При эксплуатации изделий из металлов и их сплавов приходится сталкиваться с явлением разрушения их под действием внешней среды. Разрушение металлов и сплавов вследствие взаимодействия их с окружающей средой называется коррозией.

Коррозия металлов наносит большой экономический ущерб. В результате коррозии выходят из строя оборудование, машины, механизмы, разрушаются металлические конструкции. Особенно сильно подвергается коррозии оборудование, которое контактирует с агрессивными средами, например, растворами кислот, солей.

Коррозийное разрушение может затрагивать всю поверхность металла – сплошная

(общая) коррозия, или отдельные участки – местная (локальная) коррозия. В зависимости от механизма процесса различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия – разрушение металла из-за окисления его окислителями, находящимися в коррозийной среде.

Химическая коррозия протекает без возникновения электрического тока в системе. Такой вид коррозии возникает при контакте металлов с неэлектролитами или в газовай среде при высоких температурах (газовая коррозия).

Газовая коррозия встречается довольно часто. С ней мы сталкиваемся при коррозии металлов в печах, выхлопных трубах и т.п. Наиболее опасным для металлов компонентами газовой среды являются кислород О2 , пары воды Н2О, оксид углерода (IV) СО2 , оксид серы (IV) SO2 . Коррозийное разрушение железа и его сплавов на воздухе обусловлено окислением его кислородом:

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

C повышением температуры скорость газовой коррозии возрастает.

Наибольший вред приносит электрохимическая коррозия.

Электрохимической коррозией называется разрушение металла при контакте с электролитами с возникновением в системе электрического тока.

В этом случае наряду с химическими процессами (отдача электронов) протекают и электрический (перенос электронов от одного участка к другому). При этом в результате взаимодействия металла с молекулами воды из коррозийной среды на нем протекают два процесса: окисление металла Me (анодный процесс)

Me – 2é = Me2+

и восстановление окислителей – компонентов среды (катодный процесс). Как правило в качестве окислителей выступают ионы водорода Н+ (коррозия с водородной деполяризацией) или растворенный в воде кислород О2 (коррозия с кислородной деполяризацией). В первом случае при катодном процессе выделяется водород:

2Н+ + 2é = H2

а во втором – образуются гидроксид-ионы:

O2 + 2H2O + 4é = 4OH-

Участки поверхности металла , на которых протекают процессы окисления и восстановления, называют соответственно , анодными и катодными.

Рассмотрим в качестве примера электрохимической коррозии реакции при электрохимической коррозии железа. Если коррозия протекает в растворе кислоты, то происходят следующие реакции:

Fe – 2é = Fe2+ | 1

2H+ + 2é = H2 | 1

_|

Fe + 2H+ = Fe2+ + H2

Коррозия железа в нейтральной или щелочной среде характеризуется следующими реакциями:

Fe – 2é = Fe2+ | 2

O2 + 2H2O + 4é = 4OH- | 1

|

2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2

Образующийся гидроксид железа (III) легко окисляется кислородом воздуха: