Что такое гальваника металла, детали и виды процесса

Гальванопластика, гальваностегия, патинирование

Гальванопластикой называют технологию копирования. Суть процессов не отличается от приведенных выше описаний. Однако адгезия снижена, чтобы упростить отделение готового изделия от заготовки.


Гальваностегия – это улучшение механических параметров комбинированного слоя. Хром, например, предотвращает повреждение стальных изделий за счет высокой прочности.

Патинирование применяют для изменения декоративных свойств поверхности. В частности, создают искусственно состаренный внешний вид.

Стрелками отмечены участки, созданные по технологии «радужного» патинирования

Виды основных гальванических покрытий

Популярной гальванизацией металла является медирование. Привлекают дешевизна исходных ингредиентов, быстрота создания слоя. Электролит создают на основе медного купороса. Созданный слой обладает хорошей электропроводностью. Несложно приобрести электрод из такого металла по разумной цене.

Также используют покрытие:

  • золотом;
  • серебром;
  • хромом;
  • никелем;
  • цинком;
  • оловом.

Многослойные комбинации применяют для получения особых технических и эстетических параметров. В следующих разделах будет показано, как совместное применение нескольких металлов улучшает внешний вид и другие характеристики защитно-декоративного слоя.

Важно! Необходимо учитывать совместимость отдельных материалов. Гальваническая пара медь-алюминий не применяется

Такая комбинация активизирует процесс электрохимической коррозии. Гальванопара в данном случае образует своеобразный источник тока. Величина ЭДС такой «аккумуляторной батареи» определяет скорость разрушительных процессов.

Отдельно следует упомянуть особенности латунирования. В отличие от иных процессов, здесь используют электролит, в котором одновременно присутствуют два главных компонента: цинк и медь. Именно из них создают сплав латунь. В данном примере, с применением электрохимической обработки, тонкий слой наносят на металлическую заготовку.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия происходит в конденсаторах паровых эжекторов, интенсивная атмосферная — в паровых эжекторах. Пар из сопла эжектора может достигать сверхзвуковых скоростей. Если неконденсирующиеся газы и пары агрессивны, то удар струи в горловине эжектора резко усиливает коррозию и эрозию.  

Гальваническая коррозия может возникнуть, если стальное оборудование, например трансформаторы, коммутационная аппаратура и кронштейны для опоры кабелей, будут электрически соединены с более благородными металлами, например с железной арматурой колодцев, свинцовыми оболочками кабелей в колодцах или корпусами из цветных металлов другого оборудования, которое может быть установлено в этом же колодце. Этот тип коррозии менее благородных металлов можно предотвратить или уменьшить в значительной степени путем окрашивания менее благородного металла, применяя изоляционные фитинги для изолирования благородных металлов от менее благородных и использования катодной защиты.  

Электрохимическая или гальваническая коррозия, возникающая при образовании микро — или макрогальванических пар в соприкосновении с электролитной средой. К этому виду коррозионных процессов можно отнести атмосферную коррозию, коррозию в водных средах, температурный интервал существования которых довольно широк: от — 30 С в холодильных установках до 250 — 300 С в котельных установках.  

Контактная или гальваническая коррозия очень часто наблюдается на большинстве конструкций из разнородных металлов. Проведано много исследовании контактной коррозии титана с рядом других конструкционных материалов.  

Если возможна сильная гальваническая коррозия, то следует прибегнуть к другим методам соединения деталей.  

Магниевые аноды, а — упакованный. б — открытый. в-ленточный.  

Во избежание гальванической коррозии в точках соединения для этой цели применяется луженая медь.  

Контактная, или гальваническая коррозия может возникнуть, когда два металла с различными потенциалами соприкасаются друг с другом при наличии электролита. Для возникновения коррозии достаточно также появления влаги, конденсирующейся из окружающего воздуха. Наиболее характерным примером рассматриваемого явления служит обычный гальванический элемент, состоящий из меди и цинка, в котором цинк в качестве анода от дает электроны, а на меди ( катод) протекает процесс деполяризации. Такие гальванические элементы являются макромоделями микроэлементов.  

При испытаниях на гальваническую коррозию в морской воде титан оказывается близок к нержавеющей стали.  

