Коррозия Ме с водородной деполяризацией. Расчет электрохимического коррозионного процесса. Основные практические случаи контроля электрохимической коррозии, страница 2

     4.  Процесс коррозии протекает с ускорением, т.е. со временем происходит увеличение скорости разрушения Ме.

    5.  Большая вероятность появления водородной хрупкости.

Предложено много теорий перенапряжения водорода. Наиболее важными и общепризнанными являются две.

Работами А. Н. Фрушкина и его школы доказано, что для большинства Ме  общая скорость восстановления водорода определяет скоростью электрохимического разряда ионов водорода. С помощью этой теории можно объяснить зависимость перенапряжения водорода от плотности тока, от рН раствора, от наличия поверхностноактивных веществ и т.д.

Некоторые исследователи (И. Гифель, Кобозев) считают замедленной стадией является процесс ионизации водорода. Эта теория получила название рекомбинационной, достаточно обоснована для ряда Ме (Pt, Pd, W, Ni, Fe, Ag, Cu, Zn, Sn, Pb).

Однако, если опытная величина «в» лежит около 0,03 то это указывает на то, что замедленной стадией является рекомбинация, если в=0,12 и водород не адсорбируется на поверхности Ме – то замедлен. разр.

Расчет электрохимического коррозионного процесса

1.  Аналитический расчет

Материальный эффект коррозии Ме является результатом анодного процесса коррозионного гальванического эл-та.

Согласно первого закона Фарадея, определяющего зависимость между количеством прошедшего через систему электричества и количеством прореагировавшего вещества, запишем

=

Однако, данное значение силы тока нельзя использовать для определения скорости коррозии. Т. к. при прохождении тока через электрод, последний поляризуется вследствие чего потенциалы φ_к и φ_а сближаются, и следовательно уменьшается разность потенциалов и корр.ток.

Установившаяся величина тока будет определятся по известному выражению  I =     << I_нач.

Величина эффективных потенциалов, а также в какой-то степени и омическое сопротивление зависят от плотности тока, поэтому аналитическое выражение для теоретического расчета скорости коррозии можно вывести, зная зависимость φ_к, φ_а и R об плотности тока.

Известно, что при больших плотностях тока  φ_к и φ_а находятся в логарифмической зависимости от плотности тока, при малых плотностях тока имеет чисто линейная зависимость. Для простоты возьмем линейную зависимость, тогда φ_к= (φ_к)_р-k₁i_к; φ_а=(φ_а)_р+k₂i_а.

Т. к. сила тока в системе общая, а плотности тока на электродах разные, то удобнее плотности тока исключить.

i_к= ; i_а= тогда φ_к= (φ_к)_р- I⋅ ; φ_а=(φ_а)_р+ I⋅ .

I⋅ и I⋅ - смещение потенциалов электродных процессов φ_к и φ_а вследствие поляризации при силе тока I.

  и  - средняя поляризуемость катода и анода (поляризация на единицу величины тока), обозначим P_К и Р_А .

I=

Поляризуемость катода и анода имеют размерность омического сопротивления поэтому их сложно рассматривать как сопротивления протеканию анодного и катодного процессов.

I_max при R≈0;    I=

Анализируя расчеты I и I_max по найденным уравнениям являются приближенными. Т. к. распределение тока по поверхности корродируемого Ме неравномерное, условия электролиза с течением времени изменяются(соотношение  и ), причем эти изменения трудно учесть и т.д.

Однако, ценность этих расчетов велика. Давая количественные сопадения между рассчитанными и практически наблюдаемыми скоростями коррозии являются лучшим подтверждением правильности электрохимической теории процесса.

Широкое распространение получили графические(методы) способы расчета электрохимического коррозионного эл-та.

Графический расчет электрохимического коррозионного элемента