Коррозия локальных элементов

Электролиз водных растворов — важная отрасль металлургии тяжелых цветных металлов меди,висмута, сурьмы,олова, свинца, никеля, кобальта, кадмия, цинка. Он применяется также для получения благородных и рассеянных металлов, марганца и хрома. Электролиз используют непосредственно для катодного выделения металла после того, как он был переведен из руды в раствор, а раствор подвергнут очистке. Такой процесс называют электроэкстракцией. Электролиз применяется также для очистки металла — электролитического рафинирования. Этот процесс состоит в анодном растворении загрязненного металла и в последующем его катодном осаждении. Рафинирование и электроэкстракцию проводят с жидкими электродами из ртути и амальгам (амальгамная металлургия) и с электродами из твердых металлов. К электролитическим способам получения металлов относят также цементацию — восстановление ионов металла другим более электроотрицательным металлом. Цементация основана на тех же принципах, что и электрохимическая коррозия при наличии локальных элементов. Выделение металлов осуществляют иногда восстановлением их водородом, которое также может включать электрохимические стадии ионизации водорода и осаждение ионов металла за счет освобождающихся при этом электронов. [c.227]

Один из наиболее распространенных методов защиты от коррозии состоит в катодной поляризации металла. Из рис. 92 видно, что при отклонении потенциала металла в отрицательную сторону от скорость анодного растворения металла уменьшается, а скорость выделения водорода увеличивается, т. е. катодная поляризация уменьшает скорость коррозии. Катодную поляризацию можно создать от внешнего источника тока. Этот метод называют методом катодной защиты. Можно также соединить основной металл с другим металлом (протектором), который в ряду напряжений расположен левее. Часто для протекторной защиты используют магний или алюминий, при помощи которых защищают рельсы, мачты и другие конструкции. Протектор постепенно растворяется и его надо периодически заменять. Примером протекторной защиты служит также цинкование железных изделий. Железо является катодом локального элемента, а цинк—анодом. Следовательно, локальные токи вызывают коррозию покрытия, тогда как железо оказывается защищенным от коррозии. [c.214]

Нержавеющие стали по своей стойкости к общей коррозии занимают одно из первых мест среди конструкционных материалов. Вместе с тем они склонны к различным видам местной коррозии, таким, как питтинговая, межкристаллитная, щелевая коррозия и коррозионное растрескивание. Химический состав стали оказывает существенное влияние на ее склонность к локальной коррозии. Молибден — элемент, наиболее эффективно понижающий склонность нержавеющих сталей к питтингообразованию и межкристаллитной коррозии. [c.32]

Другим примером может служить поведение никеля, погруженного в расплав буры на глубину 3 мм при температуре 780 °С и давлении 0,1 МПа (рис. 10.6). В этих условиях скорость окисления низка вследствие ограниченного поступления кислорода из газовой фазы. При контакте никеля с платиновой или серебряной сеткой, выступающей над поверхностью расплава, коррозия никеля сильно ускоряется (в 35—175 раз при продолжительности опыта 14). При этом никель корродирует быстрее, чем в атмосфере чистого кислорода при той же температуре, так как здесь не образуется защитная окалина NiO. Вместо этого ионы Ni + растворяются в буре, а платина работает как кислородный электрод. В этой ситуации разность потенциалов между Pt и Ni составляет 0,7 В. Добавление в расплав буры 1 % FeO еще более ускоряет процесс окисления (возможно, ионы Fe + у поверхности электролита окисляются кислородом до Fe +, а ирны Fe + снова восстанавливаются либо на катоде, либо в процессе работы локальных элементов на никелевом аноде). [c.199]

Электрохимическая активность является главной причиной коррозии. Локальные различия в поверхностном потенциале, вызванные неоднородностью металла, создают условия для образования анодов и катодов. Проводником служит тело металла. Коррозия всегда происходит у анода (как это бывает в элементе цинк — сульфат меди — медь , описанном выше), а продукты коррозионной реакции, например водород, выделяются у катода. [c.387]

Фосфатные, хроматные и оксидные конверсионные покрытия получают химическим путем. Они неэлектропроводны и снижают силу коррозионного тока между локальными элементами при электрохимической коррозии. Такие покрытия нерастворимы и имеют высокую адгезию. При фосфатировании образуются нерастворимые кристаллические фосфаты цинка или марганца и железа. Первоначально реакция протекает так [c.73]

