Факторы, влияющие на интенсивность процесса коррозии

На скорость и интенсивность коррозии оказывает влияние как характер обработки поверхности металла, так и состав и условия воздействия внешней среды (в рассматриваемом случае воды). Грубо обработанная поверхность активно корродирует, тогда как шлифовка и полировка металла повышают устойчивость его против коррозии. Поверхность металла может стать пассивной в результате образования на ней защитной оксидной пленки. Пассивация наблюдается при контакте металла с сильными окислителями, в том числе с кислородом.

Основными определяющимися факторами коррозии в водной среде являются углекислотное равновесие и концентрация растворенного кислорода. На интенсивность процесса коррозии влияют также концентрация солей в воде и присутствие в ней микроорганизмов.

Углекислотное равновесие. Различные соединения углекислоты в воде находятся в состоянии динамического равновесия. Практическое значение имеет карбонатно-кальциевая система равновесий, которая обусловливает такие свойства воды, как стабильность и агрессивность:

В условиях равновесия концентрация свободной углекислоты в воде точно соответствует тому ее количеству, которое необходимо для поддержания в растворе определенной концентрации гидрокарбоната кальция. Это равновесная углекислота. Если количество СО2 в точности отвечает равновесной концентрации, вода называется стабильной, в ней не происходит ни растворения, ни выпадения карбонатов.

Если концентрация СО2 меньше равновесной, реакция проходит слева направо, в результате чего карбонат кальция — соединение малорастворимое — выделяется на поверхности металла, образуя пленку с выраженными защитными свойствами.

Избыток СО2 сверх равновесной концентрации называется агрессивной углекислотой. Углекислотная агрессивность воды по отношению к металлам обусловлена понижением рН воды. Кроме того, защитная пленка карбоната кальция при контакте с агрессивной водой растворяется, что способствует развитию коррозии.

Стабильность воды оценивают рядом способов, один из которых — определение разности величин рН исследуемой воды (рН0) и воды с равновесными концентрациями соединений углекислоты (pHs). Разность между этими величинами называется индексом насыщения: I = рН0 - pHs. Если I=0, вода считается стабильной; при I>0 вода способна выделять карбонат кальция; при I<0 вода обладает коррозионными свойствами.

Концентрация солей в воде. В очень чистой денонсированной воде в присутствии кислорода скорость коррозии железа очень незначительна. Увеличение общего солесодержания повышает электропроводность воды и, таким образом, приводит к ускорению коррозионных процессов. Однако значительное повышение концентрации солей может привести к снижению скорости коррозии в результате уменьшения растворимости кислорода.

Некоторые катионы и анионы, присутствующие в воде, играют роль стимуляторов коррозии. Например, хлорид- ионы могут замещать кислород в защитной оксидной пленке, что приводит к образованию в ней пор и облегчает начало коррозии. Сульфаты ускоряют коррозию непосредственно, увеличивая электропроводность, и косвенно, способствуя развитию биологической коррозии. К числу стимуляторов коррозии относятся также ионы металлов с переменной степенью окисления, например Cu2+ → Cu+, Fe3+ → Fe2+ Они ускоряют реакцию на катоде, выполняя роль деполяризатора:

Fe3+ + e- → Fe2+

В растворе Fe2+ кислородом вновь окисляется до Fe3+.

Хроматы, силикаты, гидроксил-ионы, напротив, снижают интенсивность коррозионных процессов, способствуя образованию защитных пленок на металле.

www.ovode.net 2011