Лабораторная работа № 2 Контактная коррозия металлов

Цель работы: изучение процесса контактной коррозии (расчет потерь массы и контактирующего фактора коррозионного процесса) по коррозионной диаграмме, которую получают измерением величины тока и потенциалов электродов коррозионной пары в нейтральном электролите.

Контактной коррозией называется электрохимическая коррозия металлов, контактирующих друг с другом в электролите и имеющих разные значения стационарных электродных потенциалов. При замыкании в электролите двух таких металлов образуется макрогальванический элемент, в котором металл с отрицательным значением потенциала будет анодом, а с положительным – катодом макроэлемента. В результате работы такой пары растворение металла анода ускоряется, а катода – замедляется или полностью прекращается.

Таким образом, коррозия какого-либо металла, например низколегированной стали в электролите может быть замедлена контактом с более электроотрицательным металлом, например цинком или ускорена контактом с более электроположительным металлом, например медью. Замедление коррозии металлов при их контакте с металлами, имеющими более отрицательные электродные потенциалы, используют для электрохимической защиты металлических конструкций, при этом металл анода называют протектором, а способ – протекторной защитой.

Коррозионной диаграммой называют зависимость потенциалов анодных и катодных участков от величины тока коррозионной пары. При построении коррозионной диаграммы по оси абсцисс откладывают величины тока, генерируемого парой, а по оси ординат – соответствующие значения потенциалов анода и катода. Одним из способов получения коррозионной диаграммы является непосредственное измерение величины тока и потенциалов электродов исследуемой коррозионной пары.

Коррозионные диаграммы имеют большое значение для изучения и расчетов процессов электрохимической коррозии металлов. На основании коррозионной диаграммы можно определить величину максимального тока пары, а следовательно, и скорость коррозии анода, а также установить вид контроля коррозионного процесса и дать его количественную оценку.

Контролирующим фактором называется наиболее заторможенная, т. е. имеющая основное влияние на скорость, ступень коррозионного процесса. Для определения контролирующего фактора рассчитывают степень контроля общего процесса с каждой его ступенью, т. е. долю сопротивления этой ступени по отношению к общему сопротивлению всего процесса. Степень анодного (С_а), катодного (С_к) и омического (С_ом) контроля для гальванической пары рассчитывают по формулам:

, (2.1)

, (2.2)

, (2.3)

где Е_a - потенциал анода разомкнутой пары, В,

Е⁰_a - потенциал анода при протекании через него тока (эффективный потенциал анода), В,

Е⁰_к - потенциал катода разомкнутой пары, В,

Е_к - потенциал катода при протекании через него тока (эффективный потенциал катода), В,

ΔЕ_а = Е_а – Е⁰_а - смещение потенциала анода при протекании через него тока (анодная поляризация), В,

ΔЕ_к.= Е⁰_к - Е_к - смещение потенциала катода при протекании через него тока (катодная поляризация), В,

ΔЕ_ом = IR = Е_к - Е_a - омическое падение потенциала при величине тока пары I и сопротивлении R.