Химическая и электрохимическая коррозия: Химическая коррозия
Содержание
химическая и электрохимическая. Механизм протекания электрохимической коррозии.
Коррозия
— это самопроизвольное разрушение
металлов в результате химического или
физико-химического взаимодействия с
окружающей средой. В общем случае это
разрушение любого материала, будь то
металл или керамика, дерево или полимер.
Причиной коррозии служит термодинамическая
неустойчивость конструкционных
материалов к воздействию веществ,
находящихся в контактирующей с ними
среде. Пример — кислородная коррозия
железа в воде: 4Fe + 6Н2О + ЗО2 = 4Fe(OH)3.
Гидратированный оксид железа Fe(OН)3 и
является тем, что называют ржавчиной.
Коррозия металлов означает разъедание,
— начинается также на их поверхности.
Происходит химическое взаимодействие
с окружающей средой. Это процесс является
самопроизвольным, а также является
следствием окислительно-восстановительных
реакций с компонентами окружающей
среды.
В результате
разрушения металла образуются продукты
его окисления, а именно: оксиды, гидроксиды,
иногда просто происходит его растворение
в среде до ионного состояния.
Такое
превращение сопровождается существенным
изменением свойств.
Известны
различные виды коррозии металлов. Одним
из основных её видов яляется химическая,
которую иногда ещё называют газовой,
так как иногда она происходит под
воздействием газообразных компонентов
из окружающей среды при высоких
температурах. Химическая коррозия может
происходить и под воздействием некоторых
агрессивных жидкостей. Основным этого
процесса является то, что она происходит
без возникновения в системе электрического
тока. Ей подвергаются детали и узлы
машин, работающих в атмосфере кислорода
при высоких температурах, например
турбинные двигатели, ракетные двигатели
и некоторые другие, а также подвергаются
детали узлы оборудования химического
производства.
Другим
распространённым видом разрушения
металлов является электрохимическая
коррозия — поверхностное разрушение в
среде электролита с возникновением в
системе электрического тока.
Электрохимическая коррозия — разрушение
в атмосфере, на почве, водоёмах, грунтах.
Характер
разрушения поверхности металла может
быть различным и зависит от свойств
этого металла и условиях протекания
процесса. Теперь остановимся подробнее
на электрохимической коррозии. Примером
электрохимической коррозии является,
например, разрушение деталей машин,
приборов и различных металлических
конструкций в почвенных, грунтовых,
речных и морских водах, в атмосфере, под
пленками влаги, в технических растворах,
под действием смазочно-охлаждающих
жидкостей и т.д. электрохимическая
коррозия протекает на поверхности
металлов под действием электрических
токов, то есть происходят
окислительно-восстановительные
химические реакции, характеризующиеся
отдачей электронов и их переносом, так
как образуются катодные и анодные
участки. Образованию катодов и анодов
способствуют химическая неоднородность
металлов (примеси и включения), наличие
участков остаточной деформации,
неоднородность покрывающих металл
защитных плёнок и т.д. Наиболее часто в
образовании данного вида разрушения
металла учавствуют не один фактор, а
несколько.
Когда метал начинает
корродировать, он превращается в
многоэлектронный гальванический
элемент.
Коррозия металлов | Статья в журнале «Молодой ученый»
Библиографическое описание:
Чепкасова, О. А. Коррозия металлов / О. А. Чепкасова, А. А. Селезнева, А. И. Садилов, С. В. Хмелев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 23 (103). — С. 260-261. — URL: https://moluch.ru/archive/103/23845/ (дата обращения: 08.11.2022).
В статье рассмотрены основные вопросы процесса коррозионного повреждения металла, виды коррозии и коррозионных разрушений, способы защиты от коррозии.
Ключевые слова: остаточный ресурс, коррозия металлов, защита от коррозии.
Основным критерием оценки остаточного ресурса технического устройства (далее ТУ) являются прочностные характеристики, определяемые расчётами.
