Многоэлектродные гальванические элементы

Корродирующая поверхность металла является короткозамкнутым многоэлектродным гальваническим элементом. Материальный эффект электрохимического разрушения (растворения) сосредоточен на анодных участках корродирующего металла. Анодное растворение металла возможно при одновременном протекании катодного процесса - ассимиляции освободившихся электронов на катодных участках металла. Согласно классической теории электрохимической коррозии, участки анодной и катодной реакции пространственно разделены, и для протекания процесса коррозии необходим переток электронов в металле и ионов в электролите. Однако пространственное разделение анодной и катодной реакции оказывается энергетически более выгодным, так как анодные и катодные реакции могут локализоваться на тех участках, где их протекание более облегчено. Поэтому в большинстве практических случаев протекание электрохимической коррозии обычно характеризуется локализацией анодного и катодного процессов на различных участках корродирующей поверхности металла. [c.7]

Коррозия металлов в электролитах — это результат работы многочисленных микроскопических короткозамкнутых многоэлектродных гальванических элементов, имеющихся на поверхности металла. [c.75]

В соответствии с существуюш,ими представлениями [2, 170], поверхность стали в электролите представляет собой короткозамкнутый многоэлектродный гальванический элемент, составленный из большого количества микроэлементов. Возникновение микрогальванических элементов связано, во-первых, с неоднородностью металлической фазы, которая изменяется вследствие термической и механической обработки, во-вторых, с неоднородностью пленок окислов и загрязнений на поверхности металла и, в-третьих, с неоднородностью жидкой фазы, что обусловлено разницей концентраций как собственных ионов металла в электролите, так и ионов растворенного вещества и газов. [c.17]

Под влиянием этих факторов корродирующая поверхность металла становится многоэлектродным гальваническим элементом. Процесс коррозии — результат работы множества короткозамкнутых гальванических элементов. [c.19]

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]

Металл и сплав как многоэлектродный гальванический элемент [c.262]

Таким образом, изучение процесса коррозии какого-либо технического металла или сплава сводится к изучению работы многоэлектродного гальванического элемента, в котором одни участки являются анодами, а другие катодами. Так как площади анодных и катодных участков в металле различны, то скорость коррозионного процесса в большой степени зависит от того, какие структурные составляющие являются анодами и какие—катодами. [c.42]

Таким образом, поверхность всякого технического металла можно рассматривать как многоэлектродный гальванический элемент, т. е. поле действия множества локальных или так называемых микроэлементов (рис. 165). [c.312]

Впервые понятие и термин многоэлектродный гальванический элемент были введены Г. В. Акимовым в 1930 г. [65]. [c.133]

Поверхность корродирующего металла представляет собой обычно многоэлектродный, т. е. состоящий из нескольких (более двух) отличающихся друг от друга электродов, гальванический элемент (рис. 131). В первом приближении эту поверхность можно [c.188]

Исходя из представлений о поверхности твердой фазы как о многоэлектродной системе, для нахождения интегральной величины тока гальванического элемента / или гальвано-ЭДС Е необходимо просуммировать все Е,. . [c.35]

В практических условиях часто возникают многоэлектродные коррозионные гальванические элементы (например, в случае использования легированных сталей, различных сплавов и т. д.). Электрод, имеющий наиболее отрицательный потенциал, является анодом, а наиболее положительный - катодом. Поведение электродов с промежуточными значениями зависит от значений потенциалов всех электродов, относительных площадей, поляризуемости и омических сопротивлений каждого электрода. [c.45]

Реальный металл, способный корродировать в данной среде, неизбежно содержит примеси других металлов, частью более благородных, чем основной металл. Эти примеси могут либо представлять собой отдельные фазы, либо приводить к образованию их в процессе коррозии. Поэтому поверхность металла рассматривается как своего рода инкрустация, состоящая из анодов (основной металл) и микроскопических катодов. Более благородные катоды и основной металл представляют собой серию многочисленных короткозамкнутых гальванических элементов. Между катодами и анодами существует определенная разность потенциалов, которая вызывает протекание электрических токов, заставляющих металл растворяться. Чем больше разность потенциалов между катодами и анодами, тем больше сила токов, текущих в местных элементах, тем больше, следовательно, скорость коррозии. Конечно, на поверхности металла необязательно должны находиться только два типа участков — аноды и катоды. Одновременное присутствие нескольких примесей приведет к образованию системы многоэлектродных элементов, характеризуемой наличием нескольких типов катодов и анодов, обла-, дающих различными потенциалами и поляризационными характеристиками. [c.188]

