Разновидности коррозионных процессов

1. Химическая коррозия. Протекает в присутствии различных реагентов без присутствия воды.

2. Электрохимическая коррозия. Протекает в водных растворах электролитов.

Рассмотрим химическую и электрохимическую коррозию подробнее.

1. Химическая коррозия.

Химическая коррозия обусловлена химическими реакциями между металлами и компонентами газовой фазы или контактирующего раствора.

Так, при высокой температуре многие металлы способны реагировать с кислородом, находящемся в воздухе. При этом возможно два варианта.

1. Оксид металла обладает высокой адгезией к металлу. Поэтому пленка оксида, образовавшаяся на поверхности металла, предохраняет его от дальнейшего окисления. Первоначально коррозия протекает с высокой скоростью, но затем ее скорость резко падает практически до нуля, и определяется скоростью диффузии атомов кислорода через слой оксида к металлу. Такое поведение характерно для алюминия и титана, которые образуют очень прочные и устойчивые пленки оксидов Al₂O₃ и TiO₂, предохраняющие металлы от дальнейшего окисления.

2. Оксид металла является рыхлым, обладает низкой адгезией к поверхности металла или является летучим при данной температуре. В этом случае поверхностная пленка оксида не образуется, и коррозия протекает с постоянной скоростью. Такой тип коррозии наблюдается для железа (образование рыхлого Fe₂O₃₎, вольфрама и осмия (образование летучих WO₃ и OsO₄).

К химической коррозии относят также коррозию в неводных растворителях, например в хлорированных и бромированных углеводородах. Так, свинец при высокой температуре способен реагировать с хлорсодержащими органическими соединениями по схеме:

PbCl₂ является достаточно летучим и удаляется с поверхности металла.

Разновидностью химической коррозии является газовая коррозия. Некоторые металлы, такие как металлы VIIIb подгруппы периодической системы элементов способны растворять в себе некоторое количество водорода. При этом водород переходит в атомарное состояние. Образовавшиеся атомы водорода проникают в межатомное пространство металла и образуют твердые растворы внедрения.

Атом водорода имеет маленький радиус, поэтому этот процесс протекает достаточно легко, однако при большом содержании водорода становится заметным его влияние на состояние кристаллической решетки металла. Внедрение большого числа атомов водорода приводит к увеличению расстояния между атомами металла. В результате этого резко падает пластичность и прочность металла, в то же время резко увеличивается хрупкость. Так, при длительном эксплуатировании теплообменников в газообразной среде, содержащей водород, металл настолько насыщается водородом, что стенку толщиной в несколько миллиметров можно без особых усилий продавить пальцем.

Обычно скорость газовой коррозии невелика, но некоторые металлы, например палладий, настолько интенсивно растворяют в себе водород, что наблюдается растрескивание слитка металла, а продукт легко растирается в порошок.

2. Электрохимическая коррозия.

Электрохимическая коррозия протекает при контакте металла с раствором электролита. В качестве примера рассмотрим электрохимическую коррозию цинка с водородной и кислородной деполяризацией.

1. При коррозии протекает процесс окисления металла . При водородной деполяризации электроны переходят к ионам водорода, которые восстанавливаются.

.

Суммарное уравнение коррозии будет иметь вид

.

Водородная деполяризация наблюдается в растворах с высокой концентрацией ионов Н⁺, т.е. в растворах кислот.

2. В нейтральной и слабощелочной среде в качестве деполяризатора выступают молекулы воды . Процесс окисления металла .

Суммарно . Ионы и образуют малорастворимый гидроксид Zn(OH)₂, поэтому уравнение коррозии можно записать и так .