Изобразите кривую зависимости коррозионной стойкости железа от скорости движения нейтральной среды.
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
1. В каких средах имеет место локальное нарушение пассивности?
В СИЛЬНО ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ
2. В чем различие между электрохимической и химической коррозией?
В хим корр взаимодействие Ме с корр средой: окисление Ме и восст-е окисл-го комп-та среды протекают в одном акте. А в эл-хим корр нет и скорость процесса зависит от величины электродных потенциалов.
Виды коррозионного разрушения металлов.
Сплошная (равномерн, неравномерн, избират) и местная или локальная (пятнами, язвенная, точечная (питтинг), сквозная, межкристаллитная, подповерхностная, ножевая)
4. Вследствие каких причин термодинамически неустойчивые металлы в реальных условиях становятся стойкими против коррозии?
Повышение коррозийной стойкости путем добавления в стальные сплавы легирующих добавок
Введение в стальной сплав хрома, титана, марганца, никеля и меди позволяет получить легированную сталь с высокими антикоррозийными свойствами. Особенную стойкость стальному сплаву придает большая доля хрома, благодаря которому на поверхности конструкций образуется оксидная пленка большой плотности. Введение в состав низколегированных и углеродистых сталей меди (от 0,2% до 0,5%) позволяет повысить их коррозийную устойчивость в 1,5-2 раза.
Движущая сила процесса электрохимической коррозии.
Разность между равновесными потенциалами катодной и анодной реакции.
6. Для каких целей используется уравнение Нернста?
При достижении равновесия значение потенциала Ме становится постоянным, а его величина зависит от внешних условий - Т, Р - и активности ионов Ме в растворе и описывается уравнением Нернста: φМ = φ0м + (R*T/n*F)ln aм n+
Изобразите кривую зависимости коррозионной стойкости железа от скорости движения нейтральной среды.
Величина рН растворов оказывает очень незначительное влияние на скорость коррозии, поэтому коррозия Ме в нейтр среде в основном зависит от ее состава.
8. Как влияет рН раствора на коррозию металлов?
Оказывает влияние на перенапряжение водорода - в кислых ср увел рН прив к росту перенапряж водорода, а в щелочн наоборот; влияет на образ и св-ва пленко продуктов корр.
9. Как влияет температура на скорость коррозии металлов при восстановлении кислорода?
Скорость коррозионных процессов, при значительном повышении температуры понижается вследствие уменьшения растворимости кислорода. Повышение температуры иногда приводит к пассивированию металла.
10. Как перевести металл в пассивное состояние?
При смещении потенциала пов-ти Ме в положит сторону на металлич пов-ти образуется оксидн пленка, кот переводит Ме в пассивное состояние.
11. Как повлияет увеличение перенапряжения водорода на скорость коррозии металла, находящегося в пассивном состоянии?
СКОРОСТЬ УМЕНЬШИТСЯ
12. Какие металлы подвержены водородной коррозии? Как ее предотвратить?
Если происходит восстановление ионов H3O+ или молекул воды H2O, говорят о водородной коррозии.Медь и медные сплавы подвержены водородной коррозии. Это явление связано с восстановлением закиси меди Cu2О, которая входит в виде включений в состав многих медных сплавов:
Cu2О + Н2 = Н2О + 2Cu
Образующиеся пары воды создают внутри металла высокое давление, что приводит к возникновению трещин и потере пластичности. Мерой борьбы против этого явления является снижение содержания закиси меди в сплавах. При концентрации Cu2О не более 0,01 % явления водородной коррозии не наблюдается.
13. Какие сопротивления оказывают существенное влияние на кинетику электрохимической коррозии?
· Сопротивление реакции перехода,
· Сопротивление процессов, связанных с конвекцией,
· Диффузионное сопротивление.
14. Какими приемами можно сместить потенциал металла в положительную сторону?
Большое влияние на величину потенц оказывают окислители, находящиеся в электролите, под действием которых на пов-ти Ме может образоваться защитная пленка, что приводит к смещению потенциала в положит сторону.
15. Какими уравнениями описывается кинетика высокотемпературного окисления металлов?
Скорость процесса описывается законом Эванса:
,
Где h – толщина образующейся пленки продуктов коррозии,
- коэф. Диффузии кислорода в пленке;
- константа скорости химической реакции;
- концентрация окислителя (кислорода) на внешней поверхности пленки;
- время образования пленки.
При << вторым членом уравнения можно пренебречь:
=2
При >> первым членом уравнения можно пренебречь:
h=
16. Какова роль окислителей при переходе металла в оксидное состояние?
При переходе металлов в оксидное состояние образуются продукты коррозии в виде пленок:
Наличие пленок на поверхности металла в зависимости от их защитных свойств может в той или иной степени тормозить процесс газовой коррозии.
17. Кинетика роста оксидных пленок при высокотемпературном окислении металлов?
· Поверхность металла является анодной и на ней происходит ионизация атомов металла (переход Ме в форме ионов и электронов из металлической фазы и пленку):
Ме → Меz+ + zе
· Перемещение ионов Меz+ и электронов в пленке MemOmz/2.
· Перенос кислорода к поверхности раздела пленка-газ(воздух).
· Адсорбция кислорода на поверхности пленки:
MemOmz/2(т)+O2(г)=MemOmz/2(т)/2O(адс);
· Ионизация адсорбированного кислорода:
О(адс)+2е=О2-
· Перемещение ионов О2- в пленке;
· реакция образования оксида.
mMez++(mz/2)O2-=MemOmz/2
18. Металл корродирует при действии двух окислителей (кислорода и водорода). Как будет выглядеть в этом случае кривая катодной поляризации?
19. Уравнение Нернста. В каких случаях оно применимо?
φМ = φ0м + (R*T/n*F)ln aм n+, а = f*C - активность ионов Ме, f-коэф-т активности, С-конц-я. Уравнение применимо для равновесных процессов.
Уравнение Тафеля.
η = a+b*lg ik η-перенапряжение водорода, а-пост, зависящая от материала катода, состояния его пов-ти, состава раствора и температуры, b-постоянная, завис от темпер и природы затрудненной стадии катодной реакции, ik - плотность тока на катоде.
21. Нарушение пассивного состояния: виды и факторы, которыми они вызываются?
Перепассивация - резк увел скор анодн растворения Ме вследсв наруш его пассивн сост при смещ потенц в положит стор; наблюд в сильно окисл средах. Локальн анодн активац - протек в средах, содерж ионы спец вида - ионы-активаторы (ионы галогенов). Питтинговая корр прот при усл: налич ионов-актив и ок-ля, потенц Ме положит потенц питтингообраз, сродство Ме к пассиватору на осн части пов-ти д. б. выше сродства Ме к иону-активатору.