Расчёт прочностных характеристик зависит от марки материала, геометрических параметров, толщины элементов ТУ. При проектировании ТУ учитываются все эти параметры с учётом допусков, проектной скорости коррозии, сроков и условий эксплуатации. Однако в процессе эксплуатации ключевым фактором, влияющим на пригодность ТУ является коррозионное повреждение металла, скорость которого может отличаться от проектной в несколько раз. Для определения прогнозируемых сроков эксплуатации ТУ необходима оценка скорости коррозии в конкретных условиях эксплуатации, а так же возможность влиять на неё с целью увеличения этих сроков. Для решения этих вопросов необходимо понимание самих процессов протекания коррозии, природы и сути процесса.
Коррозия — это разрушение металла под действием окружающей среды. По механизму протекания различают два типа коррозии — химическую и электрохимическую. Химическая коррозия начинает влиять на металл сначала его происхождения. Окалина ее продукт. Взаимодействие металла и окружающей среды протекает постоянно, химические процессы, проходящие при этом взаимодействии можно назвать борьбой за выживание, наша задача свести потери металла в этой борьбе к минимуму.
По характеру агрессивной среды различают атмосферную коррозию, подземную и подводную.
Виды коррозионных разрушений разнообразны — равномерная коррозия, неравномерная, коррозия пятнами, коррозия язвами, подповерхностная коррозия, точечная или питтинговая, структурно-избирательная коррозия, межкристаллитная коррозия (этот самый опасный вид коррозии, обусловленный сложностью выявления). Последствия скрытно протекающих коррозионных процессов зачастую приводят к авариям, которых могло бы и не быть.
Химическая коррозия — это процесс разрушения металла под действием внешней среды, не сопровождаемая образованием электрического тока. Ее разновидность газовая коррозия, представляет собой процесс взаимодействия газов при высокой температуре с металлом. При таком взаимодействии образуется оксидная пленка, на железе она рыхлая, легко отскакивает и не защищает от разрушения.
В отличии от химической — электрохимическая коррозия протекает при контакте металла с раствором электролита.
При этом электролитом может являться любая жидкость или газ. Примером электрохимической коррозии может быть атмосферная коррозия. Электрохимическая коррозия, более трудно прогнозируемая, чем химическая, ввиду необходимости учёта множества факторов, зачастую изменяющихся в процессе эксплуатации ТУ. При этом скорость протекания процессов электрохимической коррозии на порядок больше чем при химической коррозии.
В одних случаях на поверхности металла может образоваться плотная оксидная пленка, выполняющая роль защитного слоя. Образовавшаяся оксидная пленка предохраняет металл от разрушения. Это явление широко используется в современной технике, как способ защиты от коррозионных процессов.
Существует немало способов защиты от коррозии. Самый лучший из них создание такого металла, который бы вообще не корродировал. Один из путей создания коррозионностойкого металла — получение особых сплавов, в которые добавляют хром, никель, молибден, титан и другие компоненты.
Так называемое легирование. Технология создания таких сплавов трудоемка, и связана с повышенными экономическими затратами. Цена таких материалов выше и не всегда целесообразно применение их в конкретных условиях.
Ингибирование — способ, при котором скорость коррозии снижается, если в агрессивную среду ввести соединения, значительно замедляющие коррозионный процесс. Одним из механизмов ингибирования является адсорбция ингибитора на поверхности защищаемого изделия. Ингибируемые бумаги и пленки применяются при долговременном хранении.
Различают металлические и неметаллические защитные покрытия, изолирующие металл от агрессивной среды. Большие детали или трубы защищают методом металлизации. Плакирование — метод защиты металла от коррозии другим металлом, который устойчив к агрессивной среде.
Трубы газо- и нефтепроводов защищаются комбинированным способом, мазутно-битумное покрытие, ингибированная бумага и одновременно с этим катодная защита.
Сущность электрозащиты состоит в том что, на катод, которым является сам трубопровод, накачиваются электроны от внешнего источника тока, и это тормозит коррозию. Анодом в этом случае может служить любой ненужный металл. Так же широко сейчас применяются различные плёнки на основе полиэтилена, внутренняя поверхность так же защищается различными покрытиями на основе керамики. Сварные стыки также защищаются от взаимодействия с перекачиваемой средой различными способами.
