Pb Sn Zn Сu Ag Fe Ni W Pd Pt 3 страница

- небезпечні дії постійного і змінного блукаючих струмів.

Швидкість корозії металу в ґрунті залежить від корозійної активності ґрунту, тобто від деяких її властивостей: структури, пористості, вологості, мінералізації ґрунтових вод, кислотності, повітропровідної, питомої електричного опору і температури середовища.

Вологість ґрунту. Наявність вологи робить грунт електролітом і викликає електрохімічну корозію металів. Збільшення вологості ґрунту прискорює протікання анодного процесу, знижує опір електроліту і ускладнює перебіг катодного процесу при значному вмісті води в ґрунті. Максимальна швидкість підземної корозії спостерігається в ґрунтах, що містять 15 - 25% вологи.

На рис. 4.3 показано вплив вологості ґрунту на швидкість корозії сталі.

 

Швидкість корозії
Вміст вологи,%

 

Рисунок 4.3. Вплив вологості ґрунту на швидкість корозії сталі: 1 - в піску, 2 - в глині

 

Для кожної ґрунту існує певний інтервал вологості, відповідний максимальної швидкості корозії.

- Повітропровідність ґрунтів. Пористі ґрунти можуть зберігати вологу протягом тривалого часу і створювати сприятливі умови для аерації (дифузії кисню). Підвищення повітропровідності ґрунтів прискорює корозійний процес внаслідок полегшення протікання катодного процесу.

- Електропровідність ґрунтів. Наявність у ґрунті водорозчинних солей сприяє збільшенню її електропровідності. Найбільш сильно впливають на корозійний процес іони Cl^–, NO^‒ , SO₄²⁻, НСО₃⁻, Са²⁺, Mg²⁺,Na₂⁺ і т.д.

Збільшення засоленості ґрунту, крім того, полегшує перебіг анодного (депасивація анодних ділянок поверхні) і катодного процесів.

- Кислотність ґрунту. Вона коливається в широких межах (рН 3 - 9). Дуже кислі ґрунти прискорюють корозію металів у результаті підвищення розчинності вторинних продуктів корозії і можливої додаткової водневої деполяризації. За величиною рН розрізняють кислі (рН 3 - 5), нейтральні (рН 6 - 8) і лужні (рН 9 - 10) ґрунти.

- Наявність мікроорганізмів. Мікроорганізми, що знаходяться в ґрунтах, можуть викликати значне місцеве прискорення корозії металів. Найбільшу небезпеку становлять анаеробні бактерії сульфат-редуціюючі, які розвиваються в мулистих, глинистих і болотистих ґрунтах. Ці бактерії в процесі життєдіяльності відновлюють сульфати, що містяться в ґрунті, споживаючи утворений при катодному процесі водень, до сульфід-іонів з виділенням кисню:

 

MgSО₄ + 4H⁺ = Mg(OH)₂ + H₂S + О₂.

 

Вивільнений кисень бере участь у катодній деполяризації корозійного процесу. Сульфід-іон є депасиватором, а також зв'язує іони заліза, утворюючи малозахисні плівки сульфіду, і тим самим полегшує анодний процес.

- Температура ґрунту. Температура ґрунту впливає на кінетику електродних процесів і дифузію, що визначають швидкість корозії. Зазвичай зі збільшенням температури спостерігається експоненціальне зростання швидкості підземної корозії металу. Різниця температур на окремих ділянках протяжних підземних споруд може призвести до виникнення термогальванічних корозійних елементів, що підсилюють корозію.

Питомий електричне опір ґрунту є функцією всіх розглянутих властивостей ґрунту й представляє один з найбільш характерних показників корозійної активності ґрунтів по відношенню до сталі. В певних межах існує пряма залежність: чим менше питоме електричний опір, тим більше швидкість корозії. Ця залежність дозволяє приблизно оцінити корозійну активність ґрунтів. Відповідно до ГОСТ 9.602 - 89, корозійну активність ґрунтів по відношенню до сталі оцінюють:

- за питомим електроопором ґрунту;

- за середньою катодною щільністю струму при зсуві потенціалу катода на 100 мВ в сторону більш від’ємного потенціалу корозії сталі.