Согласно более ранней, имеющей почти полуторавековую историю, гетерогенной трактовке процессов электрохимической коррозии металлов (теории локальных элементов), участки анодной и катодной реакций пространственно разделены и для протекания коррозии необходим переток электронов в металле и ионов в электролите. Такое пространственное разделение анодной и катодной реакций энергетически более выгодно, так как они локализуются на тех участках, где нх прохождение облегчено (энергия активации реакции меньше). [c.186]

Любая поверхность металла с вкраплениями примесей, так же как в рассмотренном случае с цинком, представляет собой совокупность электродов, замкнутых между собой через основной металл (рис. 2.2). Локальные токи и коррозия не возникают, пока металл остается сухим. Но при погружении металла в воду или водные растворы локальные элементы начинают функционировать, что сопровождается химическим превращением металла в про- [c.21]

Поскольку примеси в металле играют роль локальных элементов, можно ожидать, что их уменьшение значительно повысит коррозионную стойкость металла. Поэтому, например, алюминий или магний высокой чистоты более устойчивы к коррозии в морской воде или кислотах, чем технические металлы, а специально очищенный цинк менее растворим в соляной кислоте, чем технический. Однако ошибочно полагать, что чистые металлы вообще не подвержены коррозии, как считалось много лет назад, когда была предложена первая электрохимическая теория. Как мы увидим далее, локальные элементы возникают также при изменениях температуры или других параметров среды. Например, на поверхности железа или стали, покрытой пористым слоем ржавчины (оксиды железа), в аэрированной воде отрицательными электродами являются участки поверхности железа в порах оксидного слоя, а положительными — участки ржавчины, открытые для соприкосновения с кислородом. Отрицательные и положительные электродные участки меняются местами и перемещаются по поверхности в ходе коррозионного процесса. [c.22]

Таким образом, высокочистое железо корродирует в насыщенной кислородом воде практически с той же скоростью, что и техническое. Однако в кислотах наблюдается разница в скоростях коррозии, так как здесь примеси в металле выступают в качестве электродов локальных элементов. Этот вопрос мы рассмотрим в разделе 6.2. [c.22]

Таковы выводы из первой электрохимической теории коррозии, называемой также теорией местных или локальных элементов. В теории локальных злементов предполагалось, что анодный и катодный процессы должны быть пространственно разделены. По современным представлениям эти процессы могут протекать на одних и тех же участках поверхности (без пространственного разделения). Это имеет место при коррозии чистых металлов и амальгам. [c.252]

Общие положения суриковый пигмент вне зависимости от связующего защищает поверхность стали от коррозии длительным пассивированием сурик препятствует образованию локальных элементов из-за своей нерастворимости и незначительной электропроводности в пределах основной области лакокрасочной пленки сурик сохраняет величину pH и нейтрализует продукты окисления, образующиеся при разложении связующих в покрытиях. [c.96]

Поступление кислорода. Кислород принимает участие в катодной реакции и поэтому его присутствие является предпосылкой для коррозии в почве. Содержание кислорода сравнительно высоко над уровнем грунтовых вод и значительно ниже под ним. Оно также изменяется с типом почвы, например в песке оно велико, а в глине -ниже. При этом содержание кислорода значительно выше в мелкогранулированной почве, которая была взрыхлена, например в процессе земляных работ, чем в почвах, находящихся в нетронутом, естественном состоянии. Если протяженная конструкция, например трубопровод, пересекает два или более типа почв, например песок и глину, имеющие различные характеристики в отношении проникновения кислорода, то может образоваться концентрационный элемент, а именно, элемент дифференциальной аэрации (рис. 52). В таком элементе анод расположен там, где подвод кислорода затруднен, и там наблюдается описанная выше локальная коррозия. Коррозионные элементы по той же причине могут возникать там, где конструкция окружена смешанной почвой, содержащей, например куски глины. Под этими кусками, в местах их соприкосновения с металлом будет происходить образование питтингов (рис. 53). Концентрационный элемент может также образоваться на конструкции, пересекающей уровень грунтовых вод, поскольку выше этого уровня проникновение кислорода происходит легче, чем ниже его. Поэтому локальная [c.51]

