Коррозия это химическое явление почему: КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ | Энциклопедия Кругосвет

Химия — 7

под действием электрического тока на кислород и водород — химическое явление. Горение, гниение, брожение, распад на составные части, покрытие ржавчиной (коррозия) и другие явления относятся к химическим.

Химические явления, другими словами, называют химическими реакциями.

Как видно из вышеприведенных опытов, химические реакции сопровождаются изменением цвета, появлением осадка, запаха, образованием газа — это признаки химических реакций. Выделение или поглощение теплоты, появление света или пламени также подтверждают протекание химической реакции.

Химические явления всегда сопровождаются физическими явлениями. Например, при горении природного газа, наряду с образованием углекислого газа и воды (химическое явление), также выделяются свет и теплота (физическое явление).

Значение физических и химических явлений. Из курса «Познание мира» вам известно, какое значение имеют физические явления, происходящие вокруг нас. Так, например, испарение воды, конденсация водяных паров и выпадение дождя составляют круговорот воды в природе. В промышленном производстве, придавая металлам, пластмассам и другим материалам определенную форму (штамповка, прокатка), получают разнообразные предметы.

Химические реакции имеют огромное значение. Ими пользуются для получения различных металлов (железа, алюминия, меди, цинка, свинца, олова и др.), а также пластмасс, минеральных удобрений, лекарственных препаратов и т.д. В большинстве случаев химические реакции являются источником получения различного вида энергии. Выделяемая при сгорании топлива энергия используется в быту и в промышленности.

Протекающие в организмах людей, растений и животных сложные биохимические процессы связаны с различными химическими превращениями.

Одно вещество может превратиться в другое вещество лишь в том случае, если их частицы соприкасаются друг с другом. Однако простое соприкосновение многих веществ друг с другом не приводит к образованию химической реакции. Для того чтобы протекала реакция, в большинстве случаев требуется подогревание, воздействие светом, повышение давления и концентрации веществ и т.д.

Условия начала и хода химических реакций бывают разными. Для протекания ряда реакций (например, реакций горения) достаточно соприкосновения (трения) частиц веществ и подогревания до определенной температуры. Доведение реакции до конца обеспечивается за счет выделяемой тепловой энергии.

Некоторые же реакции (например, разложение воды на кислород и водород) требуют подачи дополнительной энергии до конца.

О том, как обеспечить условия проведения, ускорения и доведения до конечного результата различных химических реакций, мы узнаем позже.

В природе физические и химические явления протекают непрерывно, постоянно, обусловливая этим циркуляцию веществ, климатические изменения, условия жизни для живых организмов. Большинство химических реакций проводятся людьми. Тем самым обеспечиваются все возрастающие

Коррозия металлов и защита от коррозии

Статьи

• 
  17. 05.2022

• Опубликовано

  Колорика

21

Дек

Коррозия металлов

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.

Защита от коррозии

Существует немало способов защиты от коррозии. Самый лучший из них создание такого металла, который бы вообще не коррозировал. 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.

Что такое коррозия?

Способность электрохимических процессов расщеплять соединения на элементы или создавать новые соединения может быть как разрушительной, так и продуктивной. Коррозия является слишком распространенным результатом электрохимических реакций между материалами и веществами в окружающей их среде.

Коррозия является одним из самых разрушительных и дорогостоящих природных явлений, наблюдаемых сегодня.

Что такое коррозия?

Коррозия является опасной и чрезвычайно дорогостоящей проблемой. Из-за него могут рушиться здания и мосты, ломаться нефтепроводы, протекать химические заводы, затапливать ванные комнаты. Коррозия электрических контактов может привести к пожару и другим проблемам, коррозия медицинских имплантатов может привести к заражению крови, а загрязнение воздуха вызвало коррозию произведений искусства по всему миру. Коррозия угрожает безопасному захоронению радиоактивных отходов, которые должны храниться в контейнерах десятки тысяч лет.

Наиболее распространенные виды коррозии возникают в результате электрохимических реакций. Общая коррозия возникает, когда большинство или все атомы на одной и той же поверхности металла окисляются, повреждая всю поверхность. Большинство металлов легко окисляются: они имеют тенденцию отдавать электроны кислороду (и другим веществам) в воздухе или в воде. Когда кислород восстанавливается (приобретает электроны), он образует оксид с металлом.

Когда происходит восстановление и окисление различных видов металлов при контакте друг с другом, этот процесс называется гальванической коррозией. При электролитической коррозии, которая чаще всего возникает в электронном оборудовании, вода или другая влага скапливаются между двумя электрическими контактами, к которым приложено электрическое напряжение. Результатом является непреднамеренная электролитическая ячейка.

Возьмите металлическую конструкцию, такую ​​как Статуя Свободы. Он выглядит сильным и постоянным. Однако, как и почти все металлические предметы, он может стать нестабильным, поскольку вступает в реакцию с веществами в окружающей среде и разрушается. Иногда эта коррозия безвредна или даже полезна: зеленоватая патина, покрывающая медную кожу статуи, защищала металл под ней от атмосферных воздействий. Однако внутри статуи коррозия с годами нанесла серьезный ущерб. Его железный каркас и медная обшивка действовали как электроды огромного гальванического элемента, так что почти половина каркаса проржавела к 19 часам.86, столетний юбилей статуи.