При защите ТУ применяется метод протекторной защиты. Протектор — активный металл, с более отрицательным потенциалом, например цинк, который разрушаясь сам, защищает объект.
Надежным способом зашиты от коррозии, являются гальванические покрытия, которые получают электролизом в водных растворах.
Неметаллические покрытия — это покрытия лаками, красками, различными силикатными эмалями и полимерными материалами. Покрытие силикатными эмалями широко применяется в химической промышленности.
Кислотостойкие эмали применяют для покрытия вакуумных аппаратов, резервуаров, реакторов.
Затраты на защиту металла от коррозии оправданы и дают хороший экономический эффект, с учётом снижения затрат на замену непригодного ТУ. Где то, например подземные трубопроводы с агрессивной средой, она просто необходима для безопасной эксплуатации.
При проведении экспертизы промышленной безопасности технических устройств, применяемых на опасных производственных объектах, одной из важнейших задач является определение скорости коррозии и прогнозирование этой скорости на планируемый период эксплуатации. Мероприятия по антикоррозионной защите могут значительно увеличить срок эксплуатации и, как следствие, снизить затраты на замену ТУ.
Литература:
-
Материаловедение и технология металлов. / Ф. Гарифуллин, Г. Фетисов. — Издательство: Оникс.
2009. 624 с.
-
Коррозия и защита от коррозии. / Семенова И. В., Флорианович Г. М., Хорошилов А. В. — Издательство: М.: Физматлит. 2002. 335 с.
2009. 624 с.
Основные термины (генерируются автоматически): агрессивная среда, электрохимическая коррозия, коррозия, способ защиты, химическая коррозия, атмосферная коррозия, коррозионное повреждение металла, остаточный ресурс, процесс эксплуатации, скорость коррозии.
Методы защиты коррозии | Статья в журнале «Молодой ученый»
Коррозия – это самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды. Коррозия металлов – разрушение металлов вследствие физико-химического воздействия внешней среды.
..
Влияние
коррозии на прочность оборудования | Статья в журнале…
Коррозией металлов называют самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. Коррозионный процесс протекает на границе раздела двух сред металла и окружающей…
Методы борьбы с коррозией. Плазменное электролитическое…
осадком, газовая коррозия, коррозионная эрозия, щелевая коррозия и т.д. [4]. Все это приводит к необходимости защиты оборудования от воздействия агрессивных сред, созданию новых и совершенствованию старых способов защиты.
К вопросу оценки
скорости коррозии технических устройств…
В данной работе рассмотрены методы оценки и определения скорости коррозии технологического оборудования в зависимости от условий его эксплуатации при осуществлении технического диагностирования оборудования в нефтеперерабатывающей и нефтехимической…
Способы изменения конструкции устройства для снижения…
Обработка коррозионной среды. В случае электрохимической коррозии она сводится к уменьшению содержания деполяризаторов
Основные термины (генерируются автоматически): металл, коррозионная среда, слой, материал, коррозия, окружающая среда, схема строения.
..
Коррозия в судовых парогенераторах | Статья в журнале…
Электрохимическая коррозия. Коррозионный процесс, разрушающий металл, в следствие
Электрохимическая коррозия наблюдается при протекании следующих процессов: − анодного, образование ионов металла в электролите и некомпенсированных электронов
Ингибирование
коррозии стали 20Л в хлоридсодержащих средах
Ключевые слова: коррозионная стойкость, ингибиторы коррозии, скорость коррозии, ингибирующий эффект.
Об эффективной защите сталей в различных агрессивных средах ингибированием коррозионного процесса органическими гетероциклическими соединениями.
..
Лабораторные
методы измерения и приборы контроля коррозии
Среднее значение глубины коррозионного поражения при равномерной коррозии можно вычислить с помощью массометрического показателя скорости коррозии ; . Где плотность металла, г/см3; 8,76- переводной коэффициент.
Защита кузова легкового автомобиля от коррозии с помощью…
Коррозия — это процесс разрушения твердых тел в результате химических и электрохимических реакций, развивающихся на поверхности предмета при его взаимодействии с окружающей средой.
Скорость коррозийной реакции зависит от ряда причин
Защита кузова автомобиля от коррозии | Статья в журнале.
..
«Коррозия, ржавление, ржа — это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.
В чем разница между химической и электрохимической коррозией?
Копия
Химическая реакция: — В химической реакции электроны передаются от одного вида к другому непосредственно в той же среде.
Электрохимические реакции: — В этих реакциях электроны переносятся от одного вида к другому опосредованно через электроды, помещенные в ту же или другую среду.
Какая_разница_между_химической_реакцией_и_электрохимической_реакцией
Этот ответ:
Учебные пособия
Заработок +
20
баллы
В:
В чем разница между химической и электрохимической коррозией?
Напишите свой ответ.
..
Отправить
Остались вопросы?
Продолжить изучение химии
Что такое электрохимическая коррозия?
Электрохимическая коррозия включает поток электронов
между анодной и катодной зонами.
В чем разница между коррозией и ржавчиной?
Коррозия – это химическая или электрохимическая реакция между
материал и его окружение. Материал, как правило, металл.
реакции приводят к порче материала.
Ржавчина – это оксид, который образуется при окислении железа на открытом воздухе.
Ржавление вызывается действием кислорода и влаги, а не
химические вещества.
В чем разница между горением и коррозией?
i вещь ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ, ПРОИСХОДЯЩАЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ КИСЛОРОДА с
вещество для образования нового вещества и выделения энергии коррозии
медленное химическое превращение, которое происходит, когда кислород в воздухе реагирует с
металл
Разница между химической и электрохимической коррозией?
Химическая коррозияЭлектрохимическая коррозияКоррозия – это распад инженерного материала на составляющие его атомы вследствие химических реакций с окружающей средой.
В наиболее распространенном использовании этого слова это означает электрохимическое окисление металлов в реакции с окислителем, таким как кислород. Коррозия в водной среде и в атмосферной среде (которая также включает тонкие водные слои) является электрохимическим процессом, поскольку коррозия включает в себя перенос электронов между металлической поверхностью и водным раствором электролита. Другими словами, коррозия — это износ металлов в результате химической реакции. Многие конструкционные сплавы подвергаются коррозии просто от воздействия влаги в воздухе, но воздействие может сильно повлиять на этот процесс. к некоторым веществам (см. ниже). Коррозия может быть сосредоточена локально, образуя ямку или трещину, или она может распространяться на большую площадь, более или менее равномерно разъедая поверхность. Поскольку коррозия является процессом, контролируемым диффузией, она возникает на открытых поверхностях. В результате методы снижения активности открытой поверхности, такие как пассивация и хроматирование, могут повысить коррозионную стойкость материала.
Однако некоторые механизмы коррозии менее заметны и менее предсказуемы. Электрохимическая коррозия, протекающая в таких условиях, является крупным разрушительным процессом, приводящим к таким дорогостоящим, неприглядным и разрушительным последствиям, как образование ржавчины и других продуктов коррозии, образование зияющих отверстий. или трещины в самолетах, автомобилях, лодках, желобах, экранах, сантехнике и многих других предметах, изготовленных из любого металла, кроме золота.
В чем разница между химическим свойством и химическим изменением?
Разница между химическим свойством и химическим изменением
заключается в том, что изменение заключается в том, как изменяется свойство химического вещества, когда
он подвергается химической реакции.
Похожие вопросы
Люди также спрашивали
Остались вопросы?
Типы коррозии в самолетах
Существует две общие классификации коррозии, которые охватывают большинство конкретных форм: прямое химическое воздействие и электрохимическое воздействие.
