Катодное ограничение скорости коррозии

Протекторная защита сравнительно эффективный, легко осуществимый и экономически выгодный метод защиты от коррозии металлических конструкций в нейтральных водных растворах — в морской воде, в почвенных водах и т. п. Поэтому протекторы широко применяются совместно с различного рода покрытиями как дополнительное средство защиты подземных и подводных металлических сооружений — трубопроводов, газопроводов, крупных резервуаров и т. п. Для защиты стальных конструкций чаще всего применяются цинковые и алюминиевые протекторы, а также сплавы на основе этих металлов. В кислых растворах электролитов протекторная защита используется ограниченно вследствие малой катодной поляризуемости защищаемого металла в этих растворах и слишком быстрого растворения металла — протектора. Эффективность протекторной защиты характеризуется целым рядом технологических показателей защитным эффектом, коэффициентом защитного действия, к. п. д., радиусом действия. Первые два показателя приняты также для характеристики эффективности катодной защиты. Под защитным эффектом (з. э.) понимают отношение разности скоростей коррозии металла без электрозащиты и при ее наличии к скорости коррозии без защиты [c.240]

В зависимости от контролирующего фактора выбирают метод защиты металла от коррозии. При комплексной защите от коррозии необходимо, чтобы все методы действовали в одном направлении. Применение одновременно нескольких методов, действующих на различные контролирующие стадии электрохимической коррозии, понижает эффективность защиты. Например, если ограничение коррозии металла достигнуто методами, тормозящими анодный процесс (легированием стали хромом, добавкой окислителей или анодных ингибиторов в раствор), то нерационально одновременно применять способы, тормозящие катодный процесс (устранение катодных включений в сплаве, уменьшение аэрации раствора или добавление катодных ингибиторов). Применение методов защиты, уменьшающих термодинамическую неустойчивость системы, всегда в той, или иной степени будет способствовать понижению скорости коррозии. [c.8]

Независимо от того, протекает процесс при анодном или катодном ограничении скорости коррозии, полная защита наблюдается тогда, когда местные токи на анодных участках становятся равными нулю. При этом условии в электролите вблизи анодов нет падения напряжения и измерение потенциала покажет — "а (рис. 1). Во многих случаях падение напряжения в катодной пленке намного превышает падение напряжения, связанное с прохождением местных токов и защитного тока в электролите вблизи катодов. Таким образом, ясно, что если падение напряжения при прохождении тока через катодную пленку включается в величину потенциала поляризованного катода, то потенциал металла относительно раствора, измеренный около катода, будет примерно равен потенциалу анода. Этот способ измерения дал повод предложить [2] в качестве оценки полноты катодной защиты поляризацию катодов до величины потенциала, равной потенциалу анодов в отсутствие защитного тока. [c.966]

Кроме катодного и анодного ограничения скорости коррозии металла существует еще омическое, которое возникает в результате затруднения перемещения ионов в электролите между анодом и катодом. Омическое ограничение имеет существенное значение, поскольку в зависимости от влажности сопротивление бетона изменяется в пределах нескольких порядков величины. [c.19]

Если в особо чистый металл вводить катодные примеси или структурные составляющие, то в условиях контроля катодного процесса диффузией кислорода это приведет, согласно уравнению (499), к увеличению путей диффузии кислорода и повышению скорости коррозии металла. Однако начиная с некоторой сравнительно низкой степени загрязненности катодными примесями, которая свойственна техническим металлам, дальнейшее увеличение катодных примесей или структурных составляющих мало влияет на скорость процесса. Н. Д. Томашов доказал, что при достаточно тонкой дисперсности катодов на поверхности металла или сплава, корродирующего с кислородной деполяризацией при ограниченной скорости диффузии кислорода, даже при сравнительно небольшой общей поверхности микрокатодов, практически используется весь возможный объем электролита для диффузии кислорода к данной корродирующей поверхности (рис. 168), т. е. микрокатоды работают так, как будто [c.244]

Участки трубы, расположенные вдали от дефекта, катодной поляризации не подвергаются, и на них в принципе могут протекать коррозионные процессы. Однако скорость коррозии будет невелика по следующим причинам доступ кислорода к этим участкам весьма ограничен и, кроме того, при катодной защите в районе входа тока в трубу наблюдается повышение концентрации гидроксил-ионов (ОН"), вследствие чего pH электролита повышается. При длительной катодной защите из-за подвижности ионов (ОН ) pH будет повышаться и во всем объеме электролита под покрытием. [c.21]