У табл. 4.2 наведені питомий електричний опір ґрунту і величина середньої щільності катодного струму, що характеризують корозійну активність ґрунтів по відношенню до сталі.

 

Таблиця 4.2

Корозійна активність	Питома електропровідність ґрунту, Ом∙м	Середня щільність катодного струму, А/м2
Низька	понад 50	до 0,05
Середня	від 20 до 50	від 0,05 до 0,20
Висока	до 20	понад 0,20

 

Для боротьби з підземною корозією споруд широко використовують такі способи:

- Захисні ізолюючі покриття. Це основний метод захисту. Наприклад, на трубопроводи наносять бітумне покриття. Застосовують також покриття на основі липких полівінілхлоридних і поліетиленових стрічок.

- Катодний захист від зовнішнього джерела постійного струму або протекторний захист.

-Штучні середовища. Для захисту від корозії трубопроводів обробляють грунт, що оточує метал, різними речовинами для зниження або нейтралізації його агресивних властивостей (наприклад обробка кислого ґрунту вапном). Іноді для створення однорідного ґрунту по всій довжині трубопровід засипають піщаним ґрунтом. Однак цей метод дуже трудомісткий і дорогий.

 

 

4.3 Корозія металів блукаючим струмом

 

Корозія металів блукаючими струмами є приватним, але маючим велике практичне значення, випадком впливу електричного поля в електроліті на процес електрохімічної корозії металів. Електричний струм в ґрунті, що відгалужується від свого основного шляху, називають блукаючим. Джерелом блукаючого струму можуть бути електричні залізниці, електролізери, зварювальні апарати, катодні установки, лінії електропередач та ін. Розглянемо вплив блукаючих струмів від електрифікованого рейкового транспорту на корозію підземних споруд (рис. 4.4).

 

Рисунок 4.4. Корозія трубопроводу від блукаючих струмів електрифікованих залізниць:

1 - напрям руху струму; 2 - напрям руху електронів; 3 - напрямок руху іонів.

 

При протіканні тягового струму по рейках уздовж них відбувається падіння напруги і рейки одержують певний позитивний потенціал щодо землі, а недосконала ізоляція рейок від землі викликає витік струму в навколишній грунт. І чим більше поздовжній опір і менше перехідний електроопір, тим більше сумарний струм витоку в землю. Поблизу підстанцій і пунктів приєднання кабелів струмовідводів до рейок існують ділянки постійної негативної полярності рейок, а на значній відстані від них - постійної позитивної полярності. Виникаючі в землі блукаючі струми, зустрічаючи на своєму шляху металеві споруди, проникають в них і течуть по них на деякій відстані, створюючи анодні і катодні зони.

Особливість процесу корозії металу в полі блукаючих струмів полягає в тому, що це електролітичний процес, який протікає за законами електролізу. На катодних ділянках споруди буде протікати реакція відновлення водню:

 

2H⁺ + 2e → H₂,

 

на анодних ділянках - реакція окислення металу:

 

Me + mH₂O→ → Meⁿ⁺∙mH₂O + ne.

 

Наявність катодних і анодних ділянок на споруді визначається напрямом струму. Ділянка споруди де входить струм або виходять електрони є катодом. Ділянка споруди де виходить струм або входять електрони є анодом. Якщо електричний струм є постійним, то ділянки металу, з яких позитивні іони надходять в електроліт, є анодами і піддаються електричній корозії; ділянки, на яких позитивні іони переходять з електроліту в метал, є катодами, на яких протікає процес відновлення. Швидкість корозії пропорційна протікає току.

Змінний блукаючий струм є також корозійно небезпечним, але в меншій мірі, ніж постійний. Інтенсивність процесу корозії металу в полі блукаючих струмів, як правило, набагато більше, ніж інтенсивність ґрунтової корозії. Ці два процеси накладаються один на одного. При цьому збіг анодних зон корозійних елементів і блукаючих струмів призводить до посилення корозії. При досить великих потенціалах блукаючих струмів останні пригнічують струм катодного мікроелемента, що виникає в процесі ґрунтової корозії, поширюючи руйнування на всі мікроділянки споруди в анодній зоні блукаючих струмів. Під дією блукаючих струмів величина поляризаційного потенціалу споруди зміщується в анодних зонах в позитивну сторону щодо стаціонарного потенціалу, в катодних - в негативну. Величина швидкості корозії визначається щільністю струму витікання.

