Коррозия – это (за исключением процессов в перегретом паре) электрохимический процесс, описывающийся уравнением Нерста. Молодые специалисты могут ознакомиться с этим уравнением и его сутью в учебниках по электрохимии или физической химии.
Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией. Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. Например, образование при высокой температуре окалины при взаимодействии металла с кислородом в пароперегревателе, в особенности при ведении так называемого нейтрально кислородного водного режима (НКВР).
Электрохимическая коррозия - самый распространенный вид коррозии. Электрохимическая коррозия возникает при контакте металла с окружающей электролитически проводящей средой. Первопричиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов в окружающих их средах. К электрохимической коррозии относятся такие виды местных разрушений, как контактная коррозия, межкристаллитная коррозия, питтинги и прочее, к чему мы еще вернемся.
Механизм электрохимической коррозии может протекать по двум вариантам:
1) Гомогенный механизм электрохимической коррозии на однородной поверхности, когда катодные и анодные участки (гальванические пары) мигрируют (возникают и исчезают) на поверхности металлла.
2) Гетерогенный механизм электрохимической коррозии, связанный с неоднородностью металла, поверхности и среды. Одной из причин образования коррозионных анодно-катодных пар является неоднородность состояния металла в самом широком смысле. Это может быть контактная коррозия на стыках, неоднородность отложений, неоднородность температурного состояния металла. Такая коррозия носит локальный характер в той или иной форме, в том числе в широком смысле понимания этого явления. Например, коррозии могут подвергаться испарительные трубы солевых отсеков, а трубы чистого отсека могут при этом находиться в относительно благополучном состоянии.
Далее я, с вашего позволения загляну в интернет для поиска подходящих представлений, несмотря на страшные запреты составителей интернет-продукта. Итак:
При работе гальванического элемента одновременно протекает два электродных процесса:
Анодный - ионы металла переходят в раствор:
Fe → Fe2+ + 2e
Катодный - избыточные электроны ассимилируются молекулами или атомами электролита, которые при этом восстанавливаются:
O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (кислородная коррозия в нейтральных, щелочных средах)
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (кислородная коррозия в кислых средах)
Наиболее распространенные катодные реакции при коррозии металлов - разряд ионов гидроксония и восстановление кислорода. Первая, как правило, происходит при коррозии электроотрицательных металлов в кислых средах и описывается уравнением
H3O+ + e = H2 + H2O
Схема электрохимической кислородной коррозии
Ну вот, понаходил я такую умную муру в интернете относительно реакций и решил более не морочить голову ни вам ни себе. Получается почти как всегда: во что ни вникни, обязательно найдешь, что там чего-то нахомутали. Ну а восстанавливать свои университетские знания по электрохимии я, простите, пока поленился.
Впрочем, я кажется нашел более подходящий для получения начальных представлений о коррозии фрагмент:
В общем, коррозия на испарительных поверхностях работающего котла носит более сложный характер и протекает обычно с выделением молекулярного водорода. Именно благодаря этому обстоятельству для оценки интенсивности коррозионных процессов используется водородомер. Тем не менее, в большинстве случаев коррозионных повреждений испарительных поверхностей определяющим фактором здесь остается механизм образования гальванических пар. Во всяком случае, это безусловно так, если мы говорим об электрохимической коррозии.
Проще говоря, процесс электрохимической коррозии связан с образованием анодно-катодных пар, замкнутых в электрический контур, по которому течет электрический ток. Подобно тому, как в батарейке нужