Реферат: Коррозия металлов и методы защиты от неё

Содержание

Глава 1 Коррозия металла …………………………………………………....1

1.

Основы теориикоррозии …………………………………………….…...1

1,1классификация коррозийных процессов……………………….…….….1

1,2Показатель скорости коррозии ……………………………………..…....2

2 Электрохимическая коррозия………………………………………….…..4

2,1Термодинамика электрохимической коррозии металлов…………...….4

2,2Гомогенные и гетерогенные пути электрохимической коррозии……..5

2,3Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов …….6

2,4Причины анодного растворения ………………………………….……..6

2,6Анодная пассивность металлов……………………………….…………7

3Депомеризация ……………………………………………….………..…..8

3,1Термодинамические возможности кислородной депомеризации……..8

3,2Перенапряжение ионизации кислорода ………………………….……10

Глава 2 Электрохимические методы защиты металлов откоррозии

1.

Методы защитыметаллов от коррозии ……………...…………………11

2.

Катодная защита …………………………………………………..…….12

3.

Явлениепассивности ……………………………………………..……..14

4.

Анодная защита.Использования пассивности в практике от коррозии……………………..……………………………………………15

5.

Покрытия, как методы защиты металлов откоррозии …………...….18

6.

Ингибиторы………………………………………………...……………20

Глава 3 Обработка резанием .

1.

Сущность и схемы способов обработки…………………………………22

2.

Параметры технологического процесса ………………………..………25

Глава 4 Коррозийное растрескивание.

1.

Явлениекоррозийного растрескивания …………………….…………...29

2.

Коррозионнаястрела…………………………………………..………….30

3.

Структура исостав …………………………………………..…………...30

4.

Напряжение………………………………………………….……………30

5.

Характер……………………………………………………….………….30

6.

Предотвращениекоррозионного растрескивания ……………..….……31

7.

Механизмкоррозийного растрескивания ……………………….….…..31

8.

Начальнаястадия локализованной коррозии………………….…....…..33

9.

Системасплавов, подверженных межкриталлитному растрескиванию…………………………………………………….....…..34

10.

Системы сплавов, подвеженных внутрикристаллическомурастрескиванию……………………………………………………...……35

11.

Развитие трещин…………………………………………………………..35

12.

Общие закономерности <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>влени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррозийного растрескивани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>………………………………………………………………………..…….38

Глава 1

Коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>металла

1. Основы теории коррозии

Термин коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> происходитот латинского «corrosio», что означает разъедать, разрушать. Этот термин характеризует как процесс разрушени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>, так ирезультат.

Среда в которой металл подвергаетс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррозии (коррозирует) называетс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррозионной или агрессивной средой.

В случае с металлами, говор<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> об их коррозии, имеют ввиду нежелательный процесс взаимодействи<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла со средой. Физико-химическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>сущность изменений, которые претерпевает металл при коррозии <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>окисление металла.

Любой коррозионный процесс <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> многостадийным:

1) Необходим подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентовк поверхности металла.

2) Взаимодействие среды с металлом.

3) Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла (в объемжидкости, если среда жидка<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>).

Известно что большинство металлов ( кроме Ag,Pt,Cu,Au) встречаютс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> в природе в ионном состо<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>нии: оксиды, сульфиды, карбонаты и др.,называемые обычно руды металлов.

Ионное состо<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ниеболее выгодно, оно характеризуетс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> более меньшей внутренней энергией. Это заметно при получение металлов из руд и их коррозии. Поглощенна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> энерги<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> при восстановлении металла из соединений свидетельствует о том , что свободный металл обладает более высокой энергией, чем металлическое соединение.Это приводит к тому, что металл наход<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>щийс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> в контакте с коррозионно-активной средой стремитс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> перейти в энергетически выгодное состо<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ние с меньшим запасом энергии.

Коррозионный процесс <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> самопроизвольным, следовательно G=G-G (G и G относ<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> к начальному и конечному состо<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ниюсоответственно). Если G>G то G<0,т.е. коррозионный процесс возможен; G>0 коррозионный процесс невозможен; G=0 система металл-продуктнаходитс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> в равновесии. То есть можно сказать, что первопричиной коррозии металла <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> термодинамическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>неустойчивость металлов в заданной среде.

1.1 Классификаци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррозионных процессов.

1. По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металла.

Химическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> - это взаимодействие металлов с коррозионной средой, при котором окисл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металл и восстанавливаетс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> окислительные компоненты коррозионной среды протекают в одном акте. Так протекает окисление большинства металлов в газовых средах содержащих окислитель (например, окисление в воздухепри повышении температуры)

Электрохимическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> - этовзаимодействие металла с коррозионнойсредой, при котором ионизаци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> атомов металла и восстановление окислительной компоненты среды происходит не водном акте, и их скорости завис<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>т от электродного потенциала

металла. По такому процессу протекают, например, взаимодействие металла с кислотами:

эта суммарна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> реакци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> состоит из двух актов:

2. По характеру коррозионногоразрушени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>.

Обща<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>или сплошна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> при которой коррозирует вс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> поверхность металла. Она соответственно делитс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>на равномерную (1а), неравномерную (1б) и избирательную (1в), при которой коррозионный процесс распростран<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> преимущественно по какой-либо структурной составл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ющейсплава.

Местна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> при которой коррозируют определенные участки металла:

а) коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName><st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>звами — коррозионные разрушени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>в виде отдельных средних и больших п<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тен (коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> латуни в морской воде)

б) межкристаллическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> при ней процесс коррозии распростран<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> по границе металл-сплав (алюминий сплавл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> с хромоникелем) и другие виды коррозии.

3.По услови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>м протекани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> процесса.

а) Газова<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> — это коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> в газовой среде при высоких температурах. (жидкий металл, при гор<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>чей прокатке, штамповке и др.)

б) Атмосферна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> - это коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла в естественной атмосфере или атмосфере цеха (ржавление кровли, коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> обшивки самолета).

в) Жидкостна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> — это коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> в жидких средах: как в растворах электролитов,так и в растворах не электролитов.

г) Подземна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> — это коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла в почве

д) Структурна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> - коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> из-за структурной неоднородностиметалла.

е) Микробиологическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>- результат действи<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> бактерий

ж) Коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>внешним током — воздействие внешнего источника тока (анодное или катодноезаземление)

з) Коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> блуждающими токами - прохождение тока по непредусмотренным пут<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>мпо проекту.

и) Контактна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> - сопр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>жение разнородных электрохимических металлов в электропровод<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>щей среде.

к) Коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>под напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>жением - одновременное воздействие коррозионной среды и механического напр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>жени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>.

1.2 Показатель скорости коррозии.

Дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>установлени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> скорости коррозииметалла в данной среде обычно ведут наблюдени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> за изменением во времени какой-либо характеристики, объективно отражающей изменение свойства металла.

Чаще всего в коррозионной практике используют следующие показатели.

1) Показатель изменени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>массы — изменение массы образца в результате коррозии отнесенный к единице поверхности металла S и к единице времени (например, г/м ч) в зависимости от условий коррозииразличают:

а) отрицательный показатель изменени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> массы

К-m=<img src="/cache/referats/20045/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">m / S<img src="/cache/referats/20045/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031"><img src="/cache/referats/20045/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1032"><img src="/cache/referats/20045/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1033"><img src="/cache/referats/20045/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1034">

m=m/st

где m - убыль массы металла за врем<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррозии после удалени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> продуктов коррозии.

б) положительный показатель изменени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> массы

К+m=<img src="/cache/referats/20045/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1035">m / S<img src="/cache/referats/20045/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1036"><img src="/cache/referats/20045/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1037"><img src="/cache/referats/20045/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1038"><img src="/cache/referats/20045/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1039">

где m — увеличение массы металла за врем<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вследствие роста пленки продуктов коррозии.

Если состав продуктов коррозии известен, то можно сделать пересчет от К к К и наоборот

К-m=К+m (nokAMe / n Me Aok)

гдеА и М — атомна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> и молекул<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>рна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>масса Ме и окислител<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> соответственно; n и n валентность металла и окислител<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> в окислительной среде.

2) Объемный показатель коррозии

К — объем поглощенного иливыделившегос<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> в процессе газа V отнесенный к единице поверхности металла и единице времени (например, см/см ч).

К= объ.<img src="/cache/referats/20045/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1040">V/ S<img src="/cache/referats/20045/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

объем газа обычно привод<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>т к нормальным услови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>м.

Применительно к электрохимической коррозии когда процесс катодной депол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ризации осуществл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> за счет разр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>да ионов водорода, например, по схеме 2Н +2е = Н, или ионизаци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> молекул кислорода О + 4е +2НО = 4ОН; ввод<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>соответственно кислородный (К ) иводородный (К ) показатель соответственно.

Водородный показатель коррозии — этообъем выделившегос<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> Н впроцессе коррозии, отнесенный к Su .

