2. Коррозия металлов и способы защиты от коррозии

Коррозия — это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов, происходящее при взаимодействии их с окружающей средой; коррозия является гетерогенныым процессом.

Различают два основных вида коррозии:

1. Химическую, возникающую при действии на металлы сухих газов и жидких сред, не способных проводить электрический ток.

2. Электрохимическую, которая вызывается действием на металл растворов электролитов и обусловливается появлением местных электрических токов. При электрохимической коррозии на поверхности металлов и сплавов протекают одновременно два процесса:

на аноде - анодный процесс окисления металлов: Ме - ne = Мⁿ⁺; на катоде - катодный процесс восстановления ионов водорода:

2Н⁺ + 2е = Н₂ (в кислой среде)

или восстановления молекул кислорода, растворенного в электролите:

0₂ + 2Н₂0 + 4е = 40Н^- (в атмосфере влажного воздуха).

Причиной возникновения коррозионных гальванических элементов большей частью является структурная неоднородность сплавов.

Металлы с различными потенциалами при контакте также образуют коррозионные элементы. В этих случаях металл с более отрицательным потенциалом разрушается (является анодом), а на металле с более положительным потенциалом протекает катодный процесс.

Коррозия приносит большой ущерб народному хозяйству. Она сопровождается не только потерей металлов, но и является причиной выхода из строя отдельных установок, так как вызывает изменение свойств материалов. Защита металлов от коррозии имеет очень большое значение. Методы защиты от коррозии весьма разнообразны:

1. Механическая защита путем нанесения на металл слоя масла, краски, лака, эмали и т.д.

2. Химическая защита, когда на поверхность изделия химическим путем наносятся различные пленки - оксидные, фосфатные и другие.

3. Электрохимическая защита - покрытие защищаемого металла слоем другого металла. При этом иногда защита осуществляется менее активным металлом (катодное покрытие), иногда - более активным (анодное покрытие).

При нарушении целостности анодного покрытия разрушается покрытие, а металл остается защищенным. При нарушении целостности катодного покрытия разрушается защищаемый металл.

4. Протекторная защита - присоединение протектора (более активного металла, являющегося анодом) к защищаемой металлической конструкции, работающей в воде или почве.

5. Применение ингибиторов, т.е. веществ, замедляющих коррозию.

6. При катодной защите внешним током защищаемую деталь присоединяют к катоду внешнего источника тока, а к аноду - дополнительный электрод. При этом защищаемая деталь является катодом и не корродирует.

3. Электролиз

Электролизом называются окислительно-восстановительные процессы, происходящие на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.

Масса вещества, окисленного или восстановленного на электроде, может быть рассчитана согласно законам Фарадея:

m = (M_э I t)/ F, где

ш — масса образовавшегося при электроатизе вещества (г); М_э — молярная масса вещества (г/молы);

I — сила тока (А);

t — продолжительность процесса (с);

F – число Фарадея, равное 96500 Кл/моль-экв.