10. Корозия на
металите
Корозията на металите е процес на разрушаване на
металите следствие на физикохимичното им взаимодействие с обкръжаващата ги
среда.
Причината за спонтанното протичане на корозионните
процеси е термодинамичната способност на метала, когато той се намира в
кондензирано състояние. В това си състояние металите изграждат метална
кристална решетка. Йоните включени в решетката носят по-голямо количество
свободна енергия в сравнение със състоянието, в което се намират, когато са
свързани в молекула или кристална решетка на друго химично съединение.
Показателен в този смисъл е фактора, че металите се срещат в природата под
формата на течни химични съединения.
Тяхното свободно състояние е неустановено и у тях
остава стремежа да се освободят от излишната свободна енергия, като се свържат
с агресивния елемент на средата. И по този начин преминават в по-изгодно
състояние за тях.
В зависимост от характера на корозион......корозията
бива повърхностна или обемна, или обща /когато засяга целия обем/, или локална.
В зависимост от условията, при които протичат
крозионните процеси те могат да бъдат : електрична, биохимична, корозия под
напрежение при механична и др.
По механизма, по който протичат корозионните процеси
се разделят на химична и електрохимична корозия. Разрушаването на металите по
химичния механизъм е резултат от прякото или неетерогенно химично
взаимодействие на метала с агресините компоненти на средата.
По своята същност те са окислителни процеси. Особено
значение за антикорозионната практика са процесите протичащи в среда на сухи
газове и тези протичащи в среда на неелектролити. Газовата корозия е характерна за горещите технологии
на металургията и машиностроенето. В тези случай нагретия до високи температури
метал е в контакт с земната атмосфера. При вискотемпературното окисляване на
стоманите продуктите на окислителния процес формират по
повърхността на метала оксиден слой, който се нарича окалина. Слой включващ и 3те оксида на желязото – FeO, Fe3O4,
Fe2O3 . Слоят няма
защитно действие спрямо стоманата поради дифузията на кислород пред него.
Освен окисляването на метала при темп. >570
кислорода взаимодейства и една от фазите сплавта – циментит.
Като резултат от това взаимодействие, стоманата
обеднява на въглерод, което влошава механичните показатели. 2Fe3C +
02 → 2CO + 6Fe
Окисляването на металите по уравнението
, не винаги, води до
изграждане на оксиден слой по тяхната повърхност. Например волфрам, чийто оксид
е летлив. Когато продуктите на корозията остават на металната повърхност, от
значение е отношението между обема на получил се оксид и обема на изразходвания
за получаването му метал, оксидния слой покрива
частично металната повърхност. В обратния случай, когато обема на оксида е
значително по-голям от обема на изразходвания метал, оксидния слой е силно
корозен и също няма защитно действие.

Най-благоприятно отношение между двата обема е
приблизително 1.
Частен случай на химична корозия е взаимодействието на
стоманите с водна пара. В резултат от това взаимодействие се отделя газ
водород. Fe + H2O → FeO +H2 , който дифузира през образуващия се оксиден слой и се
разтваря в метала /оклюзия/.
Оклюзиралия в стоманата водород причинява така
наречената водоодна крехкост на метала.
Към не електролитите се отнасят нефта и всичките му
производни. Агресивен компонент на всички тези среди е сярата. Тя е постоянен
спътник на нефта и при дълбочинната му преработка преминава във фракциите на
нефта.
В този случай продуктите на корозията нямат защитно
действие.
Факторите, които влияят върху скоростта на
корозионните процеси протичащи п химичен механизъм са
от физичните /налягане, температура/, от химичните /концентрация на агресивния
компонент и присъствието или отсъствието на в-ва променящи скоростта на
взаимодействеито/.
По отношение на налягането от решаващо значение е
парциалното налягане на кислорода при фазова корозия.
За повечето метали парциалното налягане на газа е
достатъчно ниско и взаимодействието на металите с кислорода протича облекчено.
Повишаването на налягането повишава скоростта на корозия. В същата посока влияе
и температурата. При повишаване концентрацията на агресивния компонент в
работната среда, съгласно законите на химичната синтетика повишава скоростта на
корозията.
Няма коментари:
Публикуване на коментар