Кислородный показатель коррозии — этообъем поглощенного в процессе О, отнесенный к Su .

3) Показатель сопротивлени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>.

Изменение электрического сопротивлени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> образца металла за определенное врем<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> испытаний также может быть использован в качестве показани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррозии (К).

КR = (<img src="/cache/referats/20045/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1042">/Ro)100%за врем<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> t

где Ro и <img src="/cache/referats/20045/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> соответственно до и после коррозии.

У этого способа есть некоторыйнедостаток толщина металла во все врем<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> испытаний должна быть одинаковой и по этойпричине чаще всего определ<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ют удельное сопротивление, т.е. изменение электрического сопротивлени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> на единицу площади образца (см, мм) при длине равной единице. Этот метод имеет ограничени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> применени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> (дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>листового металла не более 3мм). Наиболее точные данные получают дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> проволочных образцов. Этот метод не пригоден дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> сварных соединений.

4) Механический показатель коррозии.

Изменение какого-либо свойства металла за врем<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррозии . Сравнительно часто пользуютс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> изменением предела прочности. Прочностной показатель при этом выражаетс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>:

Кo= (<img src="/cache/referats/20045/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1044">в/<img src="/cache/referats/20045/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1045">во) 100% за врем<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>t

где <img src="/cache/referats/20045/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1046">oизменение предела прочности при раст<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>жении после коррозии образца в течении времени ; <img src="/cache/referats/20045/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1047">во предел прочности до коррозии.

5) Глубинный показатель коррозии.

К - глубина разрушени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла П в единицу времени (например, мм/год)

КП = п/<img src="/cache/referats/20045/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1048">

Глубина коррозионного разрушени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>П может быть средней или максимальной. Глубинный показатель коррозии можно использовать дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>характеристики как равномерной., так и неравномерной коррозии (в том числе и местной) металлов. Он удобендл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> сравнени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>скорости коррозии металла с различнымиплотност<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ми. Переход от массового, токового и объемного к глубинному возможен при равномерной коррозии.

2. Электрохимическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>.

Электрохимическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> наиболее распространенным типомкоррозии металлов. По электрохимическому механизмукоррозируют металлы в контакте с растворами электролитов (морска<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вода, растворы кислот, щелочей, солей).В обычных атмосферных услови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>хи в земле металлы коррозируют также поэлектрохимическому механизму , т.к. наих поверхности имеютс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> капли влаги с растворенными компонентамивоздуха и земли. Электрохимическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> гетерогенным и

многостадийным процессом. Еепричиной <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> термодинамическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> неустойчивость металлов в даннойкоррозионной среде.

Учение о электрохимической коррозииставит главный вопрос - вопрос оскорости коррозии и тех факторов, которые вли<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ютна нее. С электрохимической точки зрени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> коррози<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла это не просто процесс окислени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла, т.к. этот переход должен

сопровождатьс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> сопр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женно идущимвосстановительным процессом. В результате ионизации освобождаютс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> электроны и роль второго восстановительного процесса состоит в их ассимил<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ции подход<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>щим окислителем (Д), образующим устойчивое соединение.

Ионизаци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>и процесс ассимил<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ции электронов каким либо элементом среды (обычно Н ионы или О )представл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ет собой В отличии химического, электрохимические процессы контролируютс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> (завис<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>т) не только от концентрации реагирующих веществ, но и, главным образом,завис<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>т от потенциалаповерхности металла.

Потенциал.

На границе раздела двух разнородныхфаз происходит переход зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>женныхчастиц — ионов или электронов из однойфазы в другую, следовательно,возникает разность электрических потенциалов, распределени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>упор<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>доченных электрических зар<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>дов, т.е.

образование двойного электрического сло<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>.Возникновение межфазового скачка потенциала можно объ<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>снить следующими основными причинами; но рассмотрим только те, которые привод<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тк коррозии металлов, а точнее переходкатионов металла из электролита на металл (электродный потенциал) адсорбци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> анионов электролита на металле (адсорбционный потенциал) возникновениеионно-адсорбционного потенциала за счет одновременной адсорбции пол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ризуемого атома кислорода и перехода

катионов из металла в электролит.

По известным причинам, абсолютное значение межфазовой разности потенциалов измерить нельз<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>, эту величину можно измерить относительно другой величины и за точку отсчета принимаетс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>стандартный водородный потенциал.

