Cтраница 3
Это перераспределение может быть выгодным или невыгодным. Если электродвижущая сила, вызываемая контактом с другими металлами, гораздо ниже электродвижущей силы, которая возникает на самом металле вследствие присутствия окалины, диференциальной аэрации или напряжений, то влиянием контакта часто можно пренебречь. Обыкновенно считают, что контакт железа со свинцом или с латунью ( в устройстве домовых водопроводов) не вызывает серьезного разрушения. Кассель 1 рекомендует в трубопроводах, в которых в контакте применяются железо и медь, вставлять кусок свинцового трубопровода ( около 1 т длиной) во избежание разрушения; он утверждает, что свинец покрывается осадком и не действует ни как анод, ни как катод. [31]
Гатос [20] показал, что оптимальное игнибирование стали в воде с рН 7 5, содержащей 17 мг / л Nad, происходит при концентрациях, превышающих 0 05 % бензоата натрия или 0 2 % натриевой соли коричной кислоты. Чтобы объяснить, почему столь малое количество бензоата на поверхности металла может увеличивать адсорбцию кислорода или в определенной степени уменьшать восстановление кислорода на катодных участках, требуются дальнейшие исследования. Этот эффект характерен именно для катодных участков на железе, так как при контакте железа с золотом в 0 5 % растворе бензоата натрия восстановление кислорода на золоте, видимо, не замедляется, и железо продолжает корродировать. [32]
Известно, что в ржавлении железа участвует кислород; железо не окисляется в воде в отсутствие кислорода. В процессе ржавления также принимает участие вода; железо не корродирует в масле, насыщенном кислородом, если в нем нет следов воды. Ржавление ускоряется под действием целого ряда факторов, таких, как рН среды, наличие в ней солей, контакт железа с металлом, который окисляется труднее, чем железо, а также под влиянием механических напряжений. [33]
В ряде случаев коррозия стальных конструкций, соприкасающихся с водой, можно значительно ослабить или совсем прекратить, если применить электрохимическую защиту. В речной воде защитный потенциал для железа по нормальному водородному электроду при температуре 20 С составляет - 0 65 - е - - 0 70 в, при температуре 90 С он равен - 0 85 в. При этом скорость коррозии железа в воде при температуре 90Q С и потенциале - 1 05 в составляет 0 04 г / ж2 сут по сравнению с 7 г / м2 сут без защиты. При контакте железа с более электроотрицательным металлом, например с цинком, алюминием, магнием и их сплавами, лотенциал железа или стали сдвигается в отрицательную сторону, что в соответствии с ходом анодной поляризационной кривой ( рис. II1 - 2) приводит к уменьшению скорости коррозии железа. [34]
Коррозия может возникать также при контакте двух разнородных металлов или в результате химической неоднородности. Каждый металл имеет определенные электрические свойства, характеризуемые рядом напряжений. При контакте двух металлов разрушается тот, который стоит ниже в ряду напряжений. Например, железо в ряду напряжений стоит выше хрома и цинка, но ниже меди и серебра. Следовательно, при контакте железа с хромом или цинком будет разрушаться хром или цинк, а при контакте железа с медью или серебром - железо. [35]
Природа этих трех стадий связывания серы самым различным образом влияет на поведение железа в процессе обработки его соляной кислотой. Только химическая адсорбция оказывает каталитическое действие на коррозию железа. Коррозия соляной кислотой максимальна на зернах, ориентация которых способствует наибольшему связыванию серы. Наоборот, если увеличить продолжительность контакта железа с серой до момента образования сернистых соединений, слой сульфида, имеющий различный вид в зависимости от ориентации кристаллов, не вызывает ускорения процесса коррозии. [36]
Коррозия может возникать также при контакте двух разнородных металлов или в результате химической неоднородности. Каждый металл имеет определенные электрические свойства, характеризуемые рядом напряжений. При контакте двух металлов разрушается тот, который стоит ниже в ряду напряжений. Например, железо в ряду напряжений стоит выше хрома и цинка, но ниже меди и серебра. Следовательно, при контакте железа с хромом или цинком будет разрушаться хром или цинк, а при контакте железа с медью или серебром - железо. [37]
Наличие в воде кислорода влияет на характер продуктов коррозии железа. К - Блюма [111,9], в начальный период коррозии ( 1 - й час) в воде, насыщенной воздухом при температуре 25, продукты коррозии состоят из - FeOOH. С увеличением длительности испытаний наряду с Y FeOOH в продуктах коррозии обнаруживается шпинель. К - Блюм связывает это с уменьшением концентрации кислорода в воде в процессе испытаний. При-наличии же в ней избыточного кислорода ( за счет введения перекиси водорода), когда испытания длятся более года, продукты коррозии представляют собой y - FeOOH. При нагреве до 316 С продукты коррозии, образующиеся при контакте железа с водой, температура которой 25 С, в течение 24 час, превращаются в магнетит; превращение это сопровождается уменьшением рН до нейтрального. За несколько часов испытаний при температуре 316 С [111,12] на железе образуется пленка продуктов коррозии толщиной до 30 А. За 10 частолщина ее достигает 1000 А. Неоднократный нагрев и охлаждение образцов в воде не вызывает разрушения пленки продуктов коррозии. [38]
В частности, широко распространено электролитическое покрытие железа хромом и никелем, что указывает на устойчивость последних по отношению к воздуху и воде. Устойчив по отношению к воздуху и воде и кобальт. Покрытие действует до тех пор, пока оно не нарушено в каком-либо месте. В случае нарушения металлического покрытия железо в тех же условиях корродирует энергичнее, чем без покрытия. В некоторых же случаях нарушение металлического покрытия в каком-либо месте приводит к энергичному разрушению не железа, а самого покрытия. Контакт железа с металлом, стоящим в ряду напряжений правее него, ускоряет коррозию железа тем в большей степени, чем дальше в этом ряду они расположены друг от друга. [39]
Другим примером может служить поведение пары железо - алюминий. Некоторые авторы считают его допустимым, другие недопустимым. Несмотря на значительную разность потенциалов, имеются указания об успешном использовании этих контактов в атмосферных условиях. Вместе с тем в морских атмосферах и на кораблях наблюдается часто усиленная коррозия алюминиевых конструкций, находящихся в контакте с железом. Вопрос, как справедливо отмечает Эванс, довольно сложный и он не может быть просто решен на основе одной разности потенциалов. Хотя установленный много лет тому назад критерий допустимой разности потенциалов в четверть вольта и оказался полезным, чтобы избежать явно недопустимых контактов, в настоящее время с его помощью нельзя получить удовлетворительного решения вопроса. К тому же при контактной коррозии приходится учитывать и вторичные явления, изменяющие поведение контактных пар. Так, например, при контакте железа с нержавеющими сталями или алюминием наблюдается часто усиленная коррозия обоих металлов. Полагают, что железо в контакте с нержавеющими сталями вначале работает в качестве анода. По мере накопления продуктов коррозии последние затрудняют доступ кислорода к нержавеющим сталям, который нужен для поддержания их в пассивном состоянии, и они начинают также корродировать. [40]