Физико-химическую природу явления катодной защиты можно легко понять, исходя из теории многоэлектродных систем. Наиболее простой случай катодной защиты— протекторная защита, которую можно представить в виде трехэлектродной системы (рис. 52). Два электрода этой системы представляют коррозионный гальванический элемент, состоящий из катода К1 и анода Ль к которым присоединен третий электрод Лг — протектор, обладающий более электроотрицательным потенциалом [c.122]

Пользуясь теорией многоэлектродного элемента, можно разрешить ряд практических вопросов. В частности, эта теория обосновала метод протекторной защиты, который состоит в том, что к металлической конструкции, подвергающейся коррозии вследствие действия на ее поверхности местных гальванических элементов, присоединяют дополнительный анод, что способствует уменьшению скорости коррозии анодных участков конструкции и переходу их в катоды, в то время, как он сам (дополнительный анод) разрушается. Протекторная защита [c.40]

Присоединение сильного анода к корродирующей системе (например, к двухэлектродному или многоэлектродному короткозамкнутому гальваническому элементу) оказывает защитное действие на коррозию системы, вызывает торможение работы коррозионных микроэлементов вследствие внешней катодной поляризации. Такое защитное действие присоединенного анода получило название протекторной защиты, а присоединенный электрод называется протектором. Уменьшение скорости электрохимической коррозии может быть достигнуто также при катодной поляризации металла приложенным извне током. Электрохимическая защита (протекторная, приложенная извне током) используется при защите от почвенной коррозии подземных трубопроводов и других сооружений, от коррозии металлов в морской воде и т. п. [c.35]

В 1922 г. Н. А. Изгарышевым было отмечено, что с коррозионной точки зрения сталь и чугун представляют собой систему коротко-замкнутых гальванических элементов с различными электродными потенциалами. Короткозамкнутые системы многоэлектродных элементов наиболее распространены в коррозионной практике и изучение вопроса о механизме коррозии таких систем позволяет помимо решения теоретических вопросов, также правильно осуществлять конструирование химической аппаратуры или отдельных узлов аппаратов и изделий. [c.51]

Г. В. Акимов с 1930 г., а позднее Г. В. Акимов и Н. Д. Томашов дали новые теоретические обоснования некоторых важных коррозионных явлений в области структурной коррозии металлов. Они создали теорию многоэлектродных элементов и дали метод расчета гальванических систем при любом количестве электродов. Эта теория позволила выяснить влияние ряда факторов, ранее не учитывавшихся. [c.9]

При погружении в электролит двух разнородных металлов, обладающих различными электродными потенциалами, в электролит будут переходить ионы металла г более низким электродным потенциалом. Если оба металла привести в контакт (при помощи проводника, например), то возникнет гальванический элемент, в котором избыточные электроны от металла с более низким электродным потенциалом (анода) будут перемещаться к металлу с более высоким электродным потенциалом (катоду). Цепь замкнется через электролит, где заряды будут передаваться ионами электролита. Таким образом, электрическое равновесие на аноде будет непрерывно нарушаться, и анод будет разрушаться, т. е. корродировать. Второй электрод (катод) разрушению не подвергается. На корродирующей поверхности металла имеются различные по своим свойствам участки, которые при соприкосновении с электролитохм выполняют роли анодов или катодов. Большей частью поверхность металла представляет собой многоэлектродный гальванический элемент, В зависимости от размеров анодных или катодных участков они образуют макрогальванические или микрогальва-нические элементы. Причины образования электрохимической неоднородности могут быть самые различные макро- и микровключения в сплаве, наличие границ зерен поры в окисной пленке, неравномерная деформация и др. По условиям протекания коррозия разделяется на следующие виды 1) газовая коррозия 2) коррозия в неэлектролитах (например, стали в бензине) 3) атмосферная коррозия 4) коррозия в электролитах (подразделяется в зависимости от характера коррозионной среды на кислотную, щелочную, солевую и т. п.) 5) грунтовая коррозия (например, ржавление трубопроводов) 6) структурная коррозия, обусловливается различными включениями в металле 7) электрокоррозия (возникает под действием блуждающих токов) 8) контактная коррозия, возникает при контакте в электролите металлов с разными электродными потенциалами 9) щелевая коррозия (возникает в узких щелях, например в резьбовых соединениях) [c.152]

