- •Введение
- •1. Растворы электролитов
- •1.1. Основные положения теории электролитической диссоциации с.Аррениуса
- •1.2. Механизмы образования растворов электролитов
- •1.3. Электропроводность растворов электролита
- •1.4. Электродный потенциал и его возникновение
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •2. Гальванический элемент
- •2.1. Общие понятия о работе гальванического элемента
- •2.2. Стандартный электродный потенциал
- •2.3. Ряд стандартных электродных потенциалов металлов
- •2.4. Поляризация и перенапряжение
- •2.5. Термодинамика обратимых электрохимических систем
- •2.6. Классификация электродов
- •2.7. Электрохимические цепи
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •3. Электролиз
- •3.1. Сущность электролиза
- •3.2. Электрохимическая система (ячейка)
- •3.3. Электролиз водных растворов
- •3.4. Поляризация электродов в процессе электролиза
- •3.5. Напряжение разложения. Явление перенапряжения
- •3.6. Электролиз органических соединений
- •3.7. Законы электролиза. Выход по току
- •3.8. Применение электролиза
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •4. Коррозия металлов
- •4.1. Классификации коррозионных процессов
- •4.2. Химическая коррозия
- •4.2.1. Взаимодействие с кислородом
- •4.2.2. Факторы, влияющие на скорость химической коррозии
- •4.2.3. Коррозия металлов в жидкостях – неэлектролитах
- •4.2.4. Сероводородная коррозия
- •Водородное охрупчивание металла
- •4.3. Электрохимическая коррозия (микрогальванокоррозия)
- •4.3.1. Условия протекания электрохимической коррозии
- •4.3.2. Диаграмма Пурбэ
- •4.3.3. Атмосферная коррозия металлов
- •4.3.4. Коррозия в морской воде
- •4.3.5. Подземная коррозия трубопроводов
- •4.4. Биохимическая коррозия
- •4.5. Коррозия блуждающими токами
- •4.6. Поляризация электродных процессов при коррозии
- •4.7. Защита металлов от коррозии
- •4.7.1. Легирование
- •4.7.2. Защитные покрытия
- •Методы борьбы с подземной коррозией
- •4.7.3. Металлические защитные покрытия
- •4.7.4. Электрохимическая защита
- •Методы борьбы с блуждающими токами
- •4.7.5. Ингибиторы коррозии металлов
- •4.7.6. Способы защиты от коррозии в морской воде
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •Тесты для самостоятельного решения
- •Перенапряжение катодного восстановления водорода и некоторых металлов из водных растворов при 25 0с
- •Значения фактора Пиллинга-Бэдвордса для некоторых металлов
4.4. Биохимическая коррозия
Биохимическая коррозия вызывается различными микроорганизмами, использующими металл как питательную среду или выделяющими продукты, которые разрушающе действуют на металл. Так, ряд почвенных бактерий вырабатывает вещества, агрессивно действующие на металлы: CO2, SO2, H2S и др.
Обычно этот вид коррозии накладывается на химическую и электрохимическую. Наиболее благоприятны для биохимической коррозии почвы определенного состава, застойные воды и некоторые органические продукты.
Известно, что сероводород, содержащийся в продукции нефтяных и газовых скважин, имеет в основном биогенное происхождение. При закачке в пласт высокоминерализированных сточной, речной, озерной, морской вод создаются благоприятные условия для микробиологических процессов. Наибольший вред приносят сульфатвосстанавливающие и тионовые бактерии. Коррозия при участии микробиологических процессов протекает на участках оборудования, где застаивается вода и малая концентрация кислорода. Например, днища резервуаров, обсадных колонн, внутренние поверхности оборудования стальных магистральных водоводов, систем конденсационно-холодильного оборудования. Биокоррозия может наблюдаться как в аэробных (в присутствии кислорода), так и в анаэробных (без кислорода) условиях. Анаэробные бактерии получают энергию для жизнедеятельности за счет разложения органических и неорганических соединений. Сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ) в процессе своей жизнедеятельности превращают сульфаты и сульфиты в сероводород, окисляя молекулярный водород, который присутствует в природных водоемах или выделяется в результате катодной реакции при коррозии стального оборудования. Процесс сульфаторедукции может быть описан реакцией
2H+ + SO42– + 4H2 H2S + 4H2O. |
(4.23) |
Анаэробные бактерии могут непосредственно вырабатывать в своей жизнедеятельности сероводород, углекислый газ и другие активные агрессивные соединения.
4.5. Коррозия блуждающими токами
Большую роль в коррозии подземных сооружений играет блуждающий электрический ток. Его источниками являются установки, работающие на постоянном токе: электросварочные аппараты, трамваи, метро, электрофицированные железные дроги и т.д. Расположенные поблизости трубопроводы и кабели подвергаются особенно энергичному разрушению. Механизм действия блуждающего тока показан на рис. 13. От положительного полюса по воздушному проводу ток поступает в мотор и возвращается по рельсам к отрицательному полюсу источника. Из-за неоднородности рельсовых путей (например, стыки на них) при прохождении тока возникают участки с более высоким или более низким потенциалом (анодные и катодные участки рельса). И так как рельс контактирует с проводящей средой – почвой, то при благоприятных обстоятельствах создается возможность утечки тока в землю с анодных участков и возвращение его в рельс на катодных участках. Чем больше разность потенциалов рельс – земля и меньше сопротивление почвы, тем больше блуждающий ток, который может достичь 300 А.
Блуждающие токи действуют в радиусе нескольких десятков километров. Если на пути их встретится металлическая труба, которая оказывает меньшее сопротивление прохождению тока, то ток входит в трубу, некоторое время протекает по ней и в каком-то месте выходит из нее. Место выхода блуждающего тока из почвы в трубу является катодным участком, а место выхода его из трубы в почву – анодным. Анодные участки рельса и трубы разрушаются в результате окисления железа Fe–2ē →Fe2+. На катодных участках восстанавливаются ионы водорода (при отсутствии более электроположительных ионов) 2Н++2ē → Н2. Величина блуждающего тока определяет интенсивность коррозии и степень разрушения конструкций. Блуждающие токи возникают и в конструкциях приборов при нарушении изоляции.
|
Рис. 13. Коррозия блуждающими токами |