Электрохимические процессы на границах фаз и коррозия

Зависимость скорости анодного растворения от потенциала для большинства металлов имеет характерную форму, которая представлена на рис. 4. При протекании электрохимических процессов происходит перенос электрических зарядов через границу металл—коррозионная среда. В связи с этим скорости окисления металла или восстановление окислителя удобно представлять в единицах силы тока. Отмеченные на рис, 4 точки характеризуют следующие величины Е — равновесный потенциал металла, — потенциал коррозии (стационарный потенциал). Ей — потенциал пассивации, Е п —потенциал полной пассивации, пт — потенциал питтингообразования, Е ер — потенциал пере-пассивации, ip — сила тока обмена в равновесии М"++ пе — М, — плотность тока коррозии, нр — плотность критического тока пассивации. [c.25]

Химическую коррозию принято обычно отличать от коррозии, протекающей по электрохимическому механизму. Считают, что коррозия металлов в газовой фазе при повышенных температурах протекает по чисто химическому механизму. Однако и при химической коррозии на границе металл-газ также существует скачок потенциала, существенно влияющий на протекание коррозионного процесса. Химическую коррозию в общем виде представляют уравнением [c.20]

Ингибиторы коррозии, растворимые в нефтепродуктах (сульфонаты двухвалентных металлов, соли сульфокислот и карбамида, нитрованные нефтепродукты), образуют на металлах, как правило, прочные хемосорбционные защитные пленки. Они обладают высокой эффективностью при испытании в камере влажности и камере с диоксидом серы. Ингибиторы этого типа мало эффективны на начальных стадиях торможения коррозии в системе нефтепродукт + вода + металл незначительно изменяют межфазное натяжение на границе нефтепродукт — вода, практически не тормозят электрохимические процессы коррозии и, таким образом, значительно уступают ингибиторам первого типа по способности вытеснять электролит с поверхности металла. [c.297]

Теория коррозии блуждающими токами является наименее разработанной областью коррозионной науки. Объясняется это весьма большой сложностью различных процессов, происходящих в системе источник блуждающих токов — земля — подземное металлическое сооружение — источник блуждающих токов, а также взаимообусловленностью этих процессов (явлений), возникающих в разных частях этой системы. Большие трудности связаны с изучением особенностей протекания электрохимических процессов на границе почва — металл при протекании переменных по знаку, амплитуде, плотности и частоте блуждающих токов. Отсюда и сложность теоретического анализа этой системы. Так, теоретические исследования по выявлению распределения токов и потенциалов в указанной системе с использованием ЭВМ весьма громоздки и не всегда дают достоверные результаты, что резко ограничивает их практическое применение. Для получения достоверных данных необходимо использовать современные методы как математических, так и электротехнических, электрохимических, геофизических и ряда других специальных технических наук. [c.46]

Ингибиторы могут изменять скорость коррозионного процесса лишь в том случае, если они влияют на кинетику электрохимических реакций, обусловливающих этот процесс. Учитывая это, ингибиторы можно разделить на три группы а) тормозящие только анодную реакцию ионизации металла б) тормозящие только катодную реакцию деполяризации в) тормозящие обе реакции одновременно. Замедление коррозии может происходить также в результате увеличения омического сопротивления гетерогенной системы на границе раздела фаз металл - среда при образовании на металле поверхностной пленки, обладающей пониженной электропроводностью. [c.187]

В тех случаях, когда на электроде протекает необратимый электрохимический процесс, например коррозия, измерения емкости двойного электрического слоя осложняются. Эту емкость можно определить но измерениям импеданса путем пересчета емкости и сопротивления на параллельную схему [32]. В случае, если электрохимический процесс сопровождается адсорбцией или протекает в условиях, когда на электроде имеются адсорбированные частицы ПАВ, интерпретация измерений импеданса еще более осложняется. Это связано с тем, что последовательное включение емкости и сопротивления, т. е. эквивалентная схема, заложенная в устройствах для измерения импеданса (например, мост переменного тока для электрохимических измерений Р-568), уже не отвечает эквивалентной схеме, моделирующей границу металл — раствор. При протекании фарадеевского процесса эта эквивалентная схема должна предусматривать параллельное включение емкости и сопротивления. Еще более усложняется эквивалентная схема, когда электродный процесс протекает через адсорбционно-десорбционные стадии. [c.32]

При контакте металла с электролитом на границе раздела фаз происходит ряд сложных процессов. Электрохимическая коррозия осуществляется в результате двух независимых, но связанных меж-, ду собой электрическим балансом, электрохимических процессов [c.357]

К настоящему времени доказано [4—6], что растворение металлов (электрохимический процесс) — результат протекания сопряженных и независимых катодной и анодной реакций, скорость которых, согласно законам электрохимической кинетики, определяется общим значением потенциала на границе металл — раствор, составом раствора и условиями диффузии компонентов или продуктов реакции в растворе. Скорость окислительной и восстановительной реакций выражается через плотность анодного и катодного токов. Электрохимические принципы защиты металлов от коррозии [7, 8] вытекают из анализа коррозионных диаграмм (рис. 1), на которых представлены в зависимости от потенциала истинные скорости возможных в системе металл — раствор анодных и катодных реакций. Защита металла от коррозии достигается либо электрохимической защитой — искусственным поддержанием потенциала вблизи равновесного потенциала анодной реакции ф [c.9]

Известно, что от К. м. безвозвратно теряется около 10% ежегодной доСычи металла, кроме дополнительных потерь, связанных с антикоррозионными мероприятиями и ликвидацией последствий от коррозии. По механизму коррозионного процесса различают К- м. химическую и электрохимическую. Под химической коррозией подразумевают взаимодействие металлов с жидкими или газообразными веществами на поверхности металла, не сопровождающееся возникновением электродных процессов на границе раздела фаз. Напрнмер, реакции нри высоких темперагурах с кислородом, галогенами, сероводородом, сернистым газом, диоксидом углерода или водяным паром. Под электрохимической коррозией подразумевают процессы взаимодействия металлов с электролитами в водных растворах или в расплавах. Для защиты от коррозии поверхность металла покрывают тонким слоем масляной краски, лаков, эмали, другого металла, используют ингибиторы коррозии, электрохимическую защиту металлов, вводят в сплавы новые элементы, сильно повышающие коррозионную устойчивость, такие как хром, марганец, кремний и др. [c.136]

Электрохимические процессы на границах фаз и коррозия [c.132]

Электрохимическая коррозия представляет собой взаимодействие металла с раствором электролита, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента протекают не в одном акте, а их скорости зависят от величины электродного потенциала металла. При контакте металла с электролитом на границе раздела фаз протекает ряд сложных процессов. Электрохимическая коррозия — результат двух независимых, но связанных между собой электрическим балансом, электрохимических процессов анодного с переходом катионов металла в раствор и катодного, при которо.м освобождающиеся электроны связываются окислителем (рнс. 23.1). Электрохимическую коррозию можно замедлить, вызывая [c.279]

Преимуществом данного способа отсчета потенциалов служит то обстоятельство, что знак потенциала в приведенной шкале совпадает со знаком заряда поверхности металла. Так, в частности, для ртути En = —0,20 в. Нормальный потенциал ртути по водородной шкале равен 0,80 в, следовательно, потенциал в приведенной шкале составляет 0,80—(—0,20) = = 1,00 в. Такому потенциалу будет соответствовать высокий положительный заряд поверхности ртути. Это заключение невозможно сделать, зная величину потенциала металла в водородной шкале. Приведенная шкала потенциалов особый интерес представляет для интерпретации электрохимических процессов, протекающих на границе раздела электрод—раствор, в частности процессов коррозии металлов. Их скорость зависит от строения двойного слоя, и, следовательно, в значительной степени определяется знаком фгпотенциала. Последний совпадает со знаком заряда поверхности металла, который можно найти посредством приведенной шкалы потенциалов, если известна нулевая точка металла. [c.31]