При испытаниях на гальваническую коррозию в морской воде титан оказывается близок к нержавеющей стали.  

Оставляя в стороне явления гальванической коррозии, обусловленной работой макропар, образованных разнородными металлами, обратимся к тем случаям, когда макрркорро-зионные пары возникают вследствие различия концентрации окислителей в растворе и за счет неодинаковой температуры электродов.  

Раньше электрохимическую коррозию называли гальванической коррозией, так как разрушение металла происходит под действием возникающих гальванических пар.  

Раньше этот вид коррозии назывался гальванической коррозией, так как разрушение металла происходит под действием возникающих гальванических пар.  

Большое практическое значение имеет вопрос о гальванической коррозии ( разъедании), возникающей в месте контакта алюминий-медь, когда место контакта может увлажняться.  

Коррозия с удалением цинка сходна с гальванической коррозией. Она характерна для латуни, которая содержит более 15 % цинка. В присутствии электролита цинк переходит в раствор, что сопровождается повторным отложением пористой меди в металле. Пористая медь обладает низкими прочностными характеристиками, но внешне латунь выглядит как при незначительной коррозии.  

Гальваническая коррозия алюминия

Наиболее частые ошибки проектирования алюминиевых конструкций связаны с гальванической коррозией. Гальваническая или электрохимическая коррозия происходит, когда два разнородных металла образуют электрическую цепь, замыкаемую жидким или пленочным электролитом или коррозионной средой. В этих условиях разность потенциалов между разнородными металлами создает электрический ток, проходящий через электролит, который (ток) и приводит к коррозии в первую очередь анода или менее благородного металла из этой пары.

Сущность гальванической коррозии

Когда два различных металла находятся в прямом контакте с электропроводящей жидкостью, то опыт показывает, что один из них может корродировать, то есть подвергаться коррозии. Это называют гальванической коррозией.

Другой металл не будет корродировать, наоборот, он будет защищен от этого вида коррозии.

Этот вид коррозии отличается от тех видов коррозии, которые могли бы возникнуть, если бы оба эти металлы были помещены раздельно в ту же самую жидкость. Гальваническая коррозия может случиться с любым металлом, как только два различных металла будут находиться в контакте в электропроводящей жидкости.

Внешний вид гальванической коррозии

Внешний вид гальванической коррозии является очень характерным. Эта коррозия не раскидывается по всей поверхности изделия, как это бывает с точечной – питтинговой – коррозий. Гальваническая коррозия плотно локализована в зоне контакта алюминия с другим металлом. Коррозионное воздействие на алюминий имеет равномерный характер, он развивается в глубь в виде кратеров, которые имеют более или менее округлую форму [3[.

Все алюминиевые сплавы подвергаются идентичной гальванической коррозии .

Преимущества цинковых покрытий

Цинк прекрасно адгезируется к поверхности стали и чугуна. Кроме того, он является более активным металлом, поэтому легче окисляется и в паре с цинком не дает вступать железу в окислительные реакции. Эта его особенность проявляется даже в тех случаях, когда непрерывность покрытия нарушена, т. е. на поверхности металла имеются царапины, задиры, трещины или потертости. Гальванические цинковые покрытия пластичны и сохраняют непрерывность на деталях, работающих в режиме циклической деформации. К примеру, кадмированный цинк используется в качестве коррозионной защиты стальных пружин, работающих в режиме периодического сжатия и растяжения.

Это интересно: Двутавровая балка в строительной сфере — разбираемся в вопросе

Тактика лечения

Лечение гальваноза состоит в устранении причин, его вызывающих. Это означает замену металлических протезов неметаллическими конструкциями, а пломб из амальгамы – композитными или цементными.

При этом рассчитывать на быстрый эффект от лечения не следует. Результат лечения может проявиться не сразу, а спустя несколько месяцев после него.

Одновременно с заменой металлических протезов проводятся другие лечебные мероприятия. В общем, терапия выглядит следующим образом:

  1. Осмотр ротовой полости, оценка ее состояния с точки зрения наличия зубочелюстных патологий, металлических ортодонтических и ортопедических устройств.
  2. Удаление металлических протезов, внешний вид которых позволяет предполагать электрохимический процесс (окисная пленка, коррозия металла).
  3. Пауза, необходимая для проверки эффекта от удаления протеза. Она может затянуться на несколько месяцев, поскольку результат наступает обычно не сразу. В это время может проводиться лечение выявленных патологий, а также общеукрепляющая и иммуностимулирующая терапия.
  4. Повторное протезирование. Вопрос о нем решается только после исчезновения всех признаков патологии. В качестве альтернативы металлических протезов могут использоваться непроводящие ток композитные или керамические изделия.