Практически поверхность корродирующего металла представляет собой обычно многоэлектродный гальванический элемент. Участки этой поверхности являются в зависимости от их размеров короткозамкнутыми макрогальваническими (имеющими размеры, хорошо различаемые невооруженным глазом) или микрогальва-ническими (обнаруживаемыми при помощи микроскопа) элементами. Причины возникновения электрохимической неоднородности поверхности раздела металл — электролит при электрохимической коррозии металлов — см. табл. 12. [c.39]

В 1913 г. Н. А. Йзгарышев, изучая пассивность металлов в различных средах, показал, что поверхность металла в растворах электролитов представляет собой многоэлектродную систему, в которой каждая составляюш,ая металла, т. е. каждый электрод, обладает своим, отличным от других электродов, значением потенциала. Более поздними работами Н. А. Изгарышева (1926 г.) установлено, что основным источником энергии гальванического элемента является энергия гидратации ионов растворяющегося металла. [c.11]

Поверхность корродирующего гетерогенного сплава и многие инженерные полиметаллические конструкции (см., например, рис. 83) представляют собой в коррозионном отношении многоэлектродные гальванические системы. Практически часто имеет место сочетание макро- и микроэлементов (рис. 84). Упрощенное рассмотрение этих систем в качестве бинарного (двухэлектродиого) гальванического элемента оказывается недостаточным. [c.174]

В технических металлах и сплавах, являющихся телами поликристаллическими, микроструктура состоит из зерен одной или нескольких фаз, неметаллических включений и т. п. Эти различные структурные составляющие, имеющие разные физико-химические свойства, при контакте с электролитом приобретают неодинаковые по величине и знаку электродные потенциалы и одни из них станут анодами, а другие — катодами. Таким образом, технические металлы и сплавы при воздействии на них электролитов можно рассматривать как многоэлектродные элементы, состоящие из огромного числа микроскопически малых коррозионных гальванических пар — микрогальванопар. Чем сильнее отличаются электродные потенциалы фаз, находящихся в сплаве, тем быстрее происходит его коррозионное разрушение. Отсюда следует, что высокую коррозионную устой- [c.243]

При многофазности сплава, что имеет место, в частности, в технических металлах, загрязненных различными примесями, возникает множество гальванических микроэлементов каждая фаза сплава получает электроны от менее благородной и отдает их более благородной. Вопрос о том, какая из фаз будет растворяться, а какая останется без изменения при одновременной работе такого многоэлектродного элемента, довольно сложен и зависит от ряда факторов, рассматриваемых в дальнейшем. [c.28]

В технических металлах и сплавах, являющихся телами поликристаллическими, микростру.лтура состоит из зерен одной или нескольких фаз, неметаллических включений и т. п. Эти различные структурные составляющие, имеющие разные физико-химические свойства, при контакте с электролитом приобретают неодинаковые по величине и знаку электродные потенциалы и одни из них станут анодами, а другие — катодами. Таким образом, технические металлы и сплавы при воздействии на них электролитов можно рассматривать как многоэлектродные элементы, состоящие из огромного числа микроскопически малых коррозионных гальванических пар — микрогальванопар. Чем сильнее отличаются электродные потенциалы фаз, находящихся в сплаве, тем быстрее происходит его коррозионное разрушение (в частности, дендритная ликвация именно поэтому снижает стойкость против электрохимической коррозии). Отсюда следует, что высокую коррозионную устойчивость могут иметь либо очень чистые металлы, либо сплавы, имеющие однородную (гомогенную) структуру твердого раствора, [c.324]

Для решения практических задач борьбы с коррозией большую роль сыграли исследования Г. В. Акимова, Н. Д. То-машова и их сотрудников, лозволившие теоретически обосновать явления структурной коррозии и механизм коррозионных процессов. Ими разработана теория многоэлектродных элементов и дан метод расчета как простых, так и сложных гальванических систем при любом числе электродов. Советские ученые значительно расширили и дополнили учение о пассивности метал нов, основанное на пленочной теории В. А. Кистяковского. Большой интерес представляют исследования П. Д Данкова, который установил основные принципы химического превращения твердого тела, имеющие большое практическое и теоретическое значение при защите металла от коррозии различными пленками. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...