Естественная защита

Некоторые металлы приобретают естественную пассивность или устойчивость к коррозии. Это происходит, когда металл вступает в реакцию с кислородом воздуха или разъедает его. В результате образуется тонкая оксидная пленка, которая блокирует склонность металла к дальнейшим реакциям. Примерами этого являются патина, образующаяся на меди, и выветривание некоторых скульптурных материалов. Защита не работает, если тонкая пленка повреждается или разрушается в результате структурного напряжения — например, на мосту — или в результате царапания или царапания. В таких случаях материал может репассивироваться, но если это невозможно, то корродируют только части объекта. Тогда ущерб часто бывает хуже, потому что он концентрируется на этих участках.

Опасную коррозию можно предотвратить разными способами. Электрические токи могут создавать пассивные пленки на металлах, которые обычно не имеют их. Некоторые металлы более стабильны в определенных средах, чем другие, и ученые изобрели сплавы, такие как нержавеющая сталь, для улучшения характеристик в определенных условиях. Некоторые металлы можно обрабатывать лазером, чтобы придать им некристаллическую структуру, устойчивую к коррозии. При гальванизации железо или сталь покрывают более активным цинком; это образует гальванический элемент, в котором цинк подвергается коррозии, а не железо. Другие металлы защищаются гальванопокрытием инертным или пассивирующим металлом. Неметаллические покрытия — пластмассы, краски и масла — также могут предотвратить коррозию.

Понимание явлений коррозии: процесс, механизм и метод

На этой странице

Авторское право Статьи по теме

Явления коррозии материалов очень сложны, поскольку коррозионные реакции и/или процессы в значительной степени зависят от систем материал/окружающая среда. Повреждение материалов, вызванное коррозионными явлениями, привело к потере энергии и ресурсов, нестабильности жизни людей, снижению надежности инфраструктуры и так далее. Чтобы преодолеть их, были введены последние достижения в понимании явлений и механизмов коррозии для новых аспектов и перспектив изучения роли анионных частиц и пленок, образующихся в коррозионном поведении, факторов, влияющих на восприимчивость к SCC (коррозионное растрескивание под напряжением), проникновение водорода поведение, связанное с водородным охрупчиванием, и так далее. Это привело к разработке материала с более высокой коррозионной стойкостью, более подходящего ингибитора и метода предотвращения коррозии, а также к разумному выбору материала в данной коррозионной среде. Поэтому этот специальный выпуск был посвящен последним разработкам в области коррозионного растрескивания под напряжением, достижениям в области коррозионно-стойких материалов, роли атомарного водорода в водородном охрупчивании, стабильности и прочности образующихся пленок, новым аспектам локальной коррозии (точечная коррозия и щелевая коррозия). , последние разработки в области ингибиторов, новые методы изучения коррозионного поведения и т.д.

В нескольких статьях описаны защита от коррозии, атомное моделирование явлений коррозии, продукты коррозии, подвергающиеся длительному воздействию атмосферной среды, и коррозионное поведение усовершенствованного материала (интерметаллическое соединение на основе никеля). Т. Оцука рассмотрел защиту стали от коррозии путем покрытия проводящими полимерами, такими как полианилин, полипиррол и политиофен. Он описал, что они действуют как сильный окислитель, вызывая потенциальный сдвиг в благородном направлении. К. Д. Тейлор рассмотрел и рассмотрел атомистическое моделирование процессов коррозии, таких как граница раздела металл-вода, реакция воды, конкурентная адсорбция, структура металлической поверхности и т. д. F. Q-Li и соавт. исследовал множество бронзовых изделий династии Цинь, извлеченных из гробниц в городе Синьфэн, с помощью SEM / EDS, XRD и RM и получил ценную информацию о сохранении бронзовых изделий. С. О. Адеосун и соавт. исследовал коррозионное поведение сплавов Al-Mg в литом состоянии и после регрессии в растворах NaCl, FeCl ₃ и так далее. Они указали, что кристаллы Mg ₂ Si, являющиеся анодными по отношению к матрице, влияют на коррозионное поведение. Коррозионное поведение двухфазных интерметаллидов Ni ₃ Al/Ni ₃ V было исследовано в различных кислых растворах с использованием иммерсионного теста и СЭМ G. Priyotomo et al. Они обнаружили, что преимущественное растворение фазы (L1 ₂ + D0 ₂₂ ) имело место, и коррозионное поведение в значительной степени зависело от анионов.

В других статьях описывалось локальное коррозионное поведение, такое как межкристаллитная коррозия, точечная коррозия и SCC M.E. Arikan et al. определили подверженность межкристаллитной коррозии дуплексной нержавеющей стали типа UNS 31803, которая подвергалась старению в разное время при 725°C, с использованием метода электрохимической реактивации и испытания на потерю веса. Они обнаружили, что степень сенсибилизации была связана с областями, обедненными хромом и молибденом. Н. Хара и соавт. изучали стойкость к точечной коррозии нержавеющей стали марки 316 L. Они пришли к выводу, что повышение стойкости к точечной коррозии было связано с положительным эффектом удаления включений MnS с поверхности стали, а не с эффектом модификации химического состава пассивных пленок. SCC стали для сосудов высокого давления A516 исследовали испытаниями на медленную скорость деформации в H ₂ O-CO-CO ₂ растворы J.