52. Кислородная и водородная деполяризация.

При коррозии с водородной деполяризацией катодная реакция коррозионного процесса описывается следующими реакциями:

2Н+ + 2е → H2

кислая среда;

2H2O + 2е → H2 + 20Н-

нейтральная и щелочная среда.

Для того чтобы коррозия с водородной деполяризацией была возможна, необходимо, чтобы было выполнено термодинамическое условие электрохимической коррозии

Е равнМе < Е равнН2

Равновесный потенциал металла ( Е равнМе ) можно приравнять к его стандартному потенциалу, который легко найти в литературе; равновесный потенциал водородного электрода ( Е равнН2 ) определяется исходя из рН коррозионной среды:

ЕравнН2 = -0,06рН

Как показывает практический опыт, железо и его сплавы корродируют с выделением водорода в средах, имеющих рН < 3, т.е. в кислых средах. Для строительной практики это коррозия металла в кислых грунтах, кислых сточных водах,коррозия строительных конструкций на производствах, связанных с применением кислот (травильные участки заводов ОЦМ, гальванические цеха и т.д.). Необходимо помнить, что выделение водорода при коррозии с водородной деполяризацией происходит через стадию образования атомарного водорода, который имеет небольшой радиус и может легко диффундировать в глубь металла, ухудшая его механические характеристики. Такое явление называется наводороживанием металла, оно приводит к повышению хрупкости металла и затрудняет его сварку.

Кроме того, выделяющийся водород способствует разрушению на металлах защитных покрытий (лакокрасочных, битумных, полимерных), что существенно повышает коррозию металлических конструкций.

Учитывая все эти отрицательные особенности коррозии с выделением водорода, можно сделать вывод, что при эксплуатации строительных конструкций такая коррозия должна быть исключена.

Коррозия с кислородной деполяризацией

Растворенный в коррозионной среде кислород является основным окислителем во всех наиболее распространенных на практике видах коррозии(атмосферной, подводной, грунтовой). Именно с коррозией с кислородной деполяризацией строители сталкиваются чаще всего.

Катодный процесс при коррозии с кислородной деполяризацией описывается

следующими реакциями:

O2 + 4Н+ + 4е → 2H2O

кислая среда,

О2 + 2H2O + 4е → 40Н-

нейтральная и щелочная среда.

Согласно термодинамическим оценкам, под действием растворенного кислорода должны корродировать все металлы за исключением золота.

Так как растворимость кислорода в электролитах невелика, то очень часто скорость коррозии определяется диффузией кислорода к корродирующему металлу и, следовательно, очень сильно зависит от перемешивания коррозионной среды.

При коррозии в реальных условиях диффузия кислорода к отдельным участкам поверхности корродирующего металла может быть неодинаковой(неравномерная аэрация). В этой связи коррозия с кислородной деполяризацией часто происходит локально, возникают так называемые аэрационные пары, при работе которых металл разрушается в местах, где диффузия затруднена, а катодный процесс коррозии осуществляется на участках с хорошей аэрацией.

Работой аэрационной пары объясняются, например, щелевая коррозия и неравномерная коррозия подземных трубопроводов на различных участках

Диффузия О 2 затруднена

Анодный процесс

Диффузия кислорода к острию щели затруднена, поэтому на ее вершине локализуется анодный процесс, катодный процесс коррозии будет протекать на -поверхности металла вблизи трещины и на стенках трещины. Таким образом, при наличии щели коррозионное поражение интенсивно распространяется в глубь металла (щелевая коррозия).