Задачи и научные основы курса

Целью курса защиты металлов от коррозии является установление причин коррозии для её предотвращения или уменьшения до приемлемых технико-экономических параметров. При этом решаются основные задачи курса:

1) выбор (разработка) материала и мер по защите его от коррозии,

2) выбор материалов и защита окружающей среды от продуктов коррозии.

Актуальность постановки первой задачи очевидна. При её решении нередко не учитывается вторая часть, которая проявляется реже, но не менее важна, например, при конструктивном оформлении оборудования фармацевтической или пищевой промышленности, имплантатов и т.д. Пример удачного решения первой задачи и игнорирования второй – свинцовый водопровод в Кремле для Ивана Грозного – может быть оправдан лишь отсутствием данных о ПДК и свойствах свинца в то время.

Поэтому курс защиты металлов от коррозии состоит из основ коррозии и защиты металлов и практического применения их при проектировании, изготовлении и эксплуатации металлоизделий. Теоретические основы курса базируются на термодинамике и кинетике электродных процессов, химии, физической химии, электрохимии, физике и металловедении. При изучении поведения металлоизделий в эксплуатационных условиях должны учитываться экология, экономика, надежность, технология, стандартизация и сертификация.

Коррозия протекает на границе двух фаз металл – среда и является гетерогенным процессом. Основной причиной коррозии металла является его термодинамическая неустойчивость в коррозионной среде в данных условиях. Термодинамика позволяет установить возможность самопроизвольного протекания коррозионного процесса и количественно оценить движущие силы коррозии и условия, позволяющие уменьшить или предотвратить коррозию (использование защитных газовых атмосфер и ингибиторов, обескислороживание коррозионной среды, электрохимическая защита, защитные покрытия и т.д.).

Термодинамика пока не дает возможности оценить как скорость коррозионного процесса, так и влияние различных факторов на скорость коррозии и характер коррозионного разрушения, которые рассматриваются в учении о скоростях коррозионных процессов – кинетике коррозии.

Теоретически и практически важная величина установившейся суммарной скорости коррозии оценивается как:

, (1.1) где числитель выражения можно определить на основе термодинамических расчетов (ΔG – уменьшение свободной энергии); k – коэффициент; знаменатель (R) -кинетическое торможение или сопротивление процесса, зависит от многих факторов, основные из которых обусловлены заторможенностью: 1) диффузии реагентов к поверхности металла или продуктов реакции в обратном направлении (диффузионный контроль процесса), 2) протекания химической или электрохимической реакции взаимодействия металла с коррозионной средой и её компонентами (кинетический контроль), 3) обеих стадий при соизмеримости их скоростей (диффузионно-кинетический контроль).