Наличие на межфазовой границе металл-раствор электролита двойного электрического сло<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> оказывает существенное вли<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ние на процесс, а , в частности, на скорость коррозии металлов. При изменении концентрации (плотности) положительных или отрицательных частиц в растворе или металле может изменитьс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> скоростьпроцесса растворени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла. Именноих этих соображений электродныйпотенциал <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> одной из важнейших характеристик, определ<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ющих скорость коррозии металла.

2.1 Термодинамика электрохимическойкоррозии металлов.

Стремлением металлов переходитьиз металлического состо<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ни<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> вионное дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> различных металлов различно. Веро<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тностьтакого перехода зависит также от природы коррозионной среды . Такую веро<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тностьможно выразить уменьшением свободной энергии при протекании реакции перехода в заданной среде при определенных услови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>х.

Но пр<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>мойсв<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>зи между термодинамическим р<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>дом и коррозией металлов нет. Это объ<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>сн<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> тем, чтотермодинамические данные получены дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> идеально чистой поверхности металла, в то врем<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>как в реальных услови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>х коррозирующий металл покрыт слоем(пленкой) продуктов взаимодействи<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла со средой.

Дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>расчетов изменени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> свободной энергии реакции при электрохимической коррозии металла используют величины электродных потенциалов. В соответствии с неравенством процесс электрохимической коррозии возможен,если

<img src="/cache/referats/20045/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1049">GT= — nETF< 0

где — э.д.с. гальванического элемента, в котором обратимо осуществл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> данный коррозионный процесс, В

— обратный потенциал катоднойреакции, В

— обратный потенциал металла в данныхуслови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>х.

Следовательно, дл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> электрохимического растворени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла необходимо присутствие в растворе окислител<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> (депол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ризатора, который бы осуществл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>л катодную реакциюассимил<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ции электронов), обратимыйокислительно-восстановительный потенциал которого положительнее обратимого потенциала металлав данных услови<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>х.

Катодные процессы при электрохимической коррозии могут осуществл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тьс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> различными веществами.

1) ионами

2) молекулами

3) оксидами и гидрооксидами (как правило малорастворимыми продуктами коррозии,образованными на поверхности металлов)

4) органическими соединени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ми

Обратимыеокислительно-восстановительные потенциалы катодных

процессов можно рассчитать по уравнени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>м:

(Vk)обр= (Vk)0обр+ (RT/nF)2,303 lg(apok/agв)<img src="/cache/referats/20045/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1050">

где (Vk)обр= (Vk)0обрстандартный окислительно-восстановительный потенциал при apok/agв=1,

аu, а - активность (приближенно концентраци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>окислител<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> и

восстановител<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>)

pu, q - стехиометрические коэффициенты окислител<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> и восстановител<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> в реакции

В коррозионной практике в качестве окислителей-депол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ризаторов,осуществл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ющих коррозию, выступают ионы водорода и молекулы растворенного в электролите кислорода.

Электродна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>реакци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> анодного растворени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла (собственно коррозионные потери металла) в общем случае протекают по схеме Me -> Me + ne

При увеличении активности ионов металла (повышение концентрации ионов металла в растворе), потенциал анода возрастает, что приводит к торможению растворени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> металла. Понижение активностиметалла, напротив, способствуетрастворению

металла. В ходе коррозионного процесса измен<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ютс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> не только свойства металлической поверхности, но и контактирующего раствора(изменение концентрации отдельных его компонентов). При уменьшении, например, концентрации депол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ризатора,у катодной зоны может оказатьс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>, что катодна<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> реакци<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>депол<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ризации термодинамически невозможна.

2.2 Гомогенные игетерогенные пути электрохимической коррозии.

Причину коррозии металлов в растворах, не содержащих одноименныхионов, объ<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>сн<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>ет теори<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>необратимых потенциалов. Эта теори<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> рассматривает поверхность металлов как однородную, гомогенную.Основной и единственной причиной растворени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> (коррозии) таких металлов <st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>вл<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>етс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> термодинамическа<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> возможность протекани<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> анодного и катодного актов. Скорость растворени<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> (коррозии) будет определ<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName>тьс<st1:PersonName w:st=«on»>я</st1:PersonName> кинетическими факторами. Но гомогенную поверхность металлов можно рассматривать как предельный случай, который может быть реализован, например, в жидких металлах. (ртуть и амальгамы металлов). Дл<st1:Pers

еще рефераты

Еще работы по химии

Реферат по химии

Исследование механизма закрепления гексена, гексина-1 и бензола на поверхности киновари

29 Августа 2013

Реферат по химии

Реактор каталитического риформинга

Колебательные химические реакции

15 Июля 2015