Показатели коррозии металлов

 

Величину, по которой судят о скорости коррозионного разрушения металлов, принято называть показателем коррозии. Для характеристики скорости коррозии используются различные показатели.

Показатель изменения массы (К_m) – изменение массы образца металла в результате коррозии, отнесенное к единице поверхности металла S и к единице времени t (например, г/м²·ч):

 

,

где Dm – изменение массы металла за время испытания t; S – величина поверхности, м²; t - время коррозии, ч.

Отметим, что Dm > 0, если продукты коррозии остаются на поверхности металла и Dm < 0, если масса металла уменьшается за время испытания t после удаления продуктов коррозии.

Объемный показатель коррозии (К_{объемн.}, см³/см²·ч) определяется по объему выделившегося или поглощенного газа в процессе коррозии металла:

 

,

где V – объем выделившегося (поглощенного) газа, см³;

S – величина поверхности, см²; t - время коррозии, ч.

В этом случае различают водородный показатель коррозии КН₂, если выделившийся газ – водород и кислородный показатель коррозии – КО₂, если поглощенный газ – кислород.

Токовый показатель коррозии (К_I, мА/см² или А/м²) определяется по плотности тока, соответствующей скорости данного коррозионного процесса.

Скорость коррозии зависит от многих факторов. Важнейшими из них являются: термодинамическая нестабильность материала, химическая, структурная и фазовая неоднородность сплавов, а также характер среды, температура, контакт с другими металлами и другие.

 

Контактная коррозия

 

Два металла, находящиеся в контакте друг с другом и имеющие разные электродные потенциалы, образуют в электролите гальванический элемент, работа которого влияет на скорость коррозии каждого из металлов. Коррозия более электроотрицательного металла обычно в большинстве случаев усиливается, а коррозия более электроположительного металла ослабляется или полностью прекращается. Например, стали Х17 и Х18Н9Т ускоряют коррозию стали З, а цинк полностью ее прекращает. Cu, Ni ускоряют коррозию дуралюминия в морской воде, а Zn, Cd и чистый Al защищают его.

Контактная коррозия металлов очень часто имеет место в морской воде благодаря ее хорошей электропроводности, что обеспечивает распространение влияния неблагоприятных контактов основного металла с более электроположительными металлами на значительные расстояния.

Во всех случаях контактная коррозия металлов тем опасней, чем больше отношение поверхностей металла катодного контакта S₂ и основного (анодного) металла S₁.

Для определения характера протекания контактной коррозии необходимо соблюдать следующую последовательность действия:

1. Сравнить стандартные электродные потенциалы контактирующих металлов и сделать вывод о функции этих металлов в коррозионном гальваническом элементе, учитывая, что j_ан < j_кат.

2. Принимая во внимание рН коррозионной среды, определить характер катодного процесса.

3. Составить схему коррозионного гальванического элемента.

4. Написать уравнения электродных процессов.

Например, для определения характера контактной коррозии железа с никелем в морской воде определяем:

1. = –0,44 В; = –0,23 В. Так как < , то анодом будет железо.

2. Морская вода имеет рН = 7, среда нейтральная, коррозия протекает с кислородной деполяризацией.

3. Fe | Н₂О, NaCl | Ni.

4. Анод: Fe⁰ – 2е^- Þ Fe⁺²;

Катод: О₂ + 2Н₂О + 4е^- Þ 4ОН^-.