Частота смачивания сильно сказывается на скорости коррозии в зазорах (рис. 11). При редком увлажнении металла (одно смачивание в двое суток) коррозия непрерывно увеличивается с уменьшением ширины зазора и превышает скорость коррозии на свободной поверхности, так как на ней электролит быстро высыхает, а в зазоре он сохраняется более длительное время. Однако при очень частых смачиваниях (кривая 4) обеспечивается постоянный контакт металла с коррозионной средой как внутри забора, так и на открытой поверхности, и в узкой щели скорость коррозии меньше вследствие диффузионных ограничений катодной реакции восстановления кислорода. Кривые с максимумом, полученные при средней частоте смачивания, вызываются одновременным влиянием обоих факторов, определяющих скорость коррозии при редких и частых смачиваниях. [c.12]

Если процесс протекает при большой скорости подвода кислорода и при небольших плотностях тока, т. е. если не достигается предельный диффузионный ток, то величина коррозионного тока, а следовательно, и скорость коррозии будут определяться перенапряжением ионизации кислорода на данном металле. В этом случае, когда скорость подвода кислорода к катоду ограниченна и значение тока близко к предельному диффузионному току, материал катодов и даже омическое сопротивление коррозионной пары не имеют существенного значения. Коррозионный ток определяется только площадью катодов и конфигурацией катодной поверхности [4]. [c.12]

Существует несколько способов повышения скорости коррозии. Применительно к атмосферной коррозии или случаям периодического смачивания электролитом металла наиболее простым является увеличение продолжительности контакта металлической поверхности с электролитом. Поскольку в атмосферных условиях продолжительность воздействия электролита на металл ограниченна, при ее увеличении сокращается продолжительность испытания. В атмосферных условиях процесс контролируется скоростью кислородной деполяризации, и испытания необходимо проводить таким образом, чтобы металл подвергался возможно более длительному воздействию тонкого слоя электролита, но при этом толщину пленки не следует уменьшать бесконечно, так как в очень тонких слоях наряду с облегчением протекания катодной реакции может замедлиться анодная реакция. [c.18]

Поскольку коррозионные процессы, развивающиеся в тонких видимых слоях электролитов, протекают, как правило, с катодным ограничением, ускорение этой стадии является основным фактором, способным резко увеличивать скорость коррозии. [c.213]

Влияние замедлителя на местную коррозию не менее важно, чем его влияние на общую скорость коррозии. Замедлители, которые могут усилить местную коррозию, называются опасными . Вообще коррозия усиливается тогда, когда анодные участки очень малы. Такое положение может наступить в случае, если скорость коррозии ограничивается скоростью катодного процесса, а концентрация анодного замедлителя недостаточна. Например, добавка соли хромовой кислоты в количестве, недостаточном для полного подавления коррозии кислородного типа в случаях железа, стали, цинка и алюминия, вызывает серьезное ускорение коррозии. Применение несколько больших концентраций замедлителя в этих случаях обычно переводит процесс от катодного к анодному ограничению и обеспечивает полную защиту. Важно помнить, что концентрация соли хромовой кислоты, необходимая для устранения точечной коррозии и одновременно для предохранения от общей коррозии, зависит от концентрации таких ионов, как 50/ и особенно С1. Вообще концентрация замедлителя, требующаяся для обеспечения защиты, зависит от ряда обстоятельств состава среды, температуры, скорости движения жидкости относительно металлической поверхности, присутствия или отсутствия в металле внутренних напряжений или внешней нагрузки, состава металла и наличия или отсутствия контакта с другими металлами. [c.941]

Учитывая изложенные выше закономерности, следует иметь в виду, что при атмосферной коррозии, протекающей, как было выше показано, в видимых слоях электролитов чаще всего с катодным ограничением, температура будет изменять скорость процесса главным образом благодаря изменению кинетики катодной реакции восстановления кислорода, скорость которой определяется скоростью диффузии кислорода к электроду. [c.227]

Здесь уместно заметить, что со смещением потенциала в положительную сторону должна уменьшаться скорость катодной реакции, а поскольку эти реакции сопряжены, то это должно уменьшать коррозию. Однако если учесть, что большинство коррозионных процессов с кислородной деполяризацией протекают с катодным ограничением, т. е. с большой поляризуемостью катодной реакции, то при одном и том же сдвиге потенциала в положительную сторону скорость катодной реакции изменится в меньшей степени, нежели скорость анодной реакции. В результате этого частичная пассивация электрода, вне зависимости от того, наблюдается ли локализация электрохимических реакций по поверхности или нет, должна приводить к увеличению скорости растворения металла. [c.58]