Ток, протекающий в системе металл—электролит — металл, называется локальным, а сама система представляет собой своеобразный короткозамкнутый гальванический элемент. Теория, объясняющая механизм коррозии работой многочисленных макро- и микроэлементов, создана швейцарским ученым Де ла Ривом в 1830 году и впоследствии дополнена Акимовым и Эвансом. Теория локальных элементов убедительна, доступна и удобна тем, что позволяет использовать модели гальванических элементов при изучении качественных закономерностей коррозии. Полученные результаты в виде коррозионных диаграмм потенциал — ток, называемых диаграммами Эванса, или поляризационных коррозионных диаграмм Шульгина потенциал— плотность тока очень наглядны. [c.17]

Процесс коррозии может протекать по гомогенно-электрохимическому и гетерогенно-электрохимическому механизмам. Для жидких металлов, амальгам и чистых твердых металлов, поверхность которых эквипотенциальна, в любой точке поверхности могут происходить катодный или анодный процессы, скорости которых равны. При наличии на поверхности металла фаз с разными термодинамическими свойствами происходит пространственное разделение катодного и анодного процесса (гетерогенный механизм), возникают так называемые локальные элементы. Как правило, анодный процесс локализуется на менее благородной фазе. Причины возникновения электрохимической неоднородности н типы коррозионных гальванических элементов приведены в табл. 2.3. [c.17]

Гальванические эффекты. При наличии электрического контакта титана с такими обычными металлами, как сталь или алюминий, может происходить локальная коррозия анодного элемента этой гальванической пары. Разрущение наблюдается непосредственно в месте соединения или около него и протекает в периоды, когда на поверхности металла присутствует влажная солевая пленка. Соединение титана с медью несколько усиливает коррозию меди. В гальванической паре с нержавеющей сталью влияние титана минимально. Данные о коррозии гальванопар представлены в табл. 46. [c.117]

На рис. 342 показано образование локального элемента при коррозии, сопровождающейся восстановлением растворенного в электролите кислорода, с учетом существования двух кристаллографически различно ориентированных зерен поверхности. Здесь и gJJ представляют собой доли поверхности, м I и — [c.791]

К условиям, вызывающим локальную коррозию конструкционных элементов, относят наличие различных площадок и углублений, где постоянно скапливается вода узких зазоров и щелей, трудно доступных и медленно освобождающихся от агрессивной среды участков зон периодического смачивания и кон- [c.15]

Представления о том, что коррозия. металлов связана с дей-ствие.м локальных элементов, выдвинул в 1830 г. А. Де ля Рив. Эти представления получили широкое распространение. Крайним проявлением этих взглядов является утверждение, что совершенно чистые металлы, в которых нет инородных включений, [c.344]

При коррозии под действием локальных элементов по мере растворения основного металла возможно увеличение концентрации примесей на его поверхности и отсюда нарастание скорости коррозии. [c.345]

Электрохимическая коррозия металлов происходит при деполяризации локальных элементов. В аэробных условиях процесс идет при участии кислорода воздуха (анодное растворение стали, катодная деполяризация и образование продуктов коррозии). В условиях анаэробиоза процесс коррозии, казалось бы, должен прекратиться после поляризации локальных элементов. Однако при участии бактерий имеет место и анаэробная коррозия. [c.304]

А к и м о в 1. В. и Г о л у б е в А. И., Исследование процессов коррозии на модели локального элемента, Журнал физической химии, 3, 20, АН СССР, 1946. [c.174]

Локальными элементами называются маленькие гальванические элементы, которые образуются на поверхности металла между точками, даже очень незначительно отличающимися по своим химическим или физическим свойствам. Их действие — одна из основных причин коррозии металлов. [c.202]

