Природа электрохимической коррозии

электрохимическая коррозия

На бытовом уровне мы обычно называем коррозией появление ржавчины на металле. Но, на самом деле, это лишь внешнее проявление. Наиболее неприятно то, что происходит под слоем ржавчины. А, именно, разрушение материала. Собственно, коррозия и определяется как самопроизвольное разрушение металлов и их сплавов под действием химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В данной статье мы будем рассматривать только электрохимическое взаимодействие, то есть, речь пойдет об электрохимической коррозии.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается перемещением ионов. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Если погрузить два электрода в электролит и пропустить через них ток, то можно наблюдать процесс постепенного растворения анода.

Замкнутый гальванический элемент

Покрытие ржавчиной стальных деталей, находящихся во влажной среде — наиболее распространенный пример электрохимической коррозии. В природе не бывает абсолютно чистой воды, в ней всегда есть примеси, которые проводят электричество. Значит, обычная, не дистиллированная, вода всегда является электролитом. В реально существующем железе имеются неоднородности, обусловленные кристаллической структурой и всевозможными примесями. Из-за этого на поверхности металла есть зоны с разным электрохимическим потенциалом. Попадание влаги на поверхность обычной стали вызывает образования большого количества микроскопических гальванических элементов, замкнутых на себя. В них протекают токи, вызывающие электрохимическую коррозию. Их значения ничтожно малы, но на протяжении длительного времени происходят серьезные разрушения.

Более сильная электрохимическая коррозия возникает, когда в электролит помещаются два предмета, выполненные из разных материалов. Тогда разница потенциалов между ними достигает нескольких вольт, значение силы тока тоже весьма велико. По сути, образуется полноценный гальванический элемент. Такая коррозия наблюдается в недорогом сантехническом оборудовании неизвестного происхождения.

Электролиз

Электрический ток в электролите связан с переносом ионов вещества, из которого сделан анод

Соединение металлических элементов здания и заземляющего устройства из оцинкованной стали системой основного уравнивания потенциалов возникает опасность протекания электрохимической коррозии. Между стальной арматурой железобетонного фундамента и цинком возникает разница потенциалов, что коррозию защитного покрытия заземлителей. Защитный цинковый слой будет растворяться, восстанавливая стальную арматуру фундамента.

Основные способы защиты

Для борьбы с электрохимической коррозией, обусловленной образованием гальванической пары, применяются следующие основные меры:

Использование металлов и сплавов, устойчивых к коррозии. Например, меди или алюминия, у которых на поверхности образуется тонкая оксидная пленка, защищающая от коррозии предметы, изготовленные из данных металлов. Или нержавеющей стали, в которую добавлены присадки, изменяющие внутреннюю структуру материала таким образом, чтобы в нем не было неоднородностей с разными электрохимическими потенциалами.
Гальваническое покрытие. Например, на обычную сталь наносят слой меди. Именно такая защита применяется в готовых наборах заземлителей ZANDZ
Покрытие из диэлектрического материала, устойчивое к влаге, например, краска или лак.
Применение во влажных условиях, по возможности, однородных материалов.
Катодная защита, суть которой заключается в приложении к защищаемому элементу отрицательного потенциала.
Соединение оцинкованных заземлителей с арматурой в бетоне лишь через искровые разрядники, способные проводить частичные разряды молнии. Разница потенциалов между стальными и цинковыми элементами много меньше напряжения пробоя разрядника, поэтому в обычных условиях электрохимическая коррозия протекать не будет.

Катодная защита

Реализация принципа катодной защиты может осуществляться одним из двух способов. Первый - подача отрицательного потенциала может происходить от специального источника электроэнергии, именуемого станцией катодной защиты.

При использовании катодных станций может возникнуть следующая проблема.

Электричество для установки требуемого потенциала нередко подается по длинному кабелю. Этот кабель подвержен действию молнии и некоторым другим электромагнитным влияниям. Для того, чтобы в результате не произошло перенапряжения, рекомендуется использовать комплексное решение ZANDZ.

Выводы

Электрохимическая коррозия — многоплановое явление. Если вы не специализируетесь на данной тематике в течение многих лет, вам будет очень трудно самостоятельно разобраться, почему те или иные детали, находящиеся в воде или в почве, слишком быстро разрушаются. Вот почему в вопросах защиты от электрохимической коррозии, особенно, когда она может быть вызвана блуждающими токами, лучше положиться на авторитетных профессионалов. Обратившись в технический центр ZANDZ.COM вы получите обстоятельную консультацию, диагностику возможных причин коррозии и готовые решения по защите от нее.