Кинетика и механизм электрохимической коррозии металлов

КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ [c.126]

Такие вопросы теории и механизма электрохимической коррозии, как равновесные и стационарные электродные потенциалы, электрохимическая гетерогенность поверхности металла, кинетика катодного и анодного процесса, работа коррозионного элемента и пассивность рассмотрены в работах № 4—11. Особенности коррозии металлов в различных условиях службы, например кислотостойкость, подземная коррозия металлов, межкристаллитная и точечная коррозия сталей, коррозия сварных соединений, коррозионное растрескивание и усталость, иллюстрируются работами № 12—19. Современные методы коррозионных исследований даны в работе № 20, а также в работах № 5, 12, 14—19 при выполнении частных задач. [c.51]

Исследование кинетики отдельных ступеней электрохимической коррозии металлов и установление характера контроля в различных условиях протекания процесса коррозии. Изучение механизма защитного действия различных антикоррозионных мероприятий путем определения степени торможения ими отдельных ступеней коррозионного процесса. Установление связи коррозионной стойкости металлов и сплавов с электронным строением атома, т. е. с местонахождением данных металлов в Менделеевской таблице. Электрохимическое изучение структурной коррозии сплавов. Приложение теории дислокаций в атомных решетках к явлениям электрохимической коррозии реальных металлов и сплавов. Исследование кинетики электрохимических процессов при наличии на поверхности корродирующего металла тонких полупроводящих окисных или высокополимерных пленок, или других тонких слоев (например, [c.581]

Исследование кинетики электродных реакций. Один из основных методов изучения механизма процессов электрохимической коррозии металлов и сплавов это построение и анализ поляризационных кривых, пользуясь которыми можно также определить ток коррозии и рассчитать коррозионные потери. [c.85]

Курс состоит из трех основных частей химическая коррозия, электрохимическая коррозия и методы защиты металлов от коррозии. Кроме того, большое внимание уделено термодинамике, кинетике и механизмам электродных реакций на металлах, а также локальным коррозионным процессам. Основные научные положения проиллюстрированы па конкретных видах коррозии и способах защиты от пее. [c.7]

Даны современные представления о термодинамике и кинетике окисления металлов, механизме образования и законах роста различных пленок, рассмотрены механизм и различные виды электрохимической коррозии, описаны важнейшие методы исследования коррозионных процессов. [c.2]

Коррозия является процессом химического или электрохимического взаимодействия металлов с коррозионной средой. Для установления механизма и общих закономерностей этого взаимодействия и разработки методов борьбы с ним необходимо знание свойств металлов и коррозионных сред, а также основных закономерностей химических и электрохимических процессов. Поэтому научной базой для учения о коррозии и защите металлов являются металловедение и физическая химия, в первую очередь такие ее разделы, как термодинамика и кинетика гетерогенных химических и электрохимических процессов. [c.10]

Влияние кислорода. Скорость коррозии металлов в нейтральных растворах существенно зависит от концентрации растворенного в коррозионной среде кислорода, который обеспечивает протекание катодной реакции. В большинстве случаев кислород поступает из атмосферы, и скорость коррозии в соответствии с механизмом диффузионной кинетики электрохимического процесса прямо пропорциональна его концентрации. Линейная зависимость наблюдается до тех пор, пока не будет достигнута достаточно высокая концентрация кислорода, после чего поверхность металла начинает пассивироваться. Содержание кислорода в коррозионной среде зависит как от состава и концентрации солей, так и от температуры, условий перемешивания и других факторов, определяющих его растворимость в данной среде. [c.25]

Наука о коррозии и защите металлов изучает взаимодействие металлов и сплавов на их основе с коррозионно-активной средой, раскрывая механизм этого взаимодействия, его общие закономерности. Являясь процессом химического или электрохимического взаимодействия металла с коррозионной средой, она базируется на материаловедении и физической химии, в первую очередь на таких ее разделах, как термодинамика и кинетика гетерогенных химических и электрохимических процессов. Конечной ее целью является разработка практических мероприятий, обеспечивающих долговечную и надежную работу различного вида технологического оборудования и конструкций в самых разнообразных условиях эксплуатации. [c.4]

Книга посвящена проблемам защиты металлов от коррозии ингибиторами. Рассмотрены механизм действия ингибиторов в нейтральных и кислых электролитах, адсорбция ингибиторов, электрохимическая кинетика коррозионных процессов и пассивность металлов. Описаны защитные свойства ингибиторов и практика их применения в промышленности и быту для травления металлов, водоподготовки, защиты теплообмен,ной аппаратуры, оборудования нефтяных и газовых месторождений, изделий машиностроения и др. [c.2]

