальных условиях поверхность технического металла или сплава является обычно электрохимически неоднородной — отдельные участки ее (анодные и катодные) обладают различными значениями электродного потенциала. Причины электрохимической неоднородности весьма многочисленны из-за включений, неоднородных и несплощных пленок из продуктов коррозии, напряжений различного рода и знака, различной концентрации компонентов-окислителей на отдельных участках. Таким образом, на поверхности технического металла или сплава возникают бесчисленные микрогальванические коррозионные элементы (микропары), генерирующие коррозионный ток, суммарная величина которого определяет материальный эффект коррозии. Возможно также возникновение макрогальванических коррозионных элементов (макропар) в тех случаях, когда локализация анодной и катодной реакции происходит на значи- [c.116]

На защитные свойства осадка СаСОз и продуктов коррозии железа, осаждающихся на металлической поверхности в результате вторичных процессов, а также на структуру этих осадков и их физико-химические свойства (сплошность, плотность,, однородность, прочность адгезии) влияют pH и химический состав приэлектродного слоя, содержание растворенного кислорода и ионов-активаторов (С1 , 504 ). В результате электрохимической коррозии металла с кислородной деполяризацией вблизи участков поверхности, где протекает катодная реакция восстановления кислорода, накапливаются гидроксид-ионы. При малой буферной емкости речной воды это может привести к значительному увеличению pH приэлектродного слоя (по сравнению с pH в объеме воды). Индекс насыщения возле поверхности металла может оказаться значительно выше его значения, вычисленного на основании данных химического анализа воды,, т. е. стабильная или даже агрессивная вода окажется способной к образованию карбонатных осадков [26]. [c.46]

При защите металлов от коррозии наиболее эффективен метод, который тормозит основную контролирующую стадию данного электрохимического процесса, т. е. когда основной фактор защиты данного метода совпадает с контролирующим фактором данного коррозионного процесса. При одновременном применении нескольких методов защиты металла от коррозии, как привило, легче достичь более полной защиты, если все эти методы действуют преимущественно на основную контролирующую стадию электрохимического коррозионного процесса. Например, при уменьшении коррозии металла добавлением анодных ингибиторов (пассиваторов) усиление эффекта защиты достигается также введением катодных присадок в сплав или дополнительной анодной поляризацией, т. е. рядом методов, тормозящих анодный процесс. Наоборот, одновременное применение нескольких методов, действующих на различные контролирующие стадии электрохимической коррозии, будет, как правило, менее эффективным, а иногда и вредным. Например, если ограничение коррозии металла достигнуто методами, тормозящими анодный процесс (легирование стали хромом, добавкой окислителей или анодных ингибиторов в раствор), то нерационально одновременно применять методы, тормозящие катодный процесс (устранение катодных включений в сплаве, уменьше- [c.48]

Такой эффект катодного выделения более положительных металлов и, вследствие этого, ускорение коррозии наблюдается также, если в растворе находятся соли тяжелых металлов с достаточно положительным электрохимическим потенциалом (Pt, Au, Ag, Си, Ni и, в меньшей степени, Fe). Поэтому в замкнутых полиметаллических системах, по которым циркулируют водные растворы, например, морская вода, наблюдается усиление коррозии алюминия и его сплавов, если в этой системе находятся медь или медные сплавы, даже при отсутствии электрического контакта с алюминием. Таким образом, сравнительно высокую коррозио1ь ную стойкость чистого алюминия и некоторых его сплавов, кроме основного влияния защитных кроющих пассивных пленок (анодный контроль), в значительной мере объясняют высоким перенапряжением выделения водорода на поверхности алюмнння, особенно в пассивном состоянии (катодный контроль). Примеси тяжелых металлов (в первую очередь в практических условиях железа или меди) сильно понижают химическую устойчивость алюминия не только вследствие нарушения сплошности защитных пленок, но и благодаря облегчению катодного процесса. Присадки более электроотрицательных металлов с высоким перенапряжением водорода (Mg, Zn) в меньшей степени понижают коррозионную стойкость алюминия. [c.261]

Катодная защита внешним током — защита металла от коррозии с помощью постоянного электрического тока от внешнего источника, при которой защищаемый металл присоединяют к отрицательному полюсу внещнего источника постоянного тока (т. е. в качестве катода), а к положительному полюсу присоединяют дополнительный электрод, поляризуемый анодно. При таком пропускании тока поверхность защищаемого металла поляризуется катодно ее потенциал при этом смещается в отрицательную сторону, что приводит к ослаблению работы локальных анодов или к их превращению в катоды, т. е. к уменьшению или полному прекращению коррозионного разрушения. Анодный процесс при этом протекает на дополнительном электроде—аноде. Для полного прекращения электрохимической коррозии металла его нужно катодно заполяризо-вать до значения обратимого потенциала ( Vме)обр, а сплав — до значения обратимого потенциала его наиболее отрицательной анодной составляющей. Катодную защиту внешним током щироко применяют как дополнительное (к изолирующему покрытию), а иногда и как самостоятельное средство защиты от коррозии подземных металлических сооружений — трубопрово- [c.241]

Анодная защита внешним током — защита металла от коррозии с помощью постоянного электрического тока от внешнего источника, при которой защищаемый металл присоединяют к положительному полюсу внешнего источника постоянного тока (т. е. в качестве анода), а к отрицательному полюсу присоединяют дополнительный электрод, поляризуемый катодно. При таком пропускании тока поверхность защищаемого металла поляризуется анодно ее потенциал при этом смещается в положительную сторону, что обычно приводит к увеличению электрохимического растворения металла однако при достижении определенного значения потенциала может наступить пассивное состояние металла (что наблюдается при отсутствии депассиваторов в коррозионной среде и приводит к значительному снижению скорости электрохимической коррозии металла), для длительного сохранения которого требуется незначительная плотность анодного тока. На дополнительном электроде — катоде при этом протекает преимущественно катодный процесс. При больших плотностях анодного тока возможно достижение значений потенциала, при которых наступает явление перепассивации (транспассивности)— растворение металла с переходом в раствор ионов высшей валентности, в результате чего образуются растворимые или неустойчивые соединения (л<елезо и хром образуют ионы Ре04 и СГО4 , в которых Ре и Сг шестивалентны), что приводит к нарушению пассивного состояния и увеличению скорости растворения металла. Анодная защита металлических конструкций от коррозии уже нашла применение в химической, бумажной и других отраслях промышленности. [c.242]

Следует отметить, что при электрохимической коррозии вся система в целом в виду полной эквивалентности анодных и катодных процессов остается всегда электронейтральцой, т. е. накопления зарядов ни в какой части системы не происходит. Из этого следует, что коррозия металла возможна лишь при условии одновременного разряда имеющихся в растворе электролита положительных ионов. [c.83]

Примером коррозионного растрескивания с контролирующим сорбционным фактором является разрущение сварных соединений титановых сплавов при коррозии с водородной деполяризацией в кислых средах [5] (рис. 6), В этом -случае основная роль в разрушении принадлежит явлениям сорбции водорода при катодных процессах. Разрушение защитной пленки при электрохимической коррозии создает предпосылки для интенсивной адсорбции водорода титаном. Адсорбированный водород вступает в химическое взаимодействие с титаном, образуя гидридную пленку. В результате диффузии водорода через гидридную пленку в объеме металла образуются гидриды титана, которые располагаются преимущественно по границам зерен и плоскостям скольжения. Локализация электрохимического процесса способствует локализации наводороживания. Образование ги-др<идов на поверхности и прилегающей области приводит к снижению прочностных свойств поверхности, концентрации напряжений и возникновению начальных микротрещин в условиях напряженного состояния. [c.74]

При электрохимической коррозии взаимодействие с металлом происходит за счет двух самостоятельно протекающих процессов 1) анодного— перехода металла в раствор в виде ионов с оставлением в металле экв1ивал0нтного количества электронов 2) катодного — асаимиляции избыточных электронов в металле какими-либо деполяризаторами, т. е. м олекулами или ионами раствора, могущими восстанавливаться на катоде. Оба процесса могут протекать как на одних и тех же, так и на раздельных участках металла. В больщин-стве практических случаев эти процессы протекают на отдельных участках (микроэлементах) вследствие электрохимической гетерогенности поверхности. Факторы, вызывающие электрохимическую гетерогенность [c.890]

При электрохимической коррозии удаление атомов из кристаллической решетки (коррозионное разрушение) происходит в результате взаимодействия двух процессов перехода сольваритуемых катионов металла анода в раствор и связывание освобождающихся электронов окислителем, присутствующим в растворе электролита. В результате этого на поверхности раздела электрод - электролит образуется двойной электрический слой, что вызывает появление разности потенциалов между электродом и электролитом, т.е. электродного потенциала. Электрохимическая коррозия происходит под действием разности электронных потенциалов катода <р и анода Фд. В замкнутой микрогальванической цепи в соответствии с законом Ома возникает коррозионный ток силой / = (ф - IR = ф/Л, где К -активное электрическое сопротивление системы. Для исследования процессов электрохимической коррозии используют поляризационные диаграммы 1п /-ф. Сила тока коррозии I -= /р, соответствующая равновесию анодной и катодной реакции, определяет скорость корро- [c.475]

Вагнер, Трауд, А. Н. Фрумкин и другие исследователи считают, что анодный и катодный процессы могут происходить па одном и том же участке металлической поверхности одновременно. Этот гомогенный путь протекания электрохимической коррозии металлов вытекает из приведенной выше теории необратимых (стационарных) потенциалов металлов и может иметь преобладающее значение при растворении амальгам и особо чистых металлов. [c.109]

Сравнивая значение нормального электродного потенциала металла и потенциала вероятного катодного процесса, можно сделать заключение о приципиальной возможности электрохимической коррозии металла в заданных условиях и определить, какие процессы протекают на катодах при коррозии металла. Но такое суждение возможно составить только при условии, что концентрация ионов растворяющегося металла будет нормальная и соотношение в растворе концентраций окислителя и восстановителя. известно [63]. [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...