44) Коррозия. Коррозия в растворах неэлектролитов. Ингибиторы коррозии.

Коррозией называется самопроизвольный процесс разрушения металлов под действием факторов окружающей среды, сопровождающийся выделением энергии и рассеиванием вещества. Металлы играют важную роль в народном хозяйстве. Коррозия ежегодно разрушает до 10 % производимого железа в мире. Поэтому важным моментом при изучении свойств конструкционных материалов является рассмотрение вопросов устойчивости различных металлов, а также приемов защиты металлов от коррозии.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.

45) Газовая коррозия. Электрохимическая коррозия.

Разновидностью химической коррозии является газовая коррозия. Некоторые металлы 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 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 резко пада­ют пластичность и прочность металла, в то же время резко увеличивается хрупкость. Так, при длительной эксплуатации теплообменников в газооб­разной среде, содержащей водород, металл настолько насыщается водоро­дом, что стенку толщиной несколько миллиметров можно без особых уси­лий продавить пальцем. Обычно скорость газовой коррозии невелика.

Электрохимическая коррозия протекает при контакте металла с рас­твором электролита. 1. При коррозии протекает процесс окисления металла Zn° -2e = Zn⁺². При водородной деполяризации электроны переходят к ионам водорода, которые восстанавливаются.

Водородная деполяризация наблюдается в растворах с высокой концентрацией ионов Н+. 2. В нейтральной и слабощелочной среде в качестве деполяризатора уступают молекулы воды 2Н₂О + 2е = Н₂ + 2ОН. Процесс окисления металла Zn° -2e = Zn⁺ .

46) Способы защиты от коррозии.

1. Пассивная защита металлов. Заключается в изолировании поверхности металла или сплава от внешней среды. Внешнее покрытие должно обладать определенной устойчивостью к коррозионной среде, обладать высокой адгезией к поверхности металла.

Существуют следующие разновидности изолирующих покрытий.

• Защитные органические покрытия. К ним относят защитные краски и лаки. Кроме этих защитных покрытий можно использовать прямое нанесение расплавов или растворов полимеров на металлы. Применяют полиэтиленовые, полиоксиметиленовые, поливинилхлоридные покрытия на металлических трубах, используемых для транспортировки газов и нефтепродуктов. Относительно недавно предложено наносить полимеры методом электрохимически инициируемой полимеризации, при этом полимер связывается с поверхностью металла не за счет межмолекулярных сил, а обычной ковалентной связью, поэтому такое покрытие более прочно соединено с металлом.

• Защитные покрытия из неорганических веществ. В этом варианте проводят химическую модификацию поверхности металла путем обработки различными реагентами.

Широко распространено оксидирование – нанесение на поверхность оксидных слоев. Этот метод применяется для защиты алюминия. Применяют азотирование – насыщение поверхностного слоя азотом. При этом не только возрастает коррозионная устойчивость, но и термическая стабильность сплавов.

Фосфатирование – процесс осаждения малорастворимых фосфатов на поверхности металла.

• Защитные покрытия из металлов. Металлические защитные покрытия делят на две группы – катодные и анодные. Пассивной защитой является катодное покрытие. В этом случае на защищаемый металл наносится слой металла, имеющего более положительное значение стандартного окислительно-восстановительного потенциала. Широко используют хромирование. Помимо низкой химической активности хромовое покрытие обладает декоративными свойствами.

2. Активная защита металлов. Активная защита металлов от коррозии осуществляется металлами с более отрицательными значениями стандартных окислительно-восстановительных потенциалов. Для железа широко используется цинкование – нанесение цинка на поверхность. Поэтому Zn будет являться анодом и разрушаться при контакте с коррозионной средой, а железо будет катодом и до тех пор, пока сохраняется некоторое количество цинка, железо разрушаться не будет. Недостатком применения цинкового покрытия является высокая токсичность ионов Zn²⁺.