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 (Кm) – 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 (Кобъемн., 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 (КI, 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 jан < jкат.
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-.