Понимание многих явлений коррозии было бы невозможно без ясных, четких представлений об электрохимических процессах, протекающих на границе металл — раствор. Решающее значение в этом направлении имели работы акад. А. Н. Фрумкина, развившего гомогенно-электрохимические представления о природе стационарных потенциалов. Они позволили количественно оценить материальный эффект коррозии по электрохимическим характеристикам металла. [c.11]

Если покрытие наряду с теплоизоляцией должно обеспечить и защиту от коррозии, требования в отношении подготовки поверхности изделия к напылению значительно возрастают. Способ подготовки поверхности зависит от особенностей используемой рецептуры ППУ и вида металла, на который его наносят. Эффективность защитного действия всех покрытий и в том числе полимерных объясняется главным образом торможением коррозионно-электрохимических процессов на границе раздела с металлом [34]. Это торможение связано с ограничением скорости транспортировки к границе веществ, необходимых для развития электрохимических процессов (кислорода, влаги, ионов), и специфическим влиянием адгезионного слоя. [c.131]

Химическая коррозия — процесс взаимодействия поверхности с окружающей средой, не сопровождающегося возникновением электрохимических процессов на границе фаз. Этот вид коррозии характерен для химических производств, когда здания, сооружения и оборудование могут подвергаться воздействию сухих газов, расплавов и пылевидных частиц. [c.7]

В действительности взаимодействие между расплавленными силикатами и металлом не ограничивается растворением окисной пленки. Из-за микронеоднородности стали на границе раздела фаз развиваются электрохимические процессы, приводящие к более или менее глубокой коррозии стальной поверхности и проникновению расплава в образующиеся углубления и поры. Поверхность раздела фаз при этом увеличивается, а поэтому повышается прочность сцепления защитного покрытия с металлом. [c.5]

Итак, приведенные данные показывают, что теория обеднения применима для объяснения механизма межкристаллитной коррозии и в рассмотренных выше случаях. Конечно, нельзя полностью исключить, что разрушения, в основе которых лежат электрохимические процессы, могут быть ускорены наличием напряжений возле выделяющихся частиц. Возможно также, что напряжения могут нарушать пассивный слой на аустените вблизи карбидов. Но быстрое проникновение межкристаллитной коррозии в глубь металла все же непосредственно связано с наличием сплошной сетки двухразмерных карбидных частиц по границам зерен, когда коррозия может беспрепятственно переходить с одного зерна на ближайшие соседние. Однако и эти двухразмерные частицы карбидов, выпадающие в течение относительно короткого времени, имеют тенденцию к росту до трехразмерных, пространственно развитых частиц. Вследствие этого контакт между частицами карбидов, необходимый для быстрого проникновения коррозии, иногда нарушается и содержание хрома в обедненной области постепенно выравнивается. [c.65]

Характер и причины коррозии теплообменных аппаратов, трубопроводов и сооружений. Известно, что коррозионный процесс протекает на границе двух фаз металл — окружающая среда, т. е. является гетерогенным (неоднородным) процессом взаимодействия жидкой или газообразной среды (или их окислительных компонентов) с металлом. Причины и характеры коррозионных процессов весьма разнообразны атмосферная и почвенная электрохимическая коррозия электрохимическая коррозия при контакте металлов с разными значениями электрохимического потенциала химическая коррозия о жидких (высокосернистые нефти) и газовых средах электрокоррозия объектов, связанных с электроустановками большой мощности электрохимическая коррозия в растворах кислот, щелочей, мицеллярных растворов биокоррозия в присутствии продуктов жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий. [c.165]

Образующиеся на металле многослойные хемосорбционно-ад- сорбционные пленки находятся в динамическом равновесии они могут разрушаться со временем водой химические и электрохимические процессы могут развиваться и углубляться или, наоборот, прекращаться пленка может разрушаться механически при трении и т. д. Эти пленки тормозят электрохимические процессы коррозии, вызывая анодную или катодную поляризацию металла. Однако явления анодной и катодной поляризации, увеличение перенапряжения молекул водорода, изменение сопротивления на границе фаз металл — электролит и прочие электрохимические явления в данном случае могут рассматриваться только как вторичные процессы, вызываемые адсорбцией и хемосорбцией. При создании всех современных комбинированных присадок учитывается принцип быстродействия . Он учтен нами при разработке ассорти- [c.160]

Электрохимическая кинетика — это область науки, изучающая скорость реакции на границе электрода и контактирующей с ним жидкости. Электрохимическая кинетика расширила наше понимание механизма коррозии и позволила практически определять скорость коррозии. Интерпретация коррозионных процессов как суммы частных электродных реакций была разработана Вагнером и Траудом [1 ].В данной главе введены важные понятия электрохимической кинетики — потенциал коррозии (называемый также компромиссным стационарным потенциалом), плотность коррозионного тока, плотность тока обмена и тафелевская зависимость плотности тока от потенциала. В настоящей книге электрохимическая кинетика рассмотрена кратко и в основном [c.46]

Согласно современным теориям [7, 20, 31, 122, 152, 267] МКК трактуют как электрохимический процесс. В результате выделения второй фазы, более богатой хромом (карбиды хрома, а-фаза, о-фа-за), на границах зерен создается зона, обедненная хромом и склонная к коррозии (анод), а само зерно остается пассивным (катод). [c.137]

Современная теория электрохимической коррозии металлов не противопоставляет два пути (гомогенный и гетерогенный) проте--кания процесса, полагая, что соответствующие теоретические положения, основанные в обоих случаях на использовании электрохимической термодинамики и кинетики, дополняют друг друга, так как каждое из них имеет свои границы применения. В связи с этим попытки необъективной критики одной из этих теорий являются ненужными. [c.188]

Эффект ингибирования. Ингибирующие свойства лакокрасочных покрытий обычно обеспечиваются за счет введения в их состав противокоррозионных пигментов и ингибиторов коррозии. Эффект ингибирующего действия проявляется главным образом в электрохимических процессах, происходящих на границе металл — пленка. Поэтому ингибированные покрытия эффективны только тогда, когда они служат первым (грунтовочным) слоем. При контакте ингибированной пленки с металлом могут происходить разные процессы изменение потенциала анодных и катодных участков, изменение pH среды, образование на металле оксидных пленок и ингибирующих комплексов присутствие пигментов может влиять и на диффузионные характеристики покрытия (см. гл. 4). Наиболее полно эти процессы проявляются в присутствии электролитов. Поэтому эффективность многих пигментов и ингибиторов как противокоррозионных добавок зависит от их растворимости, а продолжительность действия — от времени, в течение которого они сохраняются в пленке в той концентрации, при которой способны поддерживать металл в пассивном состоянии. [c.170]

Если бы в этой системе не происходило никаких других электрохимических процессов, дальнейший переход ионов металла в раствор был бы невозможен и процесс коррозии прекратился бы. Однако границе металл — электролит свойственна электрохимическая неоднородность, обусловленная как различиями в физико-химическом состоянии отдельных участков поверхности металла, так, и даже незначительными колебаниями концентрации электролита и растворенных в нем газов, неодинаковостью физических условий в разных точках. Вследствие этого на некоторых участках металлической поверхности оказывается возможным взаимодействие избыточных положительных ионов раствора с избыточ ными отрицательными зарядами металла — электронами. Электростатическое взаимодействие заряженного раствора и металла при этом нарушается, и ионы металла вновь могут поступать в раствор. [c.115]

Современная теория рассматривает коррозию металлов как электрохимический процесс, протекающий на границе раздела металл— электролит. Основным необходимым условием, определяющим скорость коррозионного процесса, является наличие на поверхности металла или сплава микрогальванических элементов, т. е. участков с различной величиной электродного потенциала. Эту точку зрения развивают в своих работах как отечественные, так и некоторые иностранные ученые Г. В. Акимов [10, 11], Н. А. Изгарышев [26], Ю. Эванс [64] и другие [58, 31, 45, 82, 78, 81]. [c.3]

Склонность аустенитных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии зависит от содержания в них углерода. Малоуглеродистая сталь (<0,02% С) относительно стойка к коррозии этого типа [151. Азот, обычно присутствующий в промышленных сплавах в количествах, достигающих нескольких сотых процента, не столь сильно способствует разрушениям, как углерод (рис. 18.3) [16]. При высоких температурах (например, при 1050 °С) углерод почти равномерно распределен в сплаве, однако в области температур сенсибилизации (или при несколько более высоких температурах) он быстро диффундирует к границам зерен, где соединяется преимущественно с хромом с образованием карбидов хрома (например, МазСв, в котором М обозначает хром и небольшое количество железа). В результате этого процесса прилегающие к границам зерен участки сплава обедняются хромом. Его содержание может упасть ниже 12 %, которые необходимы для поддержания пассивности. В местах превращений объем сплава меняется, и это изменение объема распространяется от границы зерен на небольшое расстояние в глубь зерна. В результате на протравленной поверхности наблюдается расширение границ зерен. В сплаве, обедненном хромом, образуются активнопассивные элементы с заметной разностью потенциалов. Зерна представляют собой катодные участки большой площади по сравнению с небольшими анодными участками границы зерен. Протекание электрохимических процессов приводит к сильной коррозии вдоль границ зерен и проникновению агрессивной среды в глубь металла. [c.305]

Коррозией металла называют процесс самопроизвольного разрушения его при взаимодействий с окружающей средой. Электрохимическая коррозия возникает на границе между металлом и раствором. Она встречается чаще других видов коррозионного разрушения и наиболее опасна для металлов. Электрохимическая коррозия подчи- [c.401]

Причиной электрохимической коррозии металлов является их термодинамическая неустойчивость - самопроизвольное растворение при взаимодействии с электролитами, образование двойного электрического слоя на границе раздела фаз и переход металла в устойчивое окисленное состояние. Электрохимическая реакция протекает с образованием свободных электронов по схеме (окислительный или анодный процесс) [c.34]

Определению измеряемого потенциала посвящено достаточно много работ [2, 24—27]. Анализ этих работ показывает, что определить исследуемый потенциал без значительного числа допущений нельзя. Так, Бонхе-форер, Ена и Кэше, исследуя частные реакции коррозии металлов с помощью наложенного тока, допускают равенство анодных и катодных плотностей тока и равенство их суммы внешнему току, учитывая точность измерений методом Хиклинга и Пирсона. Стационарный потенциал, как это было уже показано, есть потенциал, установившийся на границе раздела фаз сооружение—грунт без влияния внешнего источника, поэтому, как бы ни были точны измерения, наложенное электрическое поле внесет коррективы в электрохимический процесс на границе фаз металл—грунт. Вагнер [10], например, принимает, что если концентрация корродирующего металла в непосредственной близости от электрода не превышает 10 моль/л, то током д можно пренебречь (т. е. / =0). В соответствии с уравнением (9) двухвалентный металл при этой концентрации приобретает потенциал на 0,2 В отрицательнее стандартного потенциала этого металла. [c.17]

Кинетическое истолкование явлений электрохимической коррозии было впервые предложено А. Н. Фрумкиным (1932), который обратил внимание на то, что процесс разложения амальгам щелочных металлов подчиняется законам электрохимической кинетики. Эта идея была развита затем количественно Вагнером и Траудом (1938), которым удалось показать хорошее согласие теории с экс-периментальными данными по скоростям разложения амальгам Цинка. Близкие взгляды были высказаны А. И. Шультиным, Я- В. Дурдиным и рядом других авторов. Плодотворность использования закономерностей электрохимической кинетики для количественного описания коррозии твердых металлов была показана Я. М. Колотыркиным, а также В. В. Скорчеллетти, М. Грином и др. Работы этих ученых оказали значительное влияние на развитие современных взглядов на процессы коррозии и способствовали установлению связи между электрохимической наукой и учением о коррозии металлов. Кинетическую теорию коррозии часто неудачно называют гомогенно-электрохимической теорией или гомогенно-электрохимическим механизмом коррозии. К процессу коррозии, всегда протекающему на границе раздела минимум двух фаз, т. е. по своей природе типично гетерогенному процессу, не следует применять термин гомогенный . Правильнее называть эту теорию коррозии кинетической теорией. [c.493]

Посторонние примеси имеют тенденцию собираться у линейных дислокаций и дырок по границам зерен. Роль этих сегрегаций в процессе электрохимической коррозии металлов может быть различной увеличение растворимости металла, облегчение образования питтингов в местах скопления дислокаций (субграницах), изменение характера коррозионного разрушения. [c.327]

В заключение следует отметить, что трудно установить границу изменения свойств между видимыми (фазовыми) и невидимыми (полимолекулярными) пленками электролитов. Можно утверждать, что природа и скорость коррозионно-электрохимических процессов в таких пленках, образованных только молекулами воды (в отсутствие ионизированных компонентов), в первом приближении идентичны. Большинство металлов в такой чистой влажной атмосфере (подобной среде деионизированной воды) находились бы в пассивном состоянии и скорость коррозии их была бы исчезающе малой. Наличие же ионизирующихся примесей в атмосфере влияет не только на структуру полимолекулярных адсорбированных слоев воды , трансформируя их в фазовые пленки электролитов, но и резко уменьшает кинетическое торможение коррозионных реакций. [c.68]

Открыл (1904) правило, выражающее зависимость высоты капиллярного поднятия жидкости при т-ре кипения от молекулярной массы (правило Кистяковского), и вывел ф-лу, связывающую упругость пара в капиллярах с поверхностным натяжением и мол. м. жидкости. Установил соотношения а) между молярной теплотой испарения и объемом пара при т-ре кипения (1916) б) между коэффициентом сжимаемости жидкостей и внутренним давлением (1918) в) между теплотой испарения неассоциированной жидкости и т-рой ее кипения (1922) г) между теплотой плавления и числом атомов в молекуле (1922). Предложил ур-ние для вычисления скрытой теплоты испарения. Разработал оригинальные методы и приборы для изучения электрохимических процессов. Составил и теоретически обос1ювал (1910) таблицу электродных потенциалов и провел исследования в обл. электрохимии различных металлов. Создал (1925) новое направление — коллоидо-электрохимию. Развил представления о процессах коррозии металлов и электрокристаллизации металлов с образованием на их поверхности тонкой защитной пленки, появляющейся в результате электрохимических процессов и непроницаемой для атмосферного кислорода. Исследовал (1929—1939) явления коррозии при полифаз ном контакте (на границе нескольких фаз). Результаты всех этих исследований нашли применение в практике защиты металлов от коррозии, в гальваностегии и при рафинировании металлов. [c.205]

Однако в электрохимии и коррозионной практике, как правило, имеют дело с неравновесными процессами, которые представляют собой несколько непрерывно протекающих сопряженных электрохимических реакций при коррозии, по крайней мере, одна из реакций приводит к окислению металла. Поэто1 у в дaннoм случае более правильно рассматривать неравновесную систему металл—коррозионная среда, металлическая часть которой находится в равновесии, а на границе сплав — раствор электролита протекают необратимые процессы. В последние годы было установлено, что в процессе анодного растворения и коррозии сплавов могут образовываться приповерхностные обогащенные зоны, отлич- [c.142]

Причиной коррозии могут быть химические или электрохимические процессы. В первом случае разрушение происходит от действия газов или агрессивных жидкостей на металлы. Значительно чаще коррозия имеет электрохимическую природу и состоит в образовании микро- или макрогальванических пар, в которых один из металлов играет роль растворимого электрода. Указанные гальванические пары возникают на границе раздела двух металлов (лист железа — заклепка медная, два листа железа — сварной шов из другого сплава), на границе кристаллов неодинакового состава, в месте контакта металл— шлаковое включение. В результате коррозии происходит разрушение поверхности, нарушение прочности конструкции. [c.99]

На современном уровне изложены теоретические основы электрохимии основные понятия и определения, электрохимия растворов и расплавов, электронные потенциалы, строение межфазных границ, термодинамика и кинетика электрохимических процессов, а также прикладные аспекты электрохимии — химические источники тока и электрохимические реакторы, коррозия и осаждение клеталлов. Второе издание (1-е изд. — 1989 г.) дополнено тремя главами. [c.16]

Химическая коррозия не сопровождается воаникновением электрохимических (электродных) процессов на границе фаз. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология