ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование кинетики образования гидроокисно-карбонатных осадков на поверхности стали при ее катодной защите из "Электрохимический метод защиты металлов от коррозии" Процесс электролиза связан с превращением вещества на электродах, а поэтому вблизи поверхности электродов имеет место непрерывное изменение состава среды. При длительной катодной поляризации можно отметить, в основном, два случая изменение концентрации водородных ионов (подщелачнвание) и изменение концентрации катодного деполяризатора (кислорода) в слое, непосредственно прилегающем к защищаемому сооружению. В результате обеднения раствора кислородом поляризуемость катодных составляющих увеличивается, что приводит к снижению во времени защитного тока. При этом может даже оказаться, что со временем величина защитного тока будет меньше, чем начальный коррозионный ток в стационарных условиях коррозии без катодной поляризации. [c.45] Фактически в результате катодной защиты среда изменяется настолько, что и после отключения тока поляризации скорость коррозии остается меньше, чем до поляризации. В этом причина последействия катодной поляризации. Особенно ярко последнее отмеченное явление проявляется при защите морских гидротехнических сооружений, когда в результате местного подщелачивания на защищаемой, поверхности образуются солевые отложения. Образование солевых осадков позволяет снизить защитный ток или периодически выключать катодную защиту, вследствие чего экономится электроэнергия. Исследование явлений подщелачивания и процессов осаждения гидроокисно-карбонатных слоев на поверхности металла при катодной поляризации имеет несомненный практический и теоретический интерес. Детальное изучение распределения pH в приэлектродном слое затруднено из-за отсутствия достоверного метода, однако на основании косвенных способов удалось изучить основные факторы, определяющие процесс подщелачивания. [c.45] В растворах нейтральных солей, таких как морская вода, основной катодной реакцией деполяризации является электровосстановление кислорода или разряд ионов водорода, поэтому в процессе электролиза у катодно защищаемой поверхности металла накапливаются ионы, образующие труднорастворимые гидраты и труднорастворимые карбонаты. В результате пересыщения приэлектродного слоя осаждение гидроокисей происходит в непосредственной близости к металлу, что приводит к образованию плотно связанных с металлом гидроокисно-карбонатных осадков. Образование солевых отложений при катодной защите оснований морских нефтепромыслов и гидротехнических сооружений неоднократно отмечалось в технической литературе. Выполненные химические анализы осадков показали наличие в их составе гидроокисей и карбонатов. [c.47] Эта зависимость выражается, как видно из фиг. 31, кривой с максимумом. [c.48] В случае, когда на поверхности металла протекает реакция электровосстановления кислорода, в пределах диффузионного слоя происходит образование ионов гидроксила и накапливание не разряжающихся в данных условиях катионов (М ++, Са++, Ы+ и др.). При отсутствии заметного перемещивания частички гидроокиси образуются при избытке катионов и несут положительный заряд. Электрическое поле катодной защиты препятствует уходу коллоидных частиц гидроокиси из диффузионного слоя и способствует их сцеплению с поверхностью металла. Частички гидроокиси при наличии избытка карбонатных ионов оказываются центрами, кри-сталлиз ации для углекислого кальция. На поверхности металла происхо.дит нейтрализация заряженных частиц гидроокиси ионами СОГ , и ОН , уплотнение слоя и образование прочно связанного с металлом осадка. [c.48] Опыты проводились в двухкамерной ячейке, схематически показанной на фиг. 32. Катодное пространство отделялось от анодного шлифом, объем катодного пространства 800 см . В ряде опытов образование осадков осуществляли на образцах, погруженных в ванну объемом 100 л. Заметного расхождения в привесе осадка обнаружено не было. [c.49] Данные по исследова-Н1П0 влияния концентрации гидрокарбонатного иона на кинетику образования солевого осадка в морской воде (35%о) при плотности тока 10 ма/дм показаны на фиг. 33. Количество образовавшегося осадка в сильной степени зависит от концентрации гидрокарбонатного иона НСО з, который вводился в виде NaH Os. [c.50] Очевидно, что с уменьшением относительной концентрации ионов магния равновесная активность кальция уменьшается и облегчается выпадение СаСОз в осадок. Это положение подтверждается кривыми фиг. 35. [c.51] Выяснение кинетики роста осадка в отсутствии гидрокарбонатного иона, но при наличии иона кальция выполнено в растворе состава 3,74 г/л М 304, 2,76 г/л Mg h, 1,5 г/л СаСЬ (всего 8 г/л). Данные по количеству образовавшегося осадка в зависимости от плотности тока при температуре 18°С представлены на фиг. 36. [c.51] Аналогичное изменение веса осадка в зависимости от плотности тока, выражаемое кривой с максимумом, наблюдалось и в опытах с повышенной температурой (см. ниже). [c.52] С повышением температуры область сохранения прямой пропорциональности между количеством электричества и весом осадка увеличивается. На фиг. 38 сопоставлены кинетические кривые образования осадка, полученные при катодной плотности тока 5 ма1см и температурах раствора 18°, 50° и 90°. Кривые зависимости привеса осадка от плотности тока для температур 50° и 90° приведены на фиг. 39 и 40. [c.52] Соответствующее перестроение этих данных в координатах вес — плотность тока (фиг. 41 и фиг. 42) показывает, что максимальный привес при 50° отвечает плотности тока, равной 3 ма/см , а при 90° — 20 ма см . [c.52] Вернуться к основной статье