Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

веющих сталей в растворах азотной кислоты и в аэрированных растворах солей. Защитные фазовые пленки на аноде могут образовываться как результат отложения на* поверхности металла труднорастворимых соединений этого металла.

Катодная поляризация. Эта поляризация обусловливается перенапряжением катодной реакции, т. е. замедленностью процесса D+ne-Dner; концентрационной поляризацией, т. е. недостаточной скоростью подвода или отвода начальных либо конечных продуктов реакции на катоде. Возможны следующие основные виды катодной деполяризации:

а) деполяризация ионами;

б) разряд катионов (ионов водорода или благородных металлов):

Н++е-Н->1/2Н2 Ag+ + е- -> Ag

в) восстановление нейтральных молекул:

©2 + 4е- -Р2Н2О -> 40Н- Ci2-f2e-->2Ci-

4. Коррозия металлов с водородной деполяризацией

Наиболее частые случаи коррозии в практике -это процессы, протекающие в растворах неокислительных кислот с выделением водорода - водородная деполяризация, или в нейтральных растворах солей. Иногда оба этих процесса могут протекать параллельно.

Водородная деполяризация термодинамически возможна в тех случаях, когда равновесный потенциал металла отрицательнее водородного в данных условиях. В нейтральном растворе с рН 7, f=25°C и рн, =1,013Х ХЮ Н/м2 (1 атм). равновесный потенциал водородного электрода легко подсчитать по формуле Нернста:

£ = £0 + 2,3 ig = О + 0.059 \ga+ = 0,059(-7) =

= - 0,414 В.

Процесс разряда ионов водорода на катоде представляют в виде схемы, состоящей из нескольких стадий: ,

1. Диффузия и миграция гидратированных ионов во-юрода к катоду:

Н+-Н20 = (НзО)+

2. Дегидратация ионов водорода:

(НзО)+Н++Н20

3. Вхождение иона водорода в состав двойного слоя.

4. Разряд иона водорода:

5. Рекомбинация атомов водорода в молекулу:

Нале + Наде = Нг

6. Образование и отрыв пузырьков из молекул водорода от поверхности катода.

5. Коррозия металлов с кислородной деполяризацией

Если для протекания коррозионного процесса с водородной деполяризацией нет условпй или при наличии в растворе кислорода, основную роль в качестве деполяризующей реакции играет процесс восстановления (иони-f циц) кислорода на катоде, т. е. процесс кислородной д.еполяризации.

Термодинамическую возможность процесса кислород-рой деполяризации можно также рассчитать по формуле Нернста, так как процесс возможен только в тех случаях, когда равновесный потенциал металла отрицательнее равновесного потенциала кислородного электрода в данных условиях.

Процесс кислородной деполяризации протекает в несколько стадий, как любая электрохимическая гетерогенная реакция.

Для кислых растворов процесс кислородной деполяризации можно представить в виде реакции

Оз + 4Н+ + 4е--гНзО

j Для нейтральных и щелочных сред суммарная реак-ция кислородной деполяризации описывается следующим образом:

Оа + 2Н2О + 4е- -:40Н-

с кислородной деполяризацией протекают следующие виды электрохимической коррозии: атмосферная, в воде (пресной, морской), в нейтральных растворах солей, в аэрированных растворах слабых органических кислот; грунтовая (почвенная), в расплавах солей и др.

Анодная и катодная реакции металла классифицируются как первичные процессы коррозии, а продукты коррозии называются первичными продуктами коррозии.

В процессе электрохимической коррозии возможно протекание вторичных процессов: взаимодействие первичных продуктов коррозии друг с другом, с электролитом, с растворимыми в нем газами с образованием вторичных продуктов коррозии. Наибольший интерес представляет образование пленок труднорастворимых соединений (например, гидроксидов, фосфатов и др.). В общем случае слаборастворимые вторичные продукты коррози! затрудняют доступ электролита к поверхности металла и тем самым снижают скорость электрохимической кор- • розии.

6. Влияние внутренних и внешних факторов на скорость коррозии

К внутренним факторам, определяющим скорость и характер электрохимической коррозии, относятся состояние поверхности, химический состав и .структура металла и т. д. Неоднородность поверхности металла является одной из причин местной коррозии. Тщательная, тонкая обработка поверхности (шлифовка, полировка) повышает коррозионную стойкость металлов, способствуя образованию более однородной сплошной оксидной пленк • на-Поверхности металла. При грубой обработке исти ная поверхность контакта металла с агрессивной средо». t увеличивается, что усиливает коррозию.

Внешние факторы, влияющие на скорость коррозии металлов, определяются природой и евойствами коррозионной среды и ее параметрами (температура, давление, скорость движения раствора электролита и т. д.) .

Влияние рн среды.- Концентрация ионов водорода т; растворе электролита определяет скорость электрохимической коррозии металлов. Для благородных металлов (серебра, золота, платины) характерна высокая коррозионная стойкость в кислых, нейтральных и щелочньи средах, т. е. скорость коррозии для этих металлов не за-