Коррозия и защита металлов

Лабораторная работа № 8

по курсу «Химия»

Выполнил студент группы 2203: Сиротенко Евгений

Проверил: Иванов Виктор Федорович

Санкт-Петербург

Цель работы: Изучение влияния некоторых факторов на протекание процессов химической и электрохимической коррозии и методов защиты металлов от коррозии.

Теоретическая часть:

Коррозия - необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического воздействия среды. Химическая стойкость металла характеризуется показателями скорости его коррозии - массовым, объемным, глубинным. Кинетика химической коррозии зависит от свойств оксидной пленки, образующейся на поверхности металла. К поверхности пленки подходит молекулярный кислород, происходят его адсорбция и атомизация. От поверхности атомы кислорода перемещаются вглубь пленки оксида, а им навстречу - ионы металла и электроны. В пленке в одном акте происходит ионизация кислорода и образование химического соединения с металлом.

Для характеристики защитной способности образующейся оксидной пленки применяется коэффициент. Радиус атома – меньше - в этом случае на поверхности формируются защитные оксиды, например, ВеО при добавлении в медь 1% бериллия (Be).

Химическую коррозию предотвращают, насыщая поверхностный слой диффузионным покрытием, например, алюминиевым (актирование), а также плакированием, нанесением жаростойких эмалей, тугоплавких карбидов, смешанных соединений покрытия с основой - шпинелей типа NiCr₂О₄, NiFe₂O₄.

Детали, работающие при высоких температурах, можно защищать специальной защитной атмосферой. Для уменьшения газовой коррозии применяют сжигание топлива с недостатком воздуха, используют защитные обмазки и др.

Электрохимическая коррозия протекает при наличии на поверхности металла слоя электролита (растворов солей, кислот или щелочей, атмосферной влаги в почве и т.п.). Сущность электрохимической коррозии заключается в том, что процесс окисления сопровождается полным удалением валентных электронов его атома в передачей их другой частице - деполяризатору Термодинамическая возможность электрохимической коррозии определяется соотношением.

Процессы окисления металла (анодный) и восстановления деполяризатора (катодный) могут протекать на одном и том же участке детали, но в различные моменты времени.Например, при атмосферной коррозии с кислородной деполяризацией происходит анодное окисление железа.

Для защиты от электрохимической коррозии можно применять более благородный металл, что влечет за собой уменьшение коррозионного тока. Это использует метод зашиты - рациональное конструирование. В случае контакта двух металлов желательно, чтобы их потенциалы были близки. Кроме того, конструкция деталей не должна допускать участков, где может скапливаться влага.

Другой метод - электрохимическая зашита; в случае одной из ее распространенных разновидностей - протекторной зашиты вместо анодного участка создают как бы новый, введя в контакт с защищающим металлом более отрицательный металл, по сравнению с которым прежний анод становится катодом. Этой же цели добиваются, подключив защищаемую деталь к отрицательному полюсу внешнего источника тока. Для нержавеющих сталей в кислотах применяют положительную поляризацию в области потенциалов, отвечающих пассивации.

Для уменьшения скорости электрохимической коррозии целесообразно проводить обработку среды путем уменьшения концентрации деполяризатора за счет нейтрализации кислых сред или удаления кислорода.