ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролиты — коррозионная среда из "Электрохимическая защита от коррозии" Опасность коррозии в подавляющем большинстве случаев связана с эксплуатацией металлоконструкций в электролитах. К ним относятся основные классы природных и искусственных (промышленных) веществ, обладающих ионной проводимостью. Электролиты могут быть подразделены на три группы твердые, представляющие собой кристаллические вещества, имеющие ионную проводимость, расплавы солей (например, Mg l2, НаС1) — вещества, подвергшиеся электролитической диссоциации при плавлении растворы, представляющие собой вещества, подвергшиеся электролитической диссоциации при взаимодействии с растворителями. [c.8] Первая группа электролитов не является коррозион-но опасной средой, вторая —обладает высокой коррозионной активностью, но представляет самостоятельный интерес, так как электрохимические методы защиты от коррозии конструкций в расплавленных солях не нашли, применения. [c.8] Третья группа, которую мы будем рассматривать — это растворы электролитов, основными из которых являются водные растворы. Природные растворы электролитов вызывают коррозию практически всех металлоконструкций. К ним относятся воды рек, озер, морей пластовые, подтоварные и технологические воды почва, влажные газы и атмосфера. Отнесение влажных газов и атмосферы к растворам электролитов обосновано тем, что при конденсации влаги в тонких пленках на металлах имеют место процессы, типичные для электролитов. Большой агрессивностью обладают искусственные среды— растворы кислот, солей и щелочей, вызывающие коррозию технологического оборудовання. Очевидно, что такие конструкции одновременно находятся под действием природных и искусственных коррозионных сред. [c.8] Свойства растворов электролитов определяют механизм, скорость и характер коррозии. Основные из этих свойств — концентрация (минерализация), проводимость, pH, степень диссоциации, диффузионные характеристики. [c.8] Различают две группы растворов электролитов. К первой относятся искусственные (промышленные) среды — растворы кислот, солей, щелочей. Вторая группа охватывает все природные среды и ряд искусственных растворов, содержащих не менее двух видов анионов или катионов. Особое место занимают сложные по составу электролиты, в которых растворены газообразные вещества. [c.9] Содержанием и соотношением диссоциированных ионов в значительной степени определяются свойства электролитов. Концентрация компонентов в искусственных средах определяется технологическими требованиями, особенностями получения, концентрирования, хранения и транспортировки. Природные среды содержат минеральные вещества в количествах, зависящих от многочисленных факторов географического, сезонного, растворимости компонентов и др. По минерализации природные среды подразделяют на пресные ( 1 г/л), солоноватые ( 1 и 25 г/л), морские ( 25 и 50 г/л) и соленые ( 50 г/л). Пресные воды различают малой 0,2 г/л), средней ( 0,2—0,5 г/л), повышенной ( 0,5—1,0 г/л) и высокой ( 1,0 г/л) минерализации. Достаточно полное представление о многообразии и сложности природных сред дают данные табл. 2 и 3. [c.9] Грунтовые, пластовые, подтоварные и отстойные воды имеют более сложный состав. Основные компоненты и минерализация этих сред аналогичны приведенным в табл. 2. При этом концентрация газов зависит от глубины забора вод. Среды могут содержать также повышенное количество H2S и СО2 (до 1000 г/л), а в некоторых сероводородных средах отсутствует растворенный кислород. [c.9] Таким образом, необходим учет особенностей каждой из сред при оценке их коррозионной активности и выборе способа защиты от коррозии. [c.9] При разработке электрохимической защиты необходимы характеристики коррозионных сред. Наиболее полное представление о таких средах дают их характеристики как ионных систем удельная (7) или эквивалентная (х) электропроводность, степень диссоциации (а ), коэффициент диффузии О) и коэффициент активности (уа), число переноса катионов (а) и анионов (р), pH и др. [c.11] Электропроводность. Закономерности изменения указанной характеристики при воздействии внешних и внутренних факторов различны. Так, например, с увеличением концентрации электролитов электропроводность имеет в большинстве случаев экстремум. Убедительным примером могут служить зависимости, представленные на рис. 1. Их сравнительная оценка также позволяет констатировать, что растворы сильных кислот имеют наибольшую удельную электропроводность. Им несколько уступают растворы сильных оснований. Растворы хорошо диссоциирующих солей имеют в 2—3 раза меньшую электропроводность. Растворы слабых кислот и оснований, а также плохо диссоциирующих солей имеют наименьшую электропроводность. [c.11] Влияние ИОННОГО состава раствора на электропроводность электролитов показано на рис. 1,6. [c.12] Коэффициент активности. Возможность протекания электродных процессов и их кинетика определяются также концентрацией молекул, подвергшихся электролитической диссоциации. Активность а ионов, участвующих в процессе, как правило, не соответствует их концентрации С в электролите. Это различие определяется соотношением а=уа-С, где уа — коэффициент активности. Только при бесконечном разбавлении уа=1, т.е. концентрация растворенного вещества равна его а Ггивно-сти, когда взаимодействием ионов можно пренебречь. Такие электролиты называются стандартными. [c.13] Как будет показано ниже, именно вследствие высокого значения коэффициента активности имеют определенные ограничения электрохимические методы защиты металлов. [c.15] При рещении вопросов защиты от коррозии металлов в природных средах из всех компонентов электролита выбирают такие, которые имеют максимальные значения показателей проводимости. Так, например, в морской воде можно ориентироваться на свойства, соответствующие растворам Na l. Для всех природных сред характерны узкий интервал удельной электропроводности (до 10 См/м), pH 7—9, содержание кислорода 4— 12 мл/л, СО2 1,0—5,0 г/л при атмосферном давлении. Имеются среды (глубины Черного моря и облака в океанах, подтоварные и пластовые воды), содержащие до 1 г/л H2S и СО2, а также имеющие pH 3—6. [c.15] Образование гидроксида происходит при некотором определенном значении pH. При этом в электролите нарушается ионное равновесие, так как снижается концентрация ионов металла и 0Н благодаря этому коррозия металла прекращается или соответствует минимальной величине, определяемой произведением растворимости соединений. [c.16] Следует отметить, что коррозионная активность и возможность электрохимической защиты зависят и от других свойств электролитов, например, от ионной силы, буферной емкости. [c.16] Однако, как будет показано ниже, рассмотренных выше характеристик вполне достаточно для понимания задач, решаемых в настоящей книге. [c.16] Вернуться к основной статье