Влияние внешних факторов на скорость коррозии

Влияние рНсреды на коррозионное поведение металла можно проследить по соответствующей диаграмме «равновесный потенциал-рН» при комнатной температуре по так называемым диаграммам Пурбэ. Эти диаграммы позволяют однозначно определить область коррозионной устойчивости, в которой металл термодинамически не способен окисляться, а также прогнозировать области пассивного и коррозионноактивного состояния металла. Вместе с тем диаграмма не всегда способна дать однозначный ответ о коррозионном поведении металла в силу того, что характеризует равновесное состояние системы, тогда как коррозионный процесс – всегда процесс неравновесный.

В общем случае коррозии с водородной деполяризацией повышение концентрации Н⁺ смещает катодный потенциал в положительную сторону, что должно увеличивать скорость коррозии. В сильнокислых растворах кислота может играть роль окислителя, вызывая пассивацию металла, например железа в концентрированной Н₂SO₄, или, в других случаях, кислота взаимодействует с металлом с образованием труднорастворимой защитной пленки соли.

Природа металла также достаточно четко проявляется во влиянии рН на скорость коррозии, и по характеру этой зависимости металлы можно разбить на пять групп (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Влияние рН среды на скорость коррозии ряда металлов:

а – благородные металлы; б – амфотерные металлы; в – молибден, вольфрам,

тантал; г – никель, кобальт, кадмий; д – железо, марганец, хром

Влияние состава и концентрации нейтральных солей проявляется следующим образом. Чаще всего в нейтральных средах протекает коррозия с кислородной деполяризацией, и ее влияние на скорость коррозии проявляется через свойства образующихся продуктов коррозии. При образовании труднорастворимых соединений происходит частичное или полное экранирование поверхности металла и скорость коррозии падает, например углекислые соли образуют на поверхности железа осадок соли FeCO₃.Соли могут образовывать на металле и окисные пленки, пассивирующие поверхность. Азотнокислые, хлористые и сернокислые соли, наоборот, образуют растворимые соединения, не способные замедлять процесс.

Влияние состава солей, склонных к гидролизу, например АlCl₃, определяется тем, в какую сторону в результате гидролиза будет изменяться рН среды.

Концентрация нейтральных солей также влияет на скорость коррозии. Повышение концентрации до некоторых значений увеличивает скорость процесса, что связано с возрастанием электропроводности раствора. Дальнейший рост концентрации приводит к замедлению коррозии из-за снижения растворимости кислорода, участвующего в катодной реакции (рис.5.6).

Рис. 5.6. Влияние концентрации кислорода на

скорость коррозии железа в дистиллированной воде

Источником кислорода в подавляющем большинстве случаев является воздух. Скорость коррозии прямо пропорциональна концентрации кислорода, что отвечает механизму диффузионной кинетики электрохимического процесса. Прямая зависимость наблюдается до тех пор, пока слишком высокая концентрация кислорода не приводит к пассивации поверхности металла. Концентрация кислорода в коррозионной среде, в свою очередь, зависит от состава и концентрации солей и от температуры, а также других факторов.

Влияние температуры проявляется следующим образом. Если коррозия протекает с водородной деполяризацией, то рост температуры увеличивает скорость коррозии. Причина – ускорение диффузии и уменьшение электросопротивления среды. Скорость коррозии с кислородной деполяризацией, как сильно зависящая от концентрации кислорода, с ростом температуры замедляется. Повышение температуры настолько снижает растворимость кислорода в электролитах, что это обстоятельство является решающим.

Влияние скорости движения коррозионной среды на скорость разрушения металла особенно четко проявляется при коррозии с кислородной поляризацией. Движение раствора способствует повышению концентрации кислорода в приэлектродном слое, а также удалению продуктов коррозии, способных пассивировать поверхность.