Механизм щелевой коррозии для пассивных металлов и сплавов можно представить следующим образом. Во времени, вследствие затруднения доступа окислителя и расходования его в коррозионном процессе, снижается его концентрация в щели, и эффективность катодного процесса уменьшается. Если при уменьшении концентрации окислителя катодный ток обеспечивает поддержание пассивного состояния и потенциал коррозии сплава остается в пассивной области, то коррозионный ток практически не меняется. При дальнейшем уменьшении концентрации величина катодного тока становится настолько малой, что потенциал металла смещается в отрицательную сторону, металл в щели переходит в активное состояние и скорость его растворения увеличивается. Появление в растворе продуктов коррозии и их гидролиз приводят к подкислению раствора. Протекание коррозионного процесса при ограниченной скорости подвода свежего электролита вызывает дальнейшее понижение pH, что облегчает анодный процесс растворения металла и создает возможность протекания катодного процеса с водородной деполяризацией. Это увеличивает коррозионный ток. Процесс под-кисления коррозии в щели особенно ускоряется, если металл в щели при смещении потенциала в отрицательную сторону становится анодом по отношению к металлу открытой поверхности, что обычно наблюдается в практических случаях щелевой коррозии. [c.84]

Наблюдаемое влияние аэрации почвы на скорость коррозии стали подтверждается отечественными исследователями [329] и объясняется тем, что ограниченный доступ кислорода в тяжелых почвах (глина), несмотря на относительно высокую влажность, сильно тормозит катодный процесс кислородной деполяризации. В хорошо аэрируемой почве (песчаной) доступ кислорода к поверхности металла осуществляется относительно легко и скорость процесса коррозии определяется кинетикой катодных и анодных процессов. В последнем случае скорость коррозии будет зависеть от влажности почвы и от длительности сохранения влаги. [c.223]

При введении в водопроводную воду пероксида водорода катодное диффузионное ограничение уменьшается (увеличивается сила предельного диффузионного тока), в результате чего скорость коррозии при приложении растягивающих напряжений увеличивается и сопротивление стали коррозионному растрескиванию снижается. [c.90]

Состав атмосферы. Значительное увеличение скорости коррозии многих металлов наблюдается в промышленных и приморских районах, что связано с содержанием в воздухе SO2 и Na l. В атмосфере на поверхности металлов образуются слабо минерализованные пленки воды коррозионный процесс протекает так же, как в нейтральных электролитах, лишь с теми особенностями, которые присущи электрохимическим процессам, протекающим в тонких слоях электролита [3]. К этим особенностям в первую очередь относится увеличение скорости катодного процеса за счет способности тонких пленок электролита к саморазмешиванию, усиливающемуся при испарении. В естественных условиях такое размешивание происходит при высыхании вследствие испарения, например, при уменьшении влажности воздуха, повышении температуры и т. п. Скорость анодных процессов в тонких слоях электролитов замедляется, что объясняется увеличением подвода кислорода к металлу, а это в свою очередь обусловливает пассивацию, накопление продуктов коррозии в пленках электролита. Можно было предполагать, что замедление анодного процесса приведет к уменьшению скорости коррозии металлов в атмосферных условиях по сравнению с тем же показателем при протекании процесса при погружении в электролит. Однако это не происходит из-за значительных скоростей катодного процесса. Следовательно, в атмосферных условиях в видимых пленках электролитов коррозия протекает с катодно-анодным ограничением. Роль омического фактора несущественна при коррозии в пленках электролита толщиной 100—200 мкм. [c.35]

В общем на катодной поверхности имеются определенные концентрации Н и О, определяемые условиями опыта, так как скорость реакции между ними двумя является конечной. Во многих случаях только часть кислорода, доставляемого конвекцией и диффузией, расходуется на катодную реакцию, вследствие ограниченной ско,рости выделения водорода, определяемой анодной реакцией. Если скорость подвода кислорода увеличится или уменьшится, то скорость коррозии может соответственно измениться. Количество подведенного кислорода, которое, действительно, расходуется, зависит от природы анода и от электролита. Таким образом катод можно рассматривать как водородный электрод, металличе-ская поверхность которого может быть покрыта или не покрыта осажденной пленкой . [c.289]