Нанесення захисного покриття (лакофарбового, бітумного, поліетиленового та ін.) різко підвищує опір. Опір ізоляції підземної споруди - найбільш істотний фактор обмеження блукаючих струмів, які впливають на споруду. У порівнянні з погано ізольованою спорудою в добре ізольованій струм корозії зменшується у сотні разів.

Грунт є паралельним провідником, наприклад рейок, і, залежно від величини електроопору рейок і ґрунту, струм, що проходить по землі, іноді сягає досить значної величини (до сотень ампер). Блукаючі струми мають радіус дії до десятків кілометрів у бік від струмопровідних конструкцій.

 

4.3 Морська корозія

 

Корозії в морській воді піддаються металеві частини морських суден, механізми і трубопроводи, металеві споруди морських портів і т.д. Морська вода представляє собою добре аерований, нейтральний електроліт, що мають високу електропровідність, зумовлену наявністю в ній солей з великим вмістом хлоридів, які виконують і ній роль депасиваторів.

Механізм морської корозії металів електрохімічний, переважно з кисневою деполяризацією. На швидкість морської корозії впливають склад морської води, її температура і швидкість руху, додатковий механічний фактор (аерування, кавітація), контакт різнорідних металів, біологічний фактор (обростання підводної частини металевих споруд морськими рослинними і тваринними організмами). Загальна концентрація солей в морській воді досягає 4%, що впливає на її електропровідність. Йод і бром грають роль додаткових катодних деполяризаторів і прискорюють корозію. Хлор-іон є сильним депасиватором, тобто прискорює анодний процес корозії металів. Сірководень підкисляє морську воду і зв'язує іони металів у важкорозчинні сульфіди, полегшуючи перебіг анодного і катодного електродних процесів електрохімічної корозії. При проходженні електричного струму через підводну частину суден і морських споруд проходить їх електрокорозія.

Великий вплив на швидкість корозії в морській воді має глибина занурення. Швидкість корозії металів різко зменшується з глибиною занурення, що пов'язано зі зменшенням вмісту кисню у воді. На глибині 1000 м спостерігається мінімум швидкості корозії, що відповідає досягненню мінімального вмісту кисню в морській воді.

Відносно високою є швидкість корозії морських суден по ватерлінії. Особливо інтенсивно процес руйнування металу розвивається в зоні, що розташована трохи вище цієї лінії. Цьому сприяє полегшений доступ кисню, змивання захисних плівок з поверхні, періодичне її змочування електролітом з наступним висиханням, перепадом температур.

Найбільш поширеним методом захисту металів від корозії в морській воді є нанесення лакофарбових покриттів. Використовують також цинкові і кадмієві покриття як самостійні або як захисний шар під лакофарбові покриття. Широке застосування знаходить електрохімічний захист морських суден і споруд, а також застосування деяких корозійностійких сплавів (наприклад сплав міді з нікелем).

 

4.4 Корозія в розплавлених солях

 

Розплавлені солі широко використовуються в промисловості при виробництві електролітичним способом ряду металів (алюміній, літій, натрій, магній тощо) в якості нагріваючих середовищ при термічній обробці, як теплоносії в теплоенергетиці. Метали, стикаючись з розплавленими солями, взаємодіють з ними і піддаються корозійному руйнуванню. При зануренні металів у розплавлені солі, що є електролітами, в результаті взаємодії між ними виникає різниця електричних потенціалів (електродні потенціали в розплавлених солях).

Значення цих потенціалів залежать від природи аніонів розплаву і істотно відрізняються від електродних потенціалів у водних розчинах за величиною і розташуванням в електрохімічному ряду напружень. Для деяких металів (срібло, цинк, свинець та ін.) встановлено, що в розплавах своїх солей вони ведуть себе оборотно і їх електродні потенціали відповідають термодинамічному рівнянню:

 

E_Me = E⁰_Me + (RT / nF) lna _Меn+.