Дпя большинства металлов в реальных условиях электрохимическая коррозия протекает гетерогенно-электрохимическим путем, т.е. через локальные элементы. Разные точки поверхности металлов различаются энергией и свойствами, что отражается на кинетике электрохимической реакции. Особенно много таких зон возникает, когда металл содержит инородные включения (рис. 3.4). При наличии электролита с высокой элктропроводностью на этих неоднородностях появляются местные гальванопары, теорию которых разрабатывали де ля РиБ, А.К. Фрумкин, Ф.И. Гизе, H.A. Изгарышев, Г.В. Акимов, А.И. Голубев и др. Однако в том случае, когда интересует только общая величина коррозии, а не распределение ее по поверхности, всю корродирующую поверхность можно считать однородной. Следует иметь в виду, что при такой замене средняя скорость коррозии не определяет опасность коррозионных разрушений (может иметь место питтинговая коррозия). При этом скорость коррозии характеризуется ано,дной плотностью тока Л = //5а, где 5 - площадь анода. Причины появления неоднородности металлов - макро- и микровключения, неоднородность сплава (наличие сварных швов), разнородность металлов, нарушение изоляционного покрытия, наличие на металле окалины, ржавчины, неравномерная деформация, неравномерность приложенных нагрузок и др. [c.37]

Следовательно, для понимания поразительно многообразных явлений коррозии и защиты от нее нужно прежде всего исследовать процесс возникновения и функционирования локальных элементов. [c.252]

Рис. 31. Коррозия, возникающая вследствие образования локального элемента при соприкосновении меди и железа.

Наиболее благоприятным для нас является такой случай, когда в результате функционирования локального элемента непосредственно на поверхности металла образуется нерастворимая и хорошо пристающая плотная пленка, которая замедляет дальнейшее окисление. Это происходит, например, когда раствор содержит ионы фосфата, соединяясь с которыми ионы железа образуют плотную пленку фосфата железа, препятствующую продолжению коррозии. На этом главным образом основана так называемая фосфатная защита от коррозии. [c.264]

В теории локальных элементов первоначально предполагалось, что катодный и анодный процессы должны быть обязательно пространственно разделены, и каждый из них может протекать лишь на вполне определенном участке поверхности корродирующего метал ла. На этом основании считалось, что идеально чистые металлы с совершенно однородной поверхностью не должны подвергаться коррозии. Однако такое заключение ошибочно и с термодинамичес- [c.498]

НИЙ теории локальных элементов, удобны для качественного рассмотрения процесса коррозии и для оценки возможного влияния на него различных факторов. В то же время их использование при. количественных расчетах скорости коррозии связано со значительными трудностями. Скорость коррозии определяется изменением массы образца за единицу времени, отнесенным к единице его поверхности, или (в электрических единицах) плотностью тока /. Коррозионные же диаграммы, прив15денныс на рнс. 24.4 и 24.5, построены в координатах потенциал — сила тока, т. е. не позволяют судить о плотности тока, непосредственно характеризующей скорость коррозии. Для ее расчета нужны поэтому дополнительные данные. Необходимо знать качественный состав корродирующего металла, чтобы выяснить, какие компоненты металла в данных условиях будут играть роль катодов и какие — анодов. Необходимо установить долю поверхности, приходящуюся на каждый катодный и анодный участок, чтобы иметь возможность определять плотность тока на любом из них. Далее требуется для всех анодных составляющих снять анодные поляризационные кривые, а для всех катодных— катодные. Это позволит найти общую скорость катодной, и анодной реакций и установить наиболее эффективные анодные и катодные составляющие. Зиая стационарные потенциалы, можно,, суммируя все катодные и все анодные кривые, построить результативную коррозионную диаграмму, пс которой уже затем определить максимально возможную силу тока. Предполагая, что омические потери малы, и зная, как распределяется поверхность между анодными и катодными зонами, вычисляют скорость коррозии. Этот сложный способ, дающий к тому же не всегда однозначные результаты (в связи с возможностью совмещения катодных и анодных реакций на одном и том же участке), редко применяется для количественной оценки скорости коррозии. [c.499]

Дальнейшее развитие теории электрохимической коррозии н значительной мере связано с именем Г. В. Акимова, давшего современную трактовку этих явлений, главным образом на основе представления О местгых (локальных), элементах, [c.639]

Растворение цинка в разомкнутом контуре обусловлено главным образом наличием в нем ничтожного количества примесей, например железа. Находясь на поверхности цинка, эти включения играют ту же роль, что и графитовый электрод, создавая поток электричества, вызывающий коррозию. Ток в этом случае называется локальным током, а соответствующие элементы — локальными элементами. Локальный ток не производит полезной работы и приводит лищь к выделению теплоты. [c.21]