Первые два пути уменьшения коррозии основаны на замедлении анодной реакции и поэтому могут рассматриваться как классические случаи пассивации. Третий путь заключается в ускорении ингибиторами катодной реакции до такой степени, при которой становится возможной пассивация металлов такие ингибиторы можно в известном смысле также отнести к пассиваторам. Четвертый и пятый пути основаны на замедлении ингибиторами катодной реакции. Это приводит к смещению потенциала металла в отрицательную сторону, что в соответствии с закономерностями электрохимической кинетики должно уменьшить скорость коррозии. Однако этот механизм ничего общего с механизмом пассивирования не имеет. [c.32]

Обоснование электрохимического механизма коррозионного разрушения металлов в коррозионных средах, обладающих ионной проводимостью, и установление количественной связи между скоростью электрохимической коррозии и кинетикой электродных процессов. [c.5]

Выше уже отмечалось, что действие ингибиторов атмосферной коррозии так же, как и других типов ингибиторов, сводится, прежде всего, к изменению ими кинетики электрохимических реакций, лежащих в основе коррозии, и к изменению состояния поверхности раздела между металлом и коррозионной средой. Вместе с тем характер коррозионной среды обусловливает определенную специфику и в условиях применения этих ингибиторов, и в самом механизме их действия. [c.91]

Различные пути воздействия ингибиторов на коррозионный процесс проанализированы Л. И. Антроповым [1, 28, 33, 36]. На основании этого анализа, а также с учетом многочисленных сведений о характере влияния ингибиторов на коррозионный процесс механизм ингибирования можно считать установленным, если известно следующее благодаря действию каких факторов замедляется коррозионный процесс, а также частные катодная и анодная реакции в виде каких частиц принимает участие ингибитор в электродном процессе (состав, заряд) механизм и изотерма адсорбции ПАВ на данном металле соотношение между степенью торможения электрохимического процесса и степенью заполнения поверхности адсорбированным ингибитором возможность и результат взаимодействия частиц ПАВ между собой и другими компонентами системы в объеме раствора и на поверхности металла какую из стадий катодной и анодной реакций преимущественно замедляет ингибитор. Для более полной характеристики механизма ингибирования кислотной коррозии представляют интерес также сведения о влиянии температуры на защитное действие, о составе промежуточных продуктов, об изменении физико-механических свойств металлов под влиянием ингибированных сред, о кинетике адсорбции частиц ПАВ и т. д. Однако большинство работ, посвященных механизму действия ингибиторов, содержит лишь отдельные сведения из числа приведенных выше. Поэтому достоверно судить о механизме ингибирования часто бывает затруднительно. [c.26]

Резюмируя имеющиеся на сегодня фактические данные о кинетике электрохимических процессов атмосферной коррозии, можно с достаточным основанием полагать, что атмосферная коррозия большинства технически важных металлов (Ре, Еп, и, по-видимому, других) под видимыми пленками влаги или сильно увлажненными влагой продуктами коррозии (условия, определяемые непосредственным попаданием осадков на корродирующую поверхность) идет с превалированием катодного контроля (рис. 177,а). Катодный контроль здесь, однако, уже значительно ослаблен по сравнению со случаем коррозии этих же металлов в условиях полного погружения в электролит. При нахождении на поверхности более тонких (невидимых) адсорбционных слоев влаги или полусухих (не пропитанных сплошь влагой) продуктов коррозии коррозионный процесс контролируется в основном анодным процессом (рис. 177,6). Таким образом, разделение атмосферной коррозии, протекающей с электрохимическим механизмом, на мокрую и влажную, помимо внешних качественных признаков по степени увлажнения поверхности металла, можно характеризовать также и более определенным количественным признаком — характером контроля электродного процесса К мокрой атмосфер ной коррозии следует относить случаи коррозии, протекающие с превалированием катодного контроля, к влажной атмосферной коррозии — случаи с превалированием анодного контроля. [c.344]

Большое значение для повышения эффективности защитных средств будут иметь электрохимические исследования механизма и кинетики атмосферной коррозии в условиях нахождения на поверхности металлов тонких изолирующих слоев (смазка, лакокрасочные пленки, пленки высокополимеров). [c.582]

Наряду с этим направлением возникла совершенно иная концепция в трактовке явлений электрохимической коррозии, вытекавшая из положений кинетики электродных процессов. Этот подход позволил совершенно по-новому подЬйти к механизму саморастворения металлов с идеально однородной поверхностью вначале на примере амальгам щелочных металлов и цинка. ДаЛее получили отчетливую электрохимическую интерпретацию процессы саморастворения таких твердых металлов, как кадмий, свинец, никель, железо. В предыдущих разделах этой главы показано, что исходной предпосылкой при этом является утверждение о возможности одновременного протекания на поверхности металла нескольких электрохимических процессов с присущими каждому из них кинетическими закономерностями. [c.142]

Установление доминирующей роли электрохимического механизма для подавляющего числа практических случаев коррозии металлов и сплавов позволяет в полной мере применить основные законы электрохимической кинетики к анализу, расчетам и прогнозам коррозии. Исходя из электрохимической трактовки, реально устанавливающаяся скорость термодинамически возможного процесса будет определяться кинетикой (скоростями) анодного и катодного процессов, зависящих, как известно, от устанавливающихся электрохимических потенциалов. В конечном итоге зависимость скорости коррозии (S), пропорциональная плотности коррозионного тока ix), может быть представленЗ графически, на так называемой поляризационной диаграмме, представляющий зависимость скоростей анодного и катодного процессов от потенциала (рис. 3). На этой диаграмме плотность коррозионного тока ix определяют по точке пересечения анодной АА и катодной КК поляриза- [c.28]

Ускоренные атмосферные испытания. Лабораторные методы исследования атмосферной коррозии были разработаны раньше многих других лабораторных методов коррозионных испытаний и продолжают непрерывно совершенствоваться. Это можно объяснить, с одной стороны, тем, что в практике атмосферной коррозии подвергается около 80% металлических конструкций и доля коррозионных потерь при атмосферной коррозии превышает половину общих потерь [52], а с другой, тем, что механизм атмосферной коррозии является сложным и изучен далеко не полностью. Несмотря на кажущуюся простоту, воспроизведение в лаборатории условий атмосферной коррозии встречает определенные трудности, которые в значительной мере связаны с тем, что атмосферной стойкости вообще не существует, ибо одни и те же металлы в разных местах корродируют по-разному, так, например, коррозионная стойкость железа может изменяться в зависимости от атмосферы примерно в сто раз 3]. Большое значение имеет влажность воздуха, количество осадков, характер и количество загрязнений, температура и другие факторы. В зависимости от соотношения этих факторов естественную атмосферу делят на сельскую, городскую, индустриальную, сельскую морскую, городскую морскую, морскую, тропическую и тропическую морскую. Подробная характеристика этих типов атмосфер приводится в работе f5]. В соответствии с механизмом процесса атмосферная коррозия классифицируется [52, 53] на мокрую (относительная влажность воздуха около 100%), влажную (относительная влажность ниже 10%) и сухую (полное отсутствие влаги на поверхности металла). В двух первых случаях коррозия шротекает в соответствии с законами электрохимической, а в третьем—в соответствии с законами химической кинетики. Часто их трудно разграничить. В этой связи одним из первых условий воспроизведения в лаборатории атмосферной коррозии является создание на поверхности металла тонкой пленки влаги, имеющей постоянную или переменную толщину. Последнее, по-видимому, более точно отвечает практике. Такие условия в лаборатории достигаются с помощью влажных камер, приборов переменного погружения или солевых камер. Наиболее простая влажная камера — обычный эксикатор, на дно которого налита вода (рис. 13). [c.64]

Как показано в работах А. Н. Фрумкина и его школы, Л. И. Антропова, а в последнее время также в работах С. А. Балезина, Н. И. Подобаева, В. П. Григорьева, В. В. Кузнецова, Ю. В. Федорова и других, именно подход, основанный на достижениях теории кинетики электродных реакций, может служить основой решения вопроса о механизме влияния ПАВ на коррозионные процессы. Иначе говоря, вопрос о механизме ингибирования кислотной коррозии металлов должен рассматриваться как часть более общей теоретической проблемы — влияние ПАВ на кинетику электрохимических процессов. [c.27]

Химическая коррозия подчиняется основный законам чисто химической кинетики гетерогенных реакций и относится к случаям коррозии, не сопровождающимся электрическим током (например, коррозия в неэлектролитах или су.хих газах). Элек-фохимическая коррозия подчиняется законам электрохимической кинетики и относится обычно к случаяхм коррозии с возможностью протекания электрического тока (например, коррозия металлов в электролитах). Более глубокое различие механизмов коррозии этих двух типов будет рассмотрено ниже. [c.14]

При химическом типе коррозии окисление металла и восстанов-ленне окислителя протекают в одном акте. Скорость химической коррозии определяется основными закономерностями кинетики химических гетерогенных реакций. В ряде случаев установлена возможность протекания коррозии ио электрохимическому механизму с участием химических реакций. [c.11]

Электрохимия интерметаллических фаз (ёплавов) является теоретической основой таких технологических процессов, как электрорафинирование металлов, электрохимическая размерная обрг(ботка, получение скелетных катализаторов. Анодные реакции на сплавах представляют собой один из парциальных коррозионных процессов, который определяет характер их коррозионного поражения (селективная коррозия, коррозионное растрескивание,- пробочное или язвенное разрушение и т. д.). Знание механизма и кинетики растворения сплава-анода определяет успех создания некоторых химичес-. ких источников тока. [c.3]

К сожалению, бо-лыпинство фирм, которые изготавливают ингибиторы коррозии, не сообщают их состав, поэтому подчас трудно составить себе представление о том, какие химические соединения или функциональные группы в сложных соединениях или смесях выполняют защитные функции. Знать же это совершенно необходимо для понимания механизма защиты металлов ингибиторами. В связи с этим рассмотрение пассивирующих и защитных свойств различных неорганических и органических соединений представляет большой интерес. Не менее важным является установление общих закономерностей защиты металлов от коррозии ингибиторами характер адсорбции, в.лияние ингибиторов на электрохимическую кинетику, связь между составом и структурой химических соединений и их защитными свойствами, влияние ингибиторов на поведение многоэлектродных систем, методы определения защитных свойств ингибиторов, возможность развития локальной коррозии в присутствии ингибиторов. Рассмотрение этих вопросов, несомненно, облегчит труд исследователей, занимающихся поисками новых ингибиторов, а также труд инженерных работников, использующих ингибиторы коррозии в технике. [c.6]

Систематические исследования, проведенные со многими соединениями [5—11], показали, что ни одна из выдвинутых гипотез не является характерной особенностью для летучих ингибиторов, хотя некоторые из перечисленных механизмов иногда и проявляются. Изучая электрохимию ингибированных электролитов, связь между составом, структурой и физи-ко-химическихл ги свойства ми органических соединений, с одной стороны, и их защитными свойствами — с другой, удалось показать, что летучие ингибиторы предотвращают коррозию главным образом благодаря изменению кинетики электрохимических реакций, обусловливающих коррозионный процесс. На это указывает, в частности, сильное смещение в положительную сторону стационарного потенциала стали, выдержанной в атмосфере л-етучих ингибиторов, а также торможение анодной реакции ионизации металла и наступление пассивности [5, 6]. [c.157]

Электрохимический механизм протекания процесса предполагает, что окисление и восстановление подчиняются свойственным им зависимостям между потенциалом и током, где ток выражает скорость процесса. Кинетика коррозии определяется кинетикой окисления металла и восстановления окислителя. Необязательно, чтобы эти два процесса происходили на одной точке поверхности металла. Электрон, освобожденный металлом в одной точке, может переместиться в соседнюю и там присоединиться к окислителю. Перемещение электрона в пределах металла на малые расстояния происходит практически беспрепятственно, вследствие высокой электронной проводимости. Точки, где осуществляются элементарные акты оКЙсления или восстановления, могут мигрировать на поверхности металла, меняться местами и т. д., подчиняясь законам случайности. Под влиянием различных причин они могут быть фикси- [c.164]

Описанию метода исследования коррозии с помощью вращающегося дискового электрода с кольцом, предложенного бпервые А. Н. Фрумкиным и Л. Н. Некрасовым для исследования кинетики электрохимических реакций, посвящена статья А. И. Оше и Б. Н. Кабанова. В ней на конкретных примерах иллюстрируются возможности этого метода для количественного анализа процессов коррозии и установления механизма анодного растворения (много-электронные и одноэлектронные стадии, растворение многокомпонентных сплавов, накапливание более благородного компонента на поверхности металла, перенос через пассивные слои и т. д.) [c.5]

Такая классификация сред по агрегатному состоянию положена в основу построения многих монографий, учебников и учебных юсобий по химическому сопротивлению материалов, особенно по коррозии и защите металлов. Такой подход оправдан, так как процессы взаимодействия материалов с газами отличаются от процессов, протекающих в жидких средах, как по механизму, так и по кинетике. Однако при изучении взаимодействия неметаллических материалов с газовыми средами, в отличие от металлов, допускается наличие конденсации влаги, особенно при изучении атмосферной коррозии бетонов, керамики и полимерных композиционных материалов. Это понятно, поскольку для металлов возможно в таких условиях изменение механизма коррозии с хи-.ического на электрохимический, что для указанных неметалли-1еских материалов исключено. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...