Давайте разберемся вместе можно ли лечить зубы беременным, и в каком триместре лучше.

В этой публикации выясним, почему может зуб реагировать на горячее.

Здесь http://zubovv.ru/lechenie/zubyi/poddaetsya-li-dentofobiya.html читайте, как избавиться от дентофобии.

Условия для гальванической коррозии

Гальваническая коррозия основана на том же самом принципе и для того, чтобы она происходила необходимо одновременное выполнение следующих трех условий :

  • различные типы металлов;
  • присутствие электролита;
  • электрический контакт между двумя металлами.

Различные типы металлов

Для любых металлов, которые относятся к различным их типам, гальваническая коррозия является возможной. Металл с электроотрицательным потенциалом (или более электроотрицательный металл, если они оба электроотрицательные) действует как анод.

Тенденцию различных металлов образовывать гальванические пары и направленность электрохимического действия в различных коррозионных средах (морской воде, тропическом климате, промышленной атмосфере и т.д.) показывают в так называемых гальванических рядах. Чем далее удалены друг от друга металлы в этих рядах, тем более серьезной может быть электрохимическая коррозия. В разных коррозионных средах эти последовательности металлов могут быть разными (рисунок 10).

Присутствие электролита

Область контакта должна быть смочена водным раствором, чтобы обеспечивать ионную электропроводимость. В противном случае отсутствует возможность для гальванической коррозии.

Электрический контакт между металлами

Электрический контакт между металлами может происходить или путем прямого контакта между двумя металлами, или через крепежное соединение, например, болт.

Как видно из графиков рисунка 10 алюминий и его сплавы становятся анодами в гальванических ячейках с большинством металлов, и алюминий корродирует, как говорят, жертвенно и защищает от коррозии другой металл гальванической пары.

Только магний и цинк, включая и оцинкованную сталь, являются более анодными и поэтому, сами подвергаясь коррозии, защищают от нее алюминий.

Алюминий и кадмий вообще имеют почти одинаковые электродные потенциалы и поэтому ни алюминий, ни кадмий не подвергаются гальванической коррозии. К сожалению, кадмий признан весьма токсичным и все реже применяется, а во многих странах просто запрещен, как антикоррозионная защита.

Атмосферная коррозия меди

В атмосферных условиях медь отличается высокой коррозионной стойкостью. На сухом воздухе поверхность меди почти не меняется. А при контакте с влажным воздухом образуется нерастворимая пленка, состоящая с продуктов коррозии меди типа CuCO3•Cu(OH)2.

В зависимости от состава среды и еще многих факторов на медной поверхности в атмосфере сначала образуется очень тонкая защитная пленка, состоящая с оксидов меди и ее чистой закиси. Время образования этой пленки может достигать нескольких лет. Поверхность немного темнеет, становится коричневатой. Иногда пленка может быть почти черного цвета (во многом зависит от состава коррозионной среды). После образования оксидного слоя на поверхности начинают скапливаться соли меди, имеющие зеленоватый оттенок. Образующийся оксид меди и соли называют еще патиной. Цвет патины колеблется от светло коричневого, до черного и зеленого. Зависит от качества обработки поверхности, состава самого металла и среды, времени контакта с коррозионной средой (от внутренних и внешних факторов). Закись меди – красно-коричневого цвета, окись – черного. Голубые, зеленые, синие и другие оттенки патины обуславливаются различными медными минералами (сульфаты, карбонаты, хлориды и др.). Патина по отношению к основному металлу нейтральна, т.е. не оказывает на медь вредного влияния (кроме хлористой меди). Соли и оксиды, формирующие патину, нерастворимы в воде и обладают естественными декоративными, защитными свойствами по отношению к поверхности меди.

Присутствие во влажном воздухе углекислого газа приводит к образованию на поверхности смеси, которую еще называют малахитом. Сульфиды, хлориды, находящиеся в воздухе, разрушают малахит. Это ускоряет атмосферную коррозию меди.

Предотвращение гальванической коррозии

Есть несколько способов уменьшить и предотвратить эту форму коррозии.

Электрически изолируйте эти два металла друг от друга. Если они не будут в электрическом контакте, то никакая гальваническая пара не произойдет. Это может быть достигнуто при помощи непроводящих материалов между металлами различного electropotential. Трубопровод может быть изолирован со шпулькой трубы, сделанной из пластмассовых материалов, или сделал из металлического материала внутренне покрытый или выровненный

Важно, чтобы шпулька была достаточной длиной, чтобы быть эффективной. Металлическим лодкам, связанным с подачей электроэнергии береговой линии, нужно будет обычно соединять корпус с землей из соображений безопасности. Однако, конец той земной связи, вероятно, будет медным прутом, похороненным в пределах пристани для яхт, приводящей к стальной медной «батарее» приблизительно 0.5 В

Для таких случаев использование гальванического изолятора важно, как правило два диода полупроводника последовательно. Это предотвращает любой электрический ток, в то время как прикладное напряжение составляет меньше чем 1.4 В (т.е. 0.7 В за диод), но позволяет полный поток тока в случае электрической ошибки. Все еще будет очень незначительная утечка тока через диоды, которые могут привести к немного более быстрой коррозии, чем нормальный. Гарантируйте, что нет никакого контакта с электролитом. Это может быть сделано при помощи водоотталкивающих составов, таких как жиры, или покрытием металлы с непроницаемым защитным слоем, такие как подходящая краска, лак или пластмасса. Если не возможно покрыть обоих, покрытие должно быть применено к более благородному, материалу с более высоким потенциалом. Это желательно, потому что, если покрытие применено только на более активном материале, в случае повреждения покрытия, будет большая область катода и очень небольшая область анода, и для выставленной анодной области уровень коррозии будет соответственно высок. Используя антиокислитель паста выгодна для предотвращения коррозии между медными и алюминиевыми электрическими соединениями. Паста состоит из более низкого металла дворянства, чем алюминий или медь. Выберите металлы, у которых есть подобный electropotentials. Чем более близко подобранный отдельные потенциалы, тем меньший разность потенциалов и следовательно меньшее гальванический ток. Используя тот же самый металл для всего строительства самый легкий способ соответствовать потенциалам.

Гальванопокрытие или другая металлизация может также помочь. Это имеет тенденцию использовать более благородные металлы, которые сопротивляются коррозии лучше. Хром, никель, серебро и золото могут все использоваться. Гальванизация с цинком защищает стальной основной компонент сплава жертвенным анодным действием.

Катодная защита использует один или несколько жертвенных анодов, сделанных из металла, который более активен, чем защищенный металл. Сплавы металлов, обычно используемых для жертвенных анодов, включают цинк, магний и алюминий. Это банально на многих похороненных или погрузило металлические структуры. Катодная защита может также быть применена, соединив поставку электроэнергии постоянного тока (DC), чтобы выступить против коррозийного гальванического тока. (См. впечатленную текущую катодную защиту)

Цели гальванического покрытия металла

Существует целый ряд целей для нанесения гальванического покрытия. К примеру, для гальванического хромирования поверхность нужно предварительно покрыть никелем. К гальванике, как правило, обращаются с целью улучшения декоративных и защитных качеств конструкций. Эту процедуру используют и для изготовления точных копий сложных элементов. В этом случае процесс принято называть гальванопластикой.

Широко распространена технология оцинковки металлов посредством гальваники. Она позволяет сделать на поверхности цинковое покрытие, которое характеризуется отменными антикоррозийными свойствами. Изделия из металлических сплавов, которые прошли обработку с применением этой технологии, могут долго сохранять свои свойства при высокой влажности и даже при постоянном воздействии соленой и пресной воды. Посредством цинкования также производят обработку трубопрокатных изделий, всевозможные емкости, опорные и строительные конструкции. Благодаря применению цинкования металлические поверхности получают и электрохимическую, и барьерную защиту.

Если посредством цинкования увеличивается лишь стойкость материала к коррозии, то гальваника хромом решает и эту задачу, делая поверхность более износостойкой и крепкой и также улучшая ее внешний вид. Аналогичным эффектом обладают и гальванические покрытия на основе никеля.

