К о р о з і я п і д м е х а н і ч н и м н а п р у ж е н н я м

К о н т а к т н а к о р о з і я

Е л е к т р о х і м і ч н а к о р о з і я м е т а л і в

Електрохімічна корозія викликається корозійними процесами, які протікають у розчинах електролітів, вологих газах, розплавлених солях та лугах. Розрізняють декілька видів електрохімічної корозії /12,15/.

Ця корозія має місце під час контакту двох різних металів, які містять в собі домішки інших металів.

Розглянемо випадок контакту заліза з міддю (наприклад, мідного крану, вмонтованого в залізний трубопровід) у водяному середовищі, в якому розчинено газопровідний кисень (звичайна вода). Ця система являє собою гальванічний елемент (див. рис. 2.1), схема написання якого має вигляд:

H₂O, O₂

  Fe 2e Cu

Fe II H₂O, O₂ II Cu

анод катод

Рис. 2.1. – Схема гальванічного елементу

Стандартні електродні потенціали: φ_OFe = - 0,44 B; φ_OCu = + 0,34B;

φ_OFe ˂ φ_OCu

анод катод

Під час контакту заліза Fe з міддю Cu електрони від більш активного заліза, де їх більше переходять до менш активної міді, де їх менше. На аноді відбувається процес окиснення заліза і перехід його іонів у розчин:

Fe – 2е^- = Fe²⁺

На мідному катоді відбувається відновлення кисню у воді:

2H₂O + O₂ + 4e^- = 4OH^-

Іони Fe²⁺ поєднуються з гідроксильною групою OH^- і випадають в осад гідроксиду Fe ІІ зелено-синього кольору:

2Fe²⁺ + 4OH^- = Fe(ОН)₂ (тому із крану спочатку виходять зелено-сині потьоки).

Під впливом розчиненого кисню і води гідроксид заліза Fe ІІ переходить у гідроксид Fe ІІІ помаранчево-бурого кольору:

4Fe(ОН)₂ + 2H₂O + O₂ = 4Fe(ОН)₃

Загальна формула іржі: х FeО · у Fe₂О₃ · H₂O

Гідроксиди заліза є пухкими, тому змиваються водою і місце контакту мідного крану з залізною трубою починає «протікати». Для уникнення цього явища місця з’єднання (контакту) залізної труби і мідного крану ізолюють прокладками, які виключають вищезгаданий контакт (Fe + Cu).

У кислому середовищі може відбуватися відновлення водню на катоді і виділення цього водню в навколишнє середовище: 2Н⁺ + 2е^- = Н₂

На морському флоті відомий випадок, коли через кислотність стоків забортна промивочна вода мала кислу реакцію, через що в трубах утворився водень і під час зварювальних робіт відбувався вибух.

Розтягнуті і стиснуті ділянки зігнутих металевих конструкцій мають змінену кристалічну решітку і тому ці напружені металеві ділянки, по відношенню до ненапружених, є більш активним металом, тобто працюють як анод (див. рис. 2.2).

Рис. 2.2. – Арочне перекриття (х – механічно напружені ділянки)

Схема електрохімічної корозії, що розглядається:

анод катод

Fe ІІ 2H₂O + О₂ ІІ Fe

напружена ненапружена

ділянка ділянка

2Fe⁰ – 4е = 2Fe²⁺; 2H₂O + О₂ + 4е = 4ОН^-

2Fe²⁺ + 4ОН^- = 2Fe(ОН)₂

4Fe(ОН)₂ + 2H₂O + О₂ = 4Fe(ОН)₃ іржа

Корозія металу на напруженій ділянці викликає тріщину і руйнування арочного перекриття. Під час зварювання труб ретельно зачищають зварювальний шов та простукують його молотком для того, щоб зняти напруження.

Дата добавления: 2014-12-26