Причины разброса экспериментальных результатов опытов . Одним из отличительных признаков коррозии, идущей с выделением водорода, является отсутствие сходимости между экспериментально измеренными величинами скоростей коррозии в идентичных опытах. Это следует отнести за счет того (стр. 350), что большая часть водорода выделяется ограниченным количеством точек. Хорошая воспроизводимость, часто получаемая при измерениях скоростей обыкновенных химических реакций (разумеется, при тщательном контроле), является следствием того, что в обычных реакциях исходной единицей является молекула. При большом количестве молекул получаются согласно теореме Бернулли однородные результаты. То же самое справедливо в отношении таких процессов коррозии, которые распространяются равномерно, а не связаны с некоторыми изменениями, происходящими на ограниченном количестве анодных и катодных точек. Однако в тех случаях, где участвуют такие особенные точки, следует ожидать плохой воспроизводимости всякий раз, как число особенных точек на поверхности образца мало и это будет иметь. место даже при самом тщательном контроле всех деталей опыта. [c.365]

Существует мнение, что если вредное влияние предварительной коррозии уменьшается со временем, как это наблюдается для обыкновенной стали, то скорость коррозии подчиняется катодному ограничению. Если же вредное влияние предварительной коррозии растет со временем, как это наблюдается для нержавеющей стали, алюминиевой бронзы и сплава 70 /о Ni + 30 /о Си, то скорость коррозии подчиняется анодному [c.615]

В отличие от водородной деполяризации, для которой концентрационная поляризация весьма несущественна, при коррозии металлов с кислородной деполяризацией она играет очень большую роль вследствие ограниченности скорости подвода кислорода к катоду. Это объясняется небольшой растворимостью кислорода в растворе электролита и, следовательно, его малой концентрацией, затрудненностью диффузии кислорода через неподвижный слой жидкости, прилегающий к катоду, или через пленку па катоде. Концентрационной поляризацией, в частности ограниченной скоростью подвода кислорода к катоду, объясняется, что детали, более глубоко погруженные в электролит, растворяются медленнее, чем детали, находящиеся ближе к поверхности жидкости, так как кислороду во.здуха приходится проходить более длинный путь, пока он достигнет катодных участков. [c.42]

Влияние pH. Общего правила, позволяющего оценить влияние pH среды на стойкость всех материалов, не существует. В каждом конкретном случае следует рассматривать влияние pH на кинетику катодного и анодного процессов и через них на скорость коррозии. В нейтральной, насыщенной воздухом среде железо корродирует в активном состоянии с кислородной деполяризацией при диффузионном ограничении. [c.72]

Из данных табл. 3 следует, что при рН = 12 скорость коррозии стали в растворе гидроокиси кальция невелика и не зависит от доступа кислорода, являющегося в данных условиях основным катодным деполяризатором. Дальнейшее увеличение pH оказывает небольшое влияние на коррозионное поведение стали. При рН=11,5 скорость коррозии невелика только в случае ограниченной аэрации. Следовательно, степень доступа кислорода к арматуре играет существенную роль при рН=11,5 и ниже, а при pH > 12 оказывает незначительное влияние на коррозионное поведение стали, [c.19]

В зависимости от условий может доминировать та или другая реакция. В кислых средах при ограниченном доступе кислорода к катоду преобладает первая и коррозия носит название коррозия с водородной деполяризацией . В случае большой скорости подачи кислорода или других окислителей к катодному участку возникает коррозия с кислородной деполяризацией или с поглощением кислорода . [c.344]

Учитывая, что корэозия большинства металлов, исключая те, которые находятся явно в пассивном состоянии, протекает с катодным ограничением,, можно прийти к заключению, что усиленная коррозия металлов в присутствии сернистого газа в значительной степени обусловливается изменением характера и скорости катодной деполяризации, что до последнего времени совершенно не учитывалось. [c.220]

Как было указано в разд. 13.7, скорость коррозии (саморастворения). металлов зависит от фор.мы и положения анодной поляризационной кривой растворения металла и соответствую-1цей катодной кривой, и определяется точко ) пересечения этих кривых. На рис. 18.6, а анодные кривые 1 и, 2 относятся соответственно к металлам с более отрицательным и более положительным потенииалом. Для первого металла состояние системы соответствует точке А ток коррозии велик из-за большой скорости выделения водорода. Потенциал второго металла лежит в области, где водород не выделяется. Единственно возможная катодная реакция — восстановление кислорода. Вследствие ограниченной растворимости кислорода в воде эта реакция сопровождается концентрационной поляризацией (предель- [c.343]

Ограничение скорости электрохимической коррозии анодной реакцией Ограничение скорости электрохимической коррозии катодной реакцией Ограничение скорости электрохимической коррозии большой величиной омического сопротивления коррозионного элехмента Ограничение скорости электрохимического коррозионного процесса диффузией в анодных и катодных граничных слоях электролита Диаграмма, на которой нанесены поляризационные кривые электродов данного коррозионного элемента [c.300]

Вид анодных поляризационных кривых сталей 1Х17Н2 и Х18Н9Т и характер пересечения их с катодными позволяют предположить, что в смеси уксусной и муравьиной кислот применение анодной защиты приведет к уменьшению скорости коррозии нержавеющих сталей с пониженным содержанием никеля, а это позволит применять их в этих условиях. Метод анодной защиты — поддержание металла в пассивном состоянии в условиях, в которых он обычно находится в активном состоянии, разработан и применяется в довольно ограниченном числе реагентов (фосфорная кислота, серная кислота, олеум, азотная кислота, едкий натр, гидрат окиси лития и сернокислый алюминий). Анодная защита позволяет в некоторых случаях применять малоуглеродистые и низколегированные стали взамен легированных. [c.22]

Таким образом,при катодной поляризации титана, аходя-щегося в пассивном состоянии в кислых средах, можно наблюдать отрицательный защитный эффект. Этот эффект на титане может проявиться помимо катодной поляризации также и при контактировании его с электроотрицательными металлами. Проявлением отрицательного защитного эффекта объясняется активирование титана в разбавленных растворах серной и соляной кислот в паре с алюминием, а также в контакте с активным титаном, находящимся в щели при ограниченном доступе кислорода. Установившаяся скорость коррозии титана в паре с активным электроотрицательным металлом будет зависеть от стационарного электродного потенциала контактируемого металла, его поляризационных характеристик и соотнощения площадей контактируемого металла и титана. Наиболее опасным будет случай, когда общий потенциал такой пары будет лежать около потенциала максимума коррозии титана на кривой скорость коррозии — потенциала (ф г. 51), что, очевидно, будет соответствовать наибольшей скорости разрушения титана под влиянием анодного контакта. [c.92]

При введени П в водопроводную воду перекиси водорода катодное диффузионное ограничение резко уменьшается, а скорость коррозии при приложеиии растягивающих иапряжений увеличивается. Это и определяет понижение сопротивления сталей коррозионному растрескиванию при введении. в воду перекиси водорода. [c.105]

Схематически зависимость скорости коррозии стали в бетоне от влажности можно представить следующим образом при относптсльнон влажности 35% велико электрическое сопротивление бетона, анодные и катодные процессы ввиду малого количества влаги резко заторможены, коррозия стали имеет омическое ограничение при ф=60—80% сопротивление уменьшается, особенно в бетоне с хлористым кальцием, преобладает анодноомическое ограничение, при ф = 80% или более анодный и катодный процессы ускоряются, коррозия протекает с анодно-омическим ограничением при ф 100% катодное [c.37]

Таким образом последовательное уменьшение влажности грунтового массива приводит не только к изменению скорости образования гидроксил-ионов за счет восстановления растворенного в грунтовом электролите кислорода, но, вблизи стационарного значения потенциала коррозии (фкорр.), приводит к изменению закона, определяющего кинетику катодного направления коррозионного процесса. При этом, как показывает диаграмма АОО С рис. 36, при изменении кинетических законов восстановительного процесса скорость коррозии (1 корр.) слабо зависит от потенциала. Т.е. переход с одной кинетической зависимости восстановительного процесса на другую зависимость гораздо больше связан со смещением значения стационарного потенциала в анодную область, чем с изменением значения тока коррозии, поскольку ток восстановительного процесса ограничен преимущественно не электрохимическими условиями. А поскольку смещение потенциала в область анодных значений обусловливает уменьшение отрицательного заряда на поверхности металла, что связано с уменьшением параметра (пз) уравнения (20), то при этом уменьшается и вероятность осуществления восстановительной реакции. Кроме того, уменьшение потенциала электрического поля двойного слоя, адекватно анодному перенапряжению Г]А для катодного процесса восстановления кислорода, что резко (экспоненциально ) увеличивает яктивяционное сопротивление восстановительному процессу, т.е. уменьшает скорость образования гидроксил-ионов. [c.38]