Другая область применения гальваники — ювелирная промышленность. Эта технология в данной ситуации используется для того, чтобы улучшить внешний вид ювелирной продукции. При этом на украшение наносится слой серебра или золота. Кроме того, пленка, которая наносится на изделие при обработке, делает его ярче и привлекательнее.

Процесс гальванического покрытия металла


Гальваническая обработка металла состоит из 3 этапов:

  1. Подготовка. Это наиболее трудоемкий процесс. В случае наличия на поверхности металла жира, заусенцев или пыли качество гальванизирования будет низким. Изделия должны быть обработаны вручную или на пескоструйной машине. При наличии остатков жира их следует обработать химическим раствором.
  2. Сам процесс гальванической обработки металла. Электролит заливается в ванну, в него помещаются 2 анода и покрываемая деталь. Проводится нагрев электролита с помощью специального устройства до температуры, указанной в технологии. Затем включается ток, который контролируется регулятором напряжения. Катодом является сама деталь. Положительно заряженные ионы движутся через электролит и оседают на отрицательно заряженном изделии, образуя поверхностный слой. Длительность второго этапа продолжается до тех пор, пока поверхностный слой металла не достигнет требуемой величины.
  3. После гальванической процедуры детали нуждаются в дополнительной обработке. Заключается она в осветлении, пассивировании или промасливании поверхности. Для этого изделия погружаются в специальный раствор с реактивами. В результате идет образование поверхностной пленки толщиной 1 мм.

О совместимости гальванических пар таблица дает наглядное представление.

Металл Алюминий Бронза Дюраль Латунь Медь Никель Олово Сплав олово со свинцом Углеродистая сталь и чугун Хром Цинк
Алюминий + + + +
Бронза + + + + Пайка Пайка +
Дюраль + + + +
Латунь + + + + Пайка Пайка +
Медь + + + + Пайка Пайка +
Никель + + + + Пайка Пайка + Отсутствуют данные +
Олово Пайка Пайка Пайка Отсутствуют данные + + + Отсутствуют данные +
Сплав свинца с оловом Пайка Пайка Пайка Пайка + + + Отсутствуют данные +
Углеродистая сталь и чугун + + + + + + + +
Хром + + + Отсутствуют данные Отсутствуют данные Отсутствуют данные + + +
Цинк + + + + + + + +

Электрохимическая коррозия

Предыдущая43Следующая

Электрохимическая коррозия – разрушение металлов в среде электролита.

Детали многих металлических конструкций работают в среде электролита: опоры мостов, водный транспорт, паровые котлы, химическая аппаратура, водопроводные трубы, кузова автомобилей. В сырую погоду, при суточных колебаниях темпертур на поверхности металлов конденсируется пленка воды, в которой растворяются газы из загрязненной атмосферы (СO2, SO2, NO2, H2S, и др.) и образуется электролит.

Поверхность металлов неоднородна. На поверхности металла имеются дефекты кристаллической решетки, примеси других металлов, включения соединений с неметаллами и интерметаллические соединения, продукты взаимодействия с окружающей средой (оксиды, гидроксиды, соли, грязь), неровности поверхности. Эти участки поверхности металла в растворе электролита будут иметь другой, отличный от основного металла потенциал. Таким образом, на поверхности металлов создается система локальных, короткозамкнутых через металл гальванических элементов. Работа этих микроскопических элементов сопровождается коррозионным разрушением металла.

В качестве примера рассмотрим модель гальвано-пары железо-медь в кислой и нейтральной средах. В гальванопаре Fe/Cu более активным является железо, стандартный потенциал которого –0,44 В, а у меди +0,34 В. В кислой среде на аноде будет проходить реакция окисления железа:

Fe0 –2ē → Fe2+.

Ионы железа – Fe2+ – будут переходить в раствор, электроны – на медь, заряжая ее отрицательно. На поверхности меди ионы Н+ из раствора восстанавливаются (водородная деполяризация):

2H+ +2ē → H2.

Суммарная окислительно-восстановительная реакция коррозии железа:

Fe0 + 2H+ → Fe2+ + H2.

