ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ

Окислителем при электрохимической коррозии металлов может быть растворенный в воде кислород. В этом случае говорят, что коррозия протекает с кислородной деполяризацией:

О₂ + 4Н⁺ + 4е = 2Н₂О ( рН=0) Е^о= +1,228 В

О₂ + 2Н₂О + 4е = 4ОН^- (рН=7) Е^о= +0,81 В

О₂ + 2Н₂О + 4е = 4ОН^- (рН=14) Е^о= +0,401 В

Таким образом, в кислой среде подвергаться коррозии с кислородной деполяризацией могут металлы, стандартный электродный потенциал которых отрицательнее +1,23 В, в нейтральной +0,81 и щелочной – отрицательнее + 0,4В.

Активные металлы в кислой среде корродируют с водородной деполяризацией, т.е в качестве окислителя выступают свободные ионы водорода:

2Н⁺ + 2е = Н₂ (рН =0) Е^о = 0 В

Наиболее простой моделью коррозионного процесса, идущего по электрохимическому механизму, является модель коррозионного гальванического элемента (микрогальванопар). Возникновение катодных и анодных участков на поверхности металла связано: с химической и геометрической неоднородностью поверхности; механическими напряжениями; неоднородностью коррозионной среды; температурным градиентом поверхности; контактом с другими металлами и многими другими факторами. Рассмотрим некоторые из этих факторов более подробно.

Химическая неоднородность поверхности.Ниже приведены схемы коррозии углеродистой стали для различных сред, в которых пассивными (катодными) участками являются зерна карбида железа (Fe₃C).

Коррозионные процессы: Fe - 2e = Fe2+ 2 О2 + 4Н+ + 4е = 2Н2О1 ___________________________________ 2Fe + O2 +4H+ = 2Fe2+ + 2 H2O

Коррозионные процессы: Fe - 2e = Fe2+ 2 О2 + 2Н2O + 4е = 4OН-1 2Fe + O2 +2H2O = 2Fe2+ + 4OH- 2Fe2+ + 4OH- = 2Fe(OH)2

В данном примере рассматривается работа коррозионной микрогальванопары металл и его соединение. При коррозии эвтектического сплава возможен процесс

селективного вытравливания зерен одного из компонентов (более активного металла).

Коррозионные процессы: (кислая среда) Fe - 2e = Fe2+ 2Н+ +2е = Н2 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2

Контактная коррозия металлов.При контакте двух различных металлов, находящихся в растворе электролита, анодным участком будет более активный металл. Например:

Влияние неоднородности состава коррозионной среды. Неоднородность состава среды может приводить к образованию микрогальванопар даже на поверхности одного и того же металла. Примером может служить коррозия металла под каплей воды. Так как поверхностные слои воды содержат больше растворенного кислорода, чем внутренние, поверхность металла в центре под каплей оказывается более активной (анодный участок). После высыхания капли в центре металлической пластинки появляется довольно глубокое пятно ржавчины. Такие процессы наиболее часто наблюдаются при атмосферной и почвенной коррозии. В общем случае неоднородность состава среды приводит к неравенству электродных потенциалов на различных участках поверхности металла, что и способствует образованию микрогальванопар.

Механические напряжения. Коррозионные микрогальванопары могут

возникать при действии внешних и внутренних механических напряжений (например, остаточные напряжения после сварки). Коррозия при действии внешних

и внутренних напряжений приводит к межкристаллитному растрескиванию, или так называемой «ножевой» коррозии.