омогенные и гетерогенные электроды - 9 Июля 2009 - ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ - Защита подземных теплопроводов от коррозии
Пятница, 11.06.2010, 08:05
Защита подземных теплопроводов от коррозии
Главная | Регистрация | Вход Приветствую Вас Гость | RSS
Категории раздела
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ [17]
КОРРОЗИОННЫЕ РАЗРУШЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ [8]
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ [7]
Поиск
Календарь
« Июль 2009 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31
Архив записей
В избранное

Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 2
Главная » 2009 » Июль » 9 » омогенные и гетерогенные электроды
омогенные и гетерогенные электроды
16:20
Если скорости анодных и катодных реакций одинаковы на всех точках поверхности корродирующего металла и они все обладают одним и тем же потенциалом, то такой электрод называют гомогенным. Эквипотенциальность поверхности гомогенного электрода обусловливает равномерный унос вещества с его поверхности. Условия коррозии, характерные для гомогенного электрода, могут соблюдаться на поверхности жидкого металла. Гомогенность электрода из твердого металла может трактоваться лишь с известным приближением (разные точки его поверхности характеризуются определенной физической неоднородностью). Эта неоднородность обусловлена особенностями группировки атомов по кристаллическим плоскостям, искажениями структуры. Металлы часто являются сплавами, имеющими определен" ную структурную неоднородность. На металле могут быть деформированные участки, шероховатость, царапины, места повреждений и т. д. Коррозионная среда, контактирующая с металлом теплопровода, также характеризуется гетерогенностью строения и свойств как в микро-масштабе (наличие отдельных мйкроструктурных составляющих капиллярно-пористого тела теплоизоляции, газовых пустот, влаги), так и в макромасштабе (на различных участках теплопровода по-разному меняются влажность, концентрация солей, аэрация, температура и т. д.). Неоднородность любого из этих факторов обусловит образо»
вание коррозионного элемента, т. е. имеются области преимущественно анодных и катодных реакций, благодаря этому происходит перемещение электрических зарядов: в металле — электронов, в. растворе — ионов. Таким образом, поверхность металла составляет совокупность участков различной формы и различных размеров анодов и катодов короткозамкнутых гальванических элементов. Размеры участков во много раз больше толщины двойного электрического слоя, существующего на границе металла с электролитом. В пределах таких участков физико-химические свойства металла и электролита предполагаются постоянными. Если такие участки рассматривать как гомогенные, то вся поверхность состоит из различных участков с различными кривыми суммарный ток — потенциал. В реальных условиях все эти гомо* генные участки электрически соединены между собой.
В общем случае возникают уравнительные токи между отдельными участками, которые распространяются в некотором объеме металла и электролита. Возникает электрическое поле. Распределение плотностей уравнительных токов, их взаимодействие, смещение потенциалов отдельных участков зависят от их формы, взаимного расположения относительно друг друга, свойств металла и электролита как объемных проводников и характеристик протекающих электрохимических реакций. Такие электроды называют гетерогенными.
Распределение электрического поля постоянных токов в электролите и металле гетерогенного электрода подчиняется уравнению Лапласа в трех координатах. При этом решения должны быть такими, чтобы на поверхности соседних участков реализовались граничные условия равенства потенциалов и нормальных составляющих плотностей токов. При этом предполагается, что известны поляризационные диаграммы для каждого участка, а также удельное электрическое сопротивление металла и электролита. В такой общей постановке задачи о коррозии гетерогенного электрода учитываются законы электрохимической кинетики и теории поля постоянных токов. Однако ее решение на современном этапе практически едва ли возможно не только из-за чисто математических трудностей, но и из-за невозможности получения достаточно полных и надежных исходных данных.
Для иллюстрации рассмотрим работу гетерогенного электрода, состоящего всего из двух участков.
В общем случае площади анодных и катодных участков у корродирующего металла не равны, и поэтому плотности тока на анодных и Катодных участках также не равны. Однако сила коррозионного тока для анодного и катодного процессов общая.
Точка пересечения анодной и катодной кривых S отвечает значению максимального коррозионного тока /КОр и общему стационарному потенциалу двухэлектродной системы (при отсутствии омического сопротивления, R = 0). Такие системы называются полностью заполяризованными (короткозамкну-тыми). По сравнению с некороткозамкнутым состоянием (электрически разделенные области) коррозия на локальных анодах увеличивается, а на локальных катодах — уменьшается. Если омическое сопротивление корродирующей двухэлектродной системы не равно нулю, то по известному омическому сопротивлению определяют омическое падение потенциала AUR=IR, где AuR — омическое падение потенциала при силе коррозионного тока /. На рис. 1.17,в эта зависимость изображена прямой ОА. Затем складывают ординаты процессов ОА с соответствующими ординатами кривых uKS. Пересечение суммарной кривой с одной из поляризационных кривых дает точки М и N. Гетерогенные электроды играют определяющую роль при "коррозии больших поверхностей металла, например трубопроводов, которые разрушаются в общем неравномерно. Причиной этого является увеличивающаяся с возрастанием катодной поверхности сила тока элемента, которая пропорциональна при постоянной анодной поверхности плотности тока поляризации. Соответственно скорость коррозии на анодах с ростом катодной поверхности увеличивается, причем может иметь место граничный случай пропорциональности (правило площадей или поверхностей) .
Важнейшими коррозионными элементами являются элементы дифференциальной аэрации, дли которых характерны малоаэрируемые анодные и аэрируемые катодные области.
Образованию локальных анодов способствуют все вещества, которые связывают коррозионные продукты без образования покрывающего слоя . (труднорастворимые осадки и комплексные соединения). При наличии прокатной пленки, окраски, жировой пленки и других неравномерных пленок могут образовываться гетерогенные смешанные электроды.
Рассмотрим ячейку, в которой ток / идет по внешней цепи от катода к аноду. Можно считать, что измеряемая разность потенциалов Е на аноде по отношению к катоду включает три компонента, связанные: 1) с процессами на аноде; 2) с процессами на катоде; 3) с прохождением тока через объем электролита к электроду. Этот третий компонент связан с удельным сопротивлением в объеме и потому может быть выражен в виде IR, где R— общее сопротивление ячейки, за исключением сопротивлений, обусловленных медленными процессами на электродах. При измерениях часто используют третий электрод — электрод сравнения, находящийся в ячейке. Этот электрод имеет известный неизменный электродный потенциал, и измерения производятся в условиях прохождения через него пренебрежимо малого тока. Пусть изучаемым электродом будет анод, т. е. анод является исследуемым электродом, а катод — вспомогательным. Тогда измеряемый потенциал на аноде по отношению к электроду сравнения Е не содержит компонента, связанного с процессами на вспомогательном электроде. Он также содержит меньший вклад компонента IR, чем Е между анодом и катодом. Остаточный вклад этого компонента равен IAR, где AR — нескомпенсированное сопротивление. Величина AR может быть сведена к минимуму, но не к нулю с помощью соответствующей конструкции ячейки. Измеряемая величина Е также содержит вклад от равновесной разности потенциалов на электроде сравнения. Этот вклад можно исключить, если рассматривать разницу между измеряемой разностью потенциалов Е(1), когда ток равен /, и ее значением Е (0), когда ток равен нулю. Разность Е{1) и Е(0) характерна только для электрода — анода, но все еще включает IAR.и представляет собой перенапряжение. Заметим, что если электрод сравнения того же типа, что и исследуемый электрод, но находится в равновесии, то £(0)=0 и измеряемая разность потенциалов равна 4-\-IAR.
Категория : ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ | Просмотров : 496 | Добавил : Аdmin | Рейтинг : 0.0/0 |
Всего комментариев : 0
Имя *:
Email:
Код *:
Copyright Защита подземных теплопроводов от коррозии © 2010