В нейтральных и щелочных растворах на катодных участках поверхности металла происходит процесс восстановления растворенного в воде кислорода (кислородная деполяризация):

O2 + 2H2O +4ē → 4OH–.

Суммарная реакция коррозионного процесса:

2Fe0 + O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4OH–, Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2.

В результате коррозии образуется Fe(OH)2, который дальше окисляется атмосферным кислородом воздуха до Fe(OH)3, окончательный продукт окисления – гидратированный оксид железа (III) (ржавчина):

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 → 4FeOOH + 4H2O.

Рис. 9.4. Схема коррозии в кислой среде при контакте с менее активным металлом.

Гальванические пары возникают также при контакте металла с его химическими соединениями. Например, при коррозии стали анодом является зерна железа, катодом – карбид железа Fe3C (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Схема образования коррозионных гальванических микроэлементов в углеродистой стали, находящейся во влажном воздухе

Разность потенциалов может возникнуть вследствие различной концентрации растворенного кислорода. Раствор на поверхности металла и на участках, куда затруднен доступ кислорода, вследствие конструкционных особенностей деталей, содержит разное количество растворенного кислорода, что ведет к возникновению разности потенциалов на этих участках деталей.


В промышленных центрах атмосфера содержит загрязняющие газы: SO2, NO2, CO2, H2S и др., которые растворяясь в воде, дают кислоты, агрессивные по отношению к металлам. В кислой среде на железе будет протекать процесс коррзии с водородной деполяризацией. О влиянии состава атмосферного воздуха на скорость коррозии можно судить по следующим данным: в сельской местности скорость коррозии стали составляет 100-250, в промышленных городах 450-550 г/м2 в год.

В нейтральной среде (при достаточно чистой атмосфере) коррозия протекает с кислородной деполяризацией. Почему же скорость коррозии, прокающей с кислородной поляризацией ниже?

Для того чтобы коррозия имела место необходимо условие – электродный потенциал металла должен быть отрицательнее потенциала окислителя (деполяризатора)

Таблица 9.1

Зависимость потенциала газовых электродов от рН

pН раствора Е (2Н+/Н2,Pt), В Окисляющиеся металлы Е (О2/2ОН–), В Окисляющиеся металлы
0,0 Pb 1,23 Hg
–0,414 Fe 0,815 Аg
–0,828 Щелочные и щ-зем., Zn, Al 0,401 Cu

Как следует из данных приведенных в таблице, большинство металлов могут подвергаться коррозии с кислородной деполяризацией, но процесс этот медленный, т.к. кислород малорастворим в воде, и скорость его подвода к металлу невелика. Поступающий к поверхности металла кислород практически весь сразу же восстанавливается. При этом на поверхности некоторых металлов может образоваться защитная оксидная пленка, некоторые металлы при определенных условиях могут вообще переходить в пассивное состояние.

Предыдущая43Следующая

Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 745;

Гальванопара

Немаловажным фактором умягчения воды при взаимодействии гальванопары является действие температуры. При повышении температуры происходит следующее: нарушается агрегативная устойчивость системы; возрастает число активных молекул; увеличивается число соударений между молекулами или атомами в молекулах исходных веществ. Увеличивается скорость химических реакций и уменьшается время их протекания.  

Сущность процесса сводится к взаимодействию электродов гальванопары в среде умягчаемой природной воды, которое приводит к образованию коллоидных частиц гидроксида алюминия являющихся коагулянтом, сорбирующим на своей поверхности ионы солей жесткости.  

В результате контакта железо-кокс или железо-медь образуется гальванопара, в которой железо является анодом.  

В конденсаторах титановые трубки оказываются всегда катодами гальванопар. Поэтому при их применении необходим тщательный выбор материала и способа защиты от электрохимической коррозии трубных досок. Трубные доски из титана или плакированные титаном дороги, поэтому отдается предпочтение доскам из иикелево-алюминиевой бронзы с высоким содержанием никеля, близкой по твердости и электрохимическому потенциалу к титану.  

Схема защиты при помощи протектора.  

До тех пор, пока гальванические электроды гальванопар, помещенных в электролит, не будут соединены проводниками, они могут подвергаться самокоррозии.  

Расчет показал существенно неравномерное распределение плотности тока гальванопары на поверхности сварного соединения: максимальные значения плотности тока локализовались в узкой области зоны шва, ближе к линии сплавления, и составляли 600 — 620 мА / см2, что соответствовало скорости коррозии 0 650 г / ( ма-ч) или 0 72 мм / год.  

Схема коррозии около изоляционных прокладок током, проходящим по подземной трубе.  

При низких плотностях тока коррозия вследствие работы локальных гальванопар протекает одновременно с коррозией блуждающими токами. При высоких плотностях тока в некоторых средах может начаться выделение кислорода, что уменьшает количество металла, корродирующего на 1 фарадей электричества.  

Можно полагать, что после прекращения работы гальванопары СОП — старая поверхность по истечении времени локаль-нля коррозия в вершине окончательно не прекратится. Однако функционирует она значительно менее интенсивно, чем пара СОЙ — старая поверхность. Так как металл в вершине трещины наводорожен больше, чем на ее берегах, можно полагать, что в трещине по мере наводороживания металла под СОП реализуется водородная гальванопара, которая, складываясь с гальванопарой СОП — старая поверхность, будет работать, не снижая интенсивности. Если же Дт t, то вклад водородной гальванопары невелик, а уравнения ( 15) и ( 17) при этом следует интегрировать в пределах не от 0 до t, а от 0 до Дг.  

Определены потенциалы пробоя покрытий, коррозионные токи различных гальванопар, проведена сравнительная оценка электрохимических параметров для ВТ -, ВДО — и ТО-образцов, выявлено влияние природы электролита на электрохимическое поведение образцов.  

Согласно теории короткозамкнутых гальванических элементов , подобным гальванопарам характерно следующее: 1) катод гальванопары практически неполяризуем, поскольку его поверхность несоизмеримо больше поверхности анодного участка; 2) гальванопара обеспечивает в данном режиме своей работы максимальную силу коррозионного тока.  

Сходные данные по коррозионной активности СОП в рассмотренной гальванопаре получены и при испытаниях на некоторых легированных, а также и на нержавеющих сталях в нейтральных, подкисленных и подщелоченных растворах NaCl. Таким образом, можно сделать вывод, что высокая коррозионная активность СОП в гальванопаре с исходной поверхностью характерна для всех сталей вообще.  

При нарушении целостности медного покрытия на алюминии образуется гальванопара, в которой анодом является алюминий как более активный металл, а катодом — медь.  

Эффективное умягчение происходит при определенном весовом соотношении электродов гальванопары, т.к. реакция образования коллоидных частиц лимитируется не доступом кислорода воздуха из пор угля и атмосферы, а реакцией окисления в водной среде алюминия отрицательного электрода.  

Принцип батареи

Гальваническая коррозия работает как батарея, которая состоит из двух электродов:

  • катода, где происходит реакция восстановления
  • анода, где происходит реакция окисления.

Эти два электрода погружены в проводящую жидкость, которая называется электролитом. Электролит – это обычно разбавленный кислотный раствор, например, серной кислоты, или соляной раствор, например, сульфат меди. Эти два электрода соединены снаружи электрической цепью, которая обеспечивает циркуляцию электронов. Внутри жидкости передача электрического тока происходит путем перемещения ионов. Жидкость, таким образом, обеспечивает ионное электрическое соединение (рисунок 9).

Рисунок 9 – Принцип гальванической ячейки

Рисунок 1 показывает ячейку, в которой электролитом является раствор серной кислоты. Серная кислота полностью диссоциирована в воде (поскольку является сильной кислотой) путем образования ионов Н+, которые определяют кислотность среды. Происходит следующая электрохимическая реакция :

цинковый анод окисляется:

Zn → Zn2+ + 2e−

 на медном катоде восстанавливаются протоны Н+

2Н+ + 2e− → Н2

Полная реакция имеет вид:

Zn + H2O → Zn(OH)2 + H2

Эта ячейка производит электричество за счет потребления цинка, который выделяется в виде гидроксида цинка Zn(OH)2.

Для работы ячейки необходимо одновременное выполнение трех условий:

  • два различных металла, которые образуют два электрода;
  • присутствие электролита;
  • непрерывность всей электрической цепочки.

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, например, если нарушается электрический контакт, то ячейка не будет производить электричество, и окисления на аноде не будет происходить (также как и восстановления на катоде).


С этим читают