 

Для більшості металів у розплавах їх солей встановлюється незворотний або стаціонарний електродний потенціал. Корозія металів у розплавлених солях є електрохімічною і складається з двох сполучених електродних процесів:

- анодного (окислення металу):

 

Me + mA⁻ = Meⁿ⁺·mA⁻ + ne;

 

- катодного (асиміляція електронів деполяризатором)

 

D + ne = [D·ne].

 

Катодними деполяризатором в розплавлених солях, за даними Н.Д. Томашова, може бути розчинений у розплаві кисень, вода зневодненого розплаву, деякі катіони:

 

О₂ + 4е = 2О²⁻;

H₂O = H⁺ + OH⁻; H⁺ + e = 1/2H₂;

Fe³⁺ + e = Fe²⁺.

 

Умовою можливості самовільного протікання корозійного процесу в розплавах є зниження ізобарно-ізотермічного потенціалу реагуючої системи, тобто ΔGТ<0. Електрохімічне розчинення металів в розплавах хлористих солей йде в основному на анодних ділянках - границях зерен, а центральні частини зерен є мікрокатодами. При високих температурах в розплавлених солях вуглецеві сталі, крім їх корозійного розчинення, піддаються зневуглецюванню киснем повітря, вологою. Зазвичай чим агресивніше розплав в корозійному відношенні, тим більше у ньому йде зневуглецювання сталей. На швидкість корозії в розплавлених солях впливають вид солі, кисень і різні добавки. Розплави сульфатів агресивніше розплавів хлоридів, так як сульфат-іон є катодним деполяризатором. Розплави нітратів ще агресивніше, так як нітрат-іон є активний катодний деполяризатор. Пропускання через розплав солі кисню, повітря або водяної пари приводить до збільшення швидкості корозії, тому що полегшується катодний процес. Корозію сталей в розплавах солей знижує добавка таких речовин, як графіт, активоване вугілля, бура і інші відновники, що знижують окислювальну здатність розплавів.

Для захисту металів від корозії в розплавлених солях використовуються наступні методи: застосування менш агресивних розплавів; зниження вмісту в розплавах шкідливих домішок; максимальне зниження швидкостей конвективних потоків; електрохімічний катодний захист.

 

4.5 Біохімічна корозія

 

Біохімічна корозія викликається в основному бактеріями, що знаходяться в ґрунті, водоймах, ґрунтових водах. Біохімічна корозія носить сезонний характер і найбільш інтенсивна в весняний період, коли створюються найкращі умови для розвитку та існування бактерій.

Бактерії, що викликають корозію, поділяються на аеробні та анаеробні. Аеробні бактерії існують і розвиваються тільки за умови наявності кисню, анаеробні бактерії розвиваються за відсутності кисню. Аеробні бактерії, що сприяють корозії, поділяються на бактерії - окислювачі сірки і залізо - бактерії, що осаджують залізо. Перші найкраще розвиваються в кислому середовищі (рН = 0-6). Сутність їх дії полягає в тому, що вони можуть окисляти сірку до сірчаної кислоти, місцева концентрація якої може доходити до 10%. Залізо - бактерії добре розвиваються в межах рН = 4-10. Вони поглинають залізо в іонному стані і виділяють його у вигляді нерозчинних сполук. Ці сполуки нерівномірно розподілені по поверхні металу і мають відмінний від основного металу електродний потенціал. Виникаюча електрохімічна гетерогенність поверхні підсилює корозію.

Анаеробні бактерії в основному бувають сульфат - відновлюючими. Вони розвиваються при рН = 5-9. В результаті життєдіяльності бактерії відновлюють сульфат-іони в сульфід-іони. Ці бактерії активно поглинають водень, що виділяється при катодному процесі. Присутність в корозійному середовищі сульфідів і сірководню прискорює корозію. Іони двовалентного заліза, що знаходяться в розчині зв'язують виділений сірководень. На поверхні металу утворюється наліт сульфіду заліза, що полегшує перебіг реакції катодної деполяризації. Корозія має пітинговий характер.

 

5 ЛОКАЛЬНА КОРОЗІЯ

 

Локальною корозією називають корозію, при якій руйнування металів і сплавів відбувається на окремих ділянках, в той час як інша частина поверхні виробу майже не руйнується. До локальної корозії відносяться міжкристалітна, точкова, контактна і щілинна.

 

5.1 Міжкристалітна корозія

 

До міжкристалітної корозії схильні нержавіючі сталі, алюмінієві і нікелеві сплави. Цей вид корозії один з найбільш небезпечних видів місцевої корозії, що викликає вибіркове руйнування на межі зерен, в результаті відбувається втрата пластичності і міцності сплаву, тобто передчасне руйнування виробів. Причиною схильності сплавів до міжкристалітної корозії є електрохімічна неоднорідність структури сплаву, коли кордони зерен або прикордонні зони є більш електрохімічно негативними в порівнянні із зерном. Найбільш обґрунтованою причиною виникнення міжкристалітної корозії нержавіючих сталей слід вважати збіднення хромом кордонів зерен внаслідок виділення на них фаз, багатих хромом. Це відбувається при відпуску загартованих нержавіючих сталей. При відпуску нержавіючих сталей по межах зерен випадає карбід хрому, в результаті чого вміст хрому в твердому розчині в прикордонній зоні різко зменшується.

Подальше зростання карбідів відбувається внаслідок дифузії вуглецю та хрому з твердого розчину до кордонів зерен. При температурі відпуску швидкість дифузії вуглецю набагато вище швидкості дифузії хрому, тому в освіті карбідів бере участь майже весь вуглець твердого розчину, а хром, що знаходиться в твердому розчині близько кордонів зерен. У результаті цього через деякий проміжок часу відпуску сталі на межі зерен утворюється збіднена хромом область, в якій вміст хрому становить менше 12%, тому її корозійна стійкість нижче, ніж зона зерна, що й визначає схильність аустенітних сталей до міжкристалітної корозії.

Рис. 5.1. Характер корозійного руйнування сталі. Сталь 09Х18Н14 з 0,75% Si після відпуску при 650° С.

При досить великий тривалості відпуску, у міру зменшення концентрації вуглецю, швидкість дифузії хрому починає перевищувати швидкість дифузії вуглецю, в результаті чого вміст хрому в збідненої зоні росте і її корозійна стійкість збільшується.

Таким чином, при відпуску сталі при певній температурі, через деякий час з'являються збіднені хромом зони і сталь набуває схильність до міжкристалітної корозії, а за досить великої тривалості відпуску схильність сталі до міжкристалітної корозії знижується.

Температура відпуску грає важливу роль в появі у сталі схильності до міжкристалітної корозії. При низьких температурах відпуску швидкість дифузії вуглецю та хрому малі, і тому час появи схильності сталі до міжкристалітної корозії значний. З підвищенням температури відпуску швидкість дифузії вуглецю із зерен до кордонів збільшується, в результаті чого час відпуску до появи схильності у сталі до міжкристалітної корозії зменшується і досягає мінімального значення при деякій температурі. При подальшому підвищенні температури відпуску швидкість дифузії хрому в збіднені зони збільшується, що приводить до збільшення часу до появи у сталі схильності до міжкристалітної корозії. При високих температурах відпуску відбувається коагуляція карбідів хрому, що знижує швидкість міжкристалітної корозії.

На схильність нержавіючих сталей до міжкристалітної корозії великий вплив має вміст у них вуглецю. З підвищенням вмісту вуглецю в сталі кількість випадаючого по межах зерен карбіду хрому зростає і схильність її до міжкристалітної корозії підвищується. Легування хромонікелевих аустенітних нержавіючих сталей елементами, що мають більшу спорідненість до вуглецю, ніж хром, і зв'язують вуглець в стійкі карбіди, різко знижує їх схильність до міжкристалітної корозії. До таких елементів відносяться титан, ніобій, тантал.

Різновидом міжкристалітної корозії є ножова корозія, що виникає в дуже вузькій зоні від декількох сотих до десятих часток міліметра на кордоні; «зварний шов - основний метал». Це явище також пояснюється збідненням кордонів зерен на хром у результаті деяких режимів нагрівання, особливо при зварюванні. Для запобігання ножової корозії рекомендується застосовувати низьковуглецеві сталі, оптимальний режим зварювання або піддавати зварні з'єднання стабілізуючому відпалу. Ножовій корозії піддаються і нержавіючі сталі, що містять титан і ніобій. Це пов'язано з тим, що у вузькій зоні біля зварного шва, що нагрівається до високих температур (близько 1300 °С), карбіди титану, ніобію та хрому переходять у розчин, а при швидкому охолодженні, внаслідок контакту з не нагрітим металом, не встигають виділитися, в результаті чого вуглець залишається в твердому розчині, і створюються умови випадання карбідів хрому при нагріванні сталі до температури 600 - 700 ° С.

 

5.2 Точкова (пітінгова) корозія

 

Пітінгова корозія - один з небезпечних видів локального корозійного руйнування, характерного для умов, коли пасивний стан поверхні металу або сплаву може частково порушуватися. При цьому корозії піддаються дуже обмежені ділянки металу, а вся інша поверхня знаходиться в стійкому пасивному стані, що призводить до появи точкових виразок або глибоких пітінгів. Зазвичай такий корозії піддаються легкопасивуємі метали і сплави: хромисті і хромонікелеві сталі, алюміній і його сплави, нікель, титан та ін.

Пітінгова корозія виникає в розчинах, що містять окислювачі (наприклад кисень) і одночасно аніони-активатори (Cl^‒, Br^‒, I^‒), наприклад, у розчинах хлорного заліза, в морській воді, у сумішах азотної і соляної кислот та ін. Основна умова утворення пітінга - зміщення електрохімічного потенціалу, за рахунок наявності окислювачів у розчині, позитивніше деякого критичного значення, так званого потенціалу пітінгоутворення, при цьому поверхня пітінга є анодом і руйнується з високою швидкістю внаслідок контакту з іншою поверхнею, що знаходиться в пасивному стані і представляє собою, завдяки відносно великій площі, майже неполяризуємий катод.

 

 

Рис. 5.2. Крупний пітінг на поверхні неіржавіючої сталі 03Х18Н11: а – збільшення в 300 раз; б ‒ збільшення в 1000 раз; в ‒ збільшення в 8000 раз.

 

При розвитку пітінгової корозії слід розрізняти три стадії: виникнення, розвиток пітінга і репасивація. Виникнення пітінга пов'язано з порушенням пасивного стану на окремих ділянках поверхні металів і сплавів внаслідок впливу аніонів-активаторів. На цих ділянках відбувається прискорене руйнування оксидних плівок, що викликає місцеву активацію. Порушення пасивного стану на окремих ділянках призводить до збільшення швидкості корозії. Такими ділянками можуть бути неметалічні включення (наприклад cульфіди), границі зерен, ділянки із зниженою концентрацією хрому в твердому розчині, які можуть утворюватися при термообробці, та ін.

Виникнення точкової корозії металів і сплавів в досить в значній мірі залежить від природи аніонів та їх концентрації. Найбільш сильними аніонами-активаторами є Cl^‒, Br^‒. Такі аніони, як OH^‒, CrO₄^2‒, NO₃⁻, SO₄²⁻, ClO₃⁻ ускладнюють виникнення точкової корозії нержавіючої сталі в розчині хлориду натрію.

На виникнення точкової корозії впливають склад сплаву, природа металу, стан поверхні і т. д. Наприклад, з підвищенням вмісту нікелю і хрому опір сталей до точкової корозії підвищується. Термічна обробка підвищує схильність сталей до точкової корозії. Так, наприклад, відпуск нержавіючих сталей хромонікелевих викликає схильність до міжкристалітної корозії і знижує опір сталі до точкової корозії.

Зростання пітінга пов'язане з роботою корозійного гальванічного елемента, в якому анодом є пітінг, а катодом - інша поверхня металу, що знаходиться в пасивному стані. Ефективній роботі такого корозійного елемента сприяє достатня кількість деполяризатора, а також перебування пітингу в активному стані, чому сприяє зниження рН розчину. Швидкість корозії в пітінгів різна. У більшості з них процес корозії з плином часу сповільнюється, в частині пітінга корозія припиняється зовсім, і лише в невеликій частині вона розвивається всередину металу. Явище припинення росту пітінга називається репасивацією.

Для захисту від точкової корозії використовують електрохімічні методи, інгібітори і легування металу. Так, легування сталей хромом, кремнієм, молібденом підвищує їх стійкість до точкової корозії.

 

 

5.3 Контактна корозія

 

Контактної корозією називається електрохімічна корозія, викликана контактом металів, що мають різні стаціонарні потенціали в даному електроліті. При цьому виникає корозійний гальванічний елемент, робота якого впливає на швидкість корозії контактуючих металів. Робота корозійного елемента визначається опором анодного і катодного процесів і омічним опором. Зі збільшенням різниці між стаціонарними потенціалами катода і анода, зменшенням омічного опору і опору катодного і анодного процесів контактна корозія зростає. Як правило, корозія металу, що має більш негативний потенціал (анод) збільшується, а швидкість корозії металу з більш позитивним потенціалом (катод) знижується в порівнянні зі швидкістю за відсутності контакту. На контактну корозію металів великий вплив мають площі катодів і анодів, склад середовища, перемішування нейтрального розчину та ін. Зі збільшенням площі катода при постійній площі анода швидкість контактної корозії зростає. Якщо швидкість корозії контролюється швидкістю дифузії, наприклад дифузією кисню при корозії з кисневою деполяризацією, то із збільшенням площі катода швидкість контактної корозії підвищується. При перемішуванні нейтрального розчину зростає дифузія кисню до поверхні катода, отже, збільшується контактна корозія.

Контактна корозія може проявлятися і в атмосферних умовах. При цьому максимальна швидкість корозії спостерігається на ділянках, безпосередньо прилеглих до місця контакту. У міру віддалення від місця контакту щільність струму корозійного елемента падає і, отже, швидкість контактної корозії знижується.

Для захисту від контактної корозії в основному застосовуються такі методи:

- підбір контактуємих металів і сплавів з мінімальною різницею потенціалів;

- ізоляція металів у місцях контакту;

- введення в закриті системи інгібіторів, що знижують корозію контактуємих металів.

 

5.4 Щілинна корозія

 

Щілинний корозією називають посилення корозії в щілинах і зазорах між металами, прокладними матеріалами та металом, в морських умовах (між шаром мікроорганізмів і обшивкою корабля). Найбільш чутливі до щілинної корозії пасивуючі метали (нержавіючі сталі, алюмінієві сплави, титан та ін.)

Механізм щілинної корозії полягає в наступному. З плином часу через ускладнення доступу окислювача і витрачання його в процесі корозії в щілинах знижується концентрація окислювача і, тим самим, знижується швидкість катодного процесу. Відбувається зменшення катодного струму, при цьому потенціал катода зміщується в негативну сторону, що призводить до переходу поверхні металу щілини в активний стан і швидкість його розчинення збільшується. Поява в розчині продуктів корозії і їх гідроліз призводять до підкислення розчину. Подальше протікання корозійного процесу при обмеженій швидкості підведення свіжого електроліту сприяє зниженню рН, що полегшує анодний процес розчинення металу і створює можливість протікання корозії з водневою деполяризацією. Це призводить до збільшення корозійного струму, процес підкислення розчину прискорюється, і метал в щілинах при зсуві потенціалу в негативну сторону стає анодом по відношенню до металу відкритої поверхні. Це зазвичай спостерігається в практичних випадках щілинної корозії. Залежно від виду контролю електрохімічної корозії утруднення доступу кисню може викликати збільшення або зменшення швидкості корозії металу в щілині. Якщо швидкість корозії контролюється анодним процесом, то гальмування доступу кисню викликає збільшення швидкості корозії металу. Якщо ж швидкість корозії контролюється катодним процесом, утруднення доступу кисню викликає зменшення швидкості корозії металу.

 

Особливо чутливі до щілинної корозії метали і сплави, пасивний стан яких пов'язаний з наявністю в електроліті розчиненого кисню і інших пасиваторів. Утруднення доступу цих речовин в щілини призводить до зниження їх концентрації нижче критичного значення, в результаті чого метал переходить з пасивного в активний стан і відбувається щілинна корозія. Зниження рН розчину до 3,5 - 4,0 сприяє посиленню щілинної корозії.