При обоих типах коррозии металл превращается в металлическое соединение, такое как оксид, гидроксид или сульфат. Процесс коррозии включает в себя два одновременных изменения: металл, подвергшийся воздействию или окислению, подвергается так называемому анодному изменению, а коррозионное вещество восстанавливается и считается претерпевающим катодное изменение.
Прямая химическая атака
Прямая химическая атака или чисто химическая коррозия — это атака, возникающая в результате прямого воздействия на незащищенную поверхность едких жидких или газообразных веществ. В отличие от электрохимического воздействия, при котором анодные и катодные изменения происходят на измеримом расстоянии друг от друга, изменения при прямом химическом воздействии происходят одновременно в одной и той же точке. Наиболее распространенными агентами, вызывающими прямое химическое поражение самолетов, являются: пролитая аккумуляторная кислота или пары аккумуляторов; остаточные отложения флюса в результате недостаточно очищенных, сварных, паяных или паяных соединений; и захваченные едкие чистящие растворы.
[Рисунок 1]
| Рисунок 1. Прямая химическая атака в аккумуляторном отсеке меньше проблем. Использование этих закрытых блоков снижает опасность разлива кислоты и паров батареи. Многие типы флюсов, используемых при пайке твердым припоем и сварке, вызывают коррозию, химически разрушая металлы или сплавы, с которыми они используются. Поэтому важно удалять остатки флюса с поверхности металла сразу после операции соединения. Остатки флюса гигроскопичны по своей природе, поглощают влагу и, если их тщательно не удалить, имеют тенденцию вызывать сильную точечную коррозию. Очищающие растворы щелочи в концентрированной форме хранятся плотно закрытыми и как можно дальше от самолетов. Некоторые чистящие растворы, используемые для удаления коррозии, сами по себе являются потенциально коррозионными агентами. Поэтому особое внимание должно быть направлено на их полное удаление после использования на летательных аппаратах. Электрохимическая атакаКоррозия — это естественное явление, при котором металл подвергается химическому или электрохимическому воздействию, превращая его обратно в металлическое соединение. Следующие четыре условия должны выполняться до возникновения электрохимической коррозии. [Рисунок 2]
Устранение любого из этих условий останавливает электрохимическую коррозию. ПРИМЕЧАНИЕ. Краска может скрыть начальные стадии коррозии. Поскольку продукты коррозии занимают больший объем, чем исходный металл, окрашенные поверхности необходимо часто осматривать на наличие неровностей, таких как вздутия, чешуйки, сколы и комки.
Электрохимическую атаку химически можно сравнить с электролитической реакцией, которая происходит при гальванике, анодировании или в сухих батареях. Для реакции при этой коррозионной атаке требуется среда, обычно вода, способная проводить слабый электрический ток. Когда металл вступает в контакт с коррозионным агентом, а также связан жидким или газообразным путем, по которому проходят электроны, начинается коррозия, поскольку металл распадается в результате окисления. [Рисунок 2] Во время атаки количество коррозионного агента уменьшается и, если его не обновить или удалить, может полностью вступить в реакцию с нейтрализацией металла. Различные области одной и той же металлической поверхности имеют разные уровни электрического потенциала и, если они соединены проводником, таким как соленая вода, создают ряд коррозионных ячеек, и начинается коррозия. Все металлы и сплавы электрически активны и имеют определенный электрический потенциал в данной химической среде. Этот потенциал обычно называют «благородством» металла. [Рисунок 3] Чем менее благороден металл, тем легче он подвергается коррозии. Металлы, выбранные для использования в конструкциях самолетов, представляют собой продуманный компромисс прочности, веса, коррозионной стойкости, технологичности и стоимости, сбалансированный с потребностями конструкции.
Компоненты сплава также имеют определенные электрические потенциалы, которые обычно отличаются друг от друга. Воздействие на поверхность сплава проводящей коррозионной среды приводит к тому, что более активный металл становится анодным, а менее активный — катодным, что создает условия для коррозии. Они называются локальными ячейками.  |
Там, где вероятно улавливание чистящего раствора, используйте неагрессивное чистящее средство, даже если оно менее эффективно.
