Коррозионная диаграмма

.

Как и в гальваническом элементе, потенциал анодного процесса смещается в более положительную сторону, а катодного - в более отрицательную. При некотором токе i_кор кривые пересекаются - ток анодного растворения равен току катодного восстановления окислителя. При этом на поверхности металла устанавливается стационарный потенциал Е_с, или потенциал коррозии Е_кор.

1) Лимитирующая стадия – катодное выделение водорода (обычно в кислых средах). Замедленность стадии определяется электрохимической поляризацией при выделении Н₂: 2Н⁺ +2 → Н₂.

Такие примеси как платина, кобальт, никель катализируют выделение водорода, скорость катодного процесса будет выше, чем на чистом М (поляризация катодной кривой уменьшится) Þточка пересечения сместится вправо, то есть i_кор увеличится Þ i’.

Другие металлы (например, Hg, Pb, Cd, Zn), напротив, увеличивают перенапряжение водорода (поляризация катодной кривой увеличится), i_кор уменьшится Þ i”.

V = f (рН, Т, природа катодных участков)

Вывод: Скорость коррозии с выделением водорода может быть замедлена снижением температуры, увеличением pH среды, очисткой металла от каталитических примесей, изоляцией поверхности металла. Перемешивание раствора практически не влияет, т.к. поляризация электрохимическая.

2) Лимитирующая стадия – катодное восстановление кислорода. Замедленность вызвана медленной диффузией кислорода из-за его малой растворимости в воде (при 25^оС растворимость О₂ составляет 2,6^.10^-7 моль/см³). Поляризация - концентрационная, зависит от С_О2 (концентрации кислорода в растворе), D (коэффициента диффузии кислорода), δ (толщины диффузионного слоя), Т. Максимальная скорость определяется предельной плотностью тока i_пр= 4F^.D_O2^.С_O2^.δ^-1

V = f(C_О2, D, T)

↑Т приводит к ↑D, но и к уменьшению растворимости кислорода в воде.

Вывод: коррозия с поглощением кислорода лимитируется стадией диффузии кислорода и возрастает с увеличением его концентрации и при перемешивании, экстремально зависит от температуры (в системе, сообщающейся с атмосферой, максимум при Т=70-80⁰ С).

Для борьбы с такой коррозией следует снижать концентрацию кислорода, например, введением восстановителя в раствор (Na₂SO₃ - сульфит натрия, N₂H₄ - гидразин…) или снижением давления кислорода над раствором, подбором оптимальной Т, применением ингибиторов (ПАВ), избегать перемешивания.

3) Лимитирующая стадия – анодное окисления металла (для металлов, способных пассивироваться, таких, как ¹³Al, ²²Ti, ²⁴Cr, ²⁸Ni, ⁴⁰Zr, ⁷³Ta и др.).

Пассивность – состояние повышенной устойчивости М,которое вызывается образованием на поверхности металла оксидных или иных защитных слоев (плотной труднорастворимой пленки из продуктов коррозии, например, Сr₂О₃ на хроме, ТiО₂ на титане, Al₂О₃ на алюминии, Та₂О₅ на тантале), и приводит к торможению анодной реакции в определенной области потенциалови скорости электрохимической коррозии в целом. При некотором потенциале Е_пас скорость растворения анода резко падает Þметалл переходит в пассивное состояние. Во всей области пассивности . В области пассивности анодное растворение протекает крайне медленно.