Контакты разнородных металлов

Потенциалы корродирующих металлов

Как известно, нормальные потенциалы известных электродов, расположенные в порядке от наименьших значений до наибольших, образуют так называемый нормальный ряд напряжений металлов.

Все металлы с потенциалами, отрицательнее потенциала нормального водородного электрода, растворяются а кислотах с выделением водорода. Такие металлы называются неблагородными.

Металлы, нормальный потенциал которых положительнее потенциала нормального водородного электрода, называются благородными.

В технике металлические конструкции погружены в природные воды, закопаны в землю, находятся в контакте с различными растворами. В таких разных коррозионных средах один и тот же металл имеет разные потенциалы. В связи с этим составлены практические ряды потенциалов для типовых металлических материалов и коррозионных сред. Знание практического ряда напряжений позволяет в известной мере управлять процессами контактной коррозии.

Можно сказать, что в определенной среде при контакте разнородных металлов металл, имеющий более положительный потенциал, ускоряя катодный процесс, способствует коррозии партнера.

В практике контакт разнородных проводящих материалов встречается часто. Например, если изготовленный из меди или плакированный медью стальной трубопровод будет соединен со стальным резервуаром (рис. 4.2.2.1.а), то в случае нахождения этой установки во влажной почве анодом будут служить дно и стены резервуара, соприкасающиеся с почвой; эти части резервуара начнут корродировать; в случае присоединения к стальному резервуару алюминиевого трубопровода (рис. 4.2.2.1. б) последний будет анодом относительно резервуара.[3]

Рис.4.2.2.1. Примеры встречающихся на практике контактных пар разнородных металлов

Влияние некоторых факторов на контактную коррозию

Влияние контакта на скорость растворения контактирующих металлов прежде всего определяется их электрохимическими характеристиками.

Из практики известно, что коррозия наиболее интенсивно протекает вблизи места соединения двух разнородных металлов. Площадь разрушаемой поверхности зависит от электропроводности среды-электролита. В электролитах, характеризующихся лучшей проводимостью, контактная коррозия распространяется на гораздо большей поверхности.

Кроме этого, на скорость коррозии анода в контактной паре оказывает влияние соотношение поверхностей отдельных электродов (анода S_а и катода S_к).

Увеличение коррозии стали после соединения ее с более благородным металлом, например с медью, можно выразить уравнением

К = К_о (1 + S_к / S_а)

где К_о - скорость коррозии стали без контакта с более благородным металлом;

К - скорость коррозии стали после контакта;

S_а - поверхность стали (анода);

S_к - поверхность более благородного металла (катода).

Если отношение поверхностей S_к/ S_а велико, т.е. если поверхность катода гораздо больше поверхности анода, то менее благородный металл подвергается сильной коррозии.[17].

Рис.4.2.2.2. Влияние соотношения анодной и катодной поверхностей на работу коррозионного элемента:

а) S_а > S_к; б) S_к > S_а;

1 – медные заклепки; 2 – стальные листы; 3 – прокорродировавшие стальные заклепки; 4 – медные листы

На рис.4.2.2.2 схематически показано влияние величины поверхности отдельных электродов на работу контактной пары «сталь-медь». В случае соединения медных листов стальными заклепками последние за короткое время подвергаются полному коррозионному разрушению. Они являются анодами с очень малой поверхностью (по сравнению с большой поверхностью медных листов). При обратной картине, когда стальные листы (большая поверхность анода) соединены медными заклепками (малая поверхность катода), наблюдается незначительный рост коррозии стали вблизи медных заклепок.

Предотвращение контактной коррозии

Уменьшение сплошной, а также контактной коррозии можно достигнуть следующими способами:

- подбором соответствующего материала, стойкого в данной коррозионной среде;

- предотвращением образования опасных пар (металлы, соединяемые в металлических конструкциях, должны располагаться как можно ближе друг к другу в ряду напряжений);

- электрической изоляцией различных металлов друг от друга;

- тщательным подбором применяемых защитных покрытий;

- предотвращением в металлических конструкциях неблагоприятного соотношения малой поверхности анода и большой поверхности катода;

- использованием ингибиторов коррозии;

- использованием электрохимической, например протекторной защиты.

Дата добавления: 2015-07-11