Влияние термической обработки на скорость коррозии углеродистой стали в разбавленной серной кислоте представлено данными Хейна и Бауэра [49] (рис. 6.16) и подтверждено более поздними работами Клиари и Грина [33]. Углеродистая сталь, закаленная с высоких температур, имеет структуру, называемую мартенситом. Это однородная фаза, в которой атомы углерода занимают межузельные пространства тетрагональной объемно-центрированной решетки железа. Случайное распределение атомов углерода и их взаимодействие с соседними атомами железа ограничивает и с эффективность как катодов локальных элементов, поэтому в разбавленной кислоте скорость коррозии мартен- [c.128]

Кроме того, аэрация грунтов может влиять на коррозию не только за счет прямого участия кислорода в образовании защитных пленок, но и косвенно — в результате снижения концентрации реагирующих с кислородом органических комплексообразовате-лей или деполяризаторов, присутствующих обычно в некоторых почвах и усиливающих работу локальных элементов. В этом отношении положительное влияние аэрации распространяется и на грунты, содержащие сульфатвосстанавливающие бактерии, которые в присутствии растворенного кислорода теряют активность. [c.183]

Широко распространенная трактовка электрохимической коррозии основывается на концепции локальных элементов, т. е. особых гальванических пар микроскопическ11Х или же макроскопических размеров, совокупная деятельность которых приводит к коррозионному разрушению металлов. При всей наглядности такой подход невольно наводит на мысль, что работа коррозионных элементов является причиной коррозионного процесса. В действительности саморлстворе-ние металлов по электрохимическому механизму вполне мыслимо и без участия коррозионных микропар. Примером служит растворение амальгам электрохимически активных металлов в кислотах. Вместе 240 [c.240]

Электрохимическая коррозия металлов происходит при деполя-ч ризации локальных элементов. В аэробных условиях процесс идет I при участии кислорода воздуха (анодное растворение стали, катод- ная деполяризация и образование продуктов коррозии). В условиях. анаэробиоза процесс коррозии, казалось бы, должен прекратиться. [c.26]

Наблюдая увеличение коррозии технического железа в растворах серной и соляной кислот в присутствии сероводорода, Карницкий и Голубев [84], и [42] объяснили стимулирующее действие последнего возникновением на поверхности железа в различных местах и с различной скоростью (в зависимости от концентрации сероводорода) пленок сульфида железа, которые обусловливают образование большого числа локальных элементов. [c.60]

Коррозионные элементы возникают в бурильной трубе, потому что сталь, из которой она сделана, представляет собой сплав и содержит кристаллы железа и карбида железа. Кристаллы железа почти всегда действуют как аноды, а кристаллы карбида — как катоды цепь замыкается водными буровыми растворами, вызывающими общую коррозию поверхности трубы. Участки, покрытые окалиной или отложениями любого вида,, также становятся местами, где возникают катоды, способствующими локальной или питтинговой коррозии. Локальная коррозия может быть также вызвана концентрационными гальваническими элементами, создаваемыми различием в ионной 13 387 [c.387]

Теория микроэлементов, оказав в целом положительное влияние на развитие науки о коррозии, не позволяла проводить количественную оценку процессов общей коррозии. Академиком Я.М. Колотыр-киным было показано, что коррозионное поведение твердых металлов в растворах электролитов можно объяснить, не прибегая к представлениям о локальных элементах. Напротив, следует принять, что поверхность металла равнодоступна и для катодной, и для анодной реакций, составляющих коррозионный процесс. Это, в частности, было экспериментально подтверждено следующим опытом. [c.86]

Таким образом, контактный обмен, как и рассмотренные шды месшой коррозий, протекает с образованием локальных элементов. К, нему поэтому может быть применена теория гетерогенной коррозии, с учетом специфических особенностей, свойственных контактному обмену. [c.137]

Несомненно, большим достижением при изучении явления коррозии явилось открытие электрохимического характера связанных с нею процессов. Процессы эти происходят в маленьких гальванических (локальных) элементах, возникающих на поверхности корродирующего металла, и приносят ей большой вред. Известно, что действие гальванического элемента сопровождается растворением анода. Так, в элементах Даниэля и Лекланше растворяется и при этом, конечно, разрушается цинковый, а в кислотных аккумуляторах свинцовый электрод. При использовании элементов для производства электроэнергии на такие потери не обращают внимания, поскольку они рассматриваются как естественная плата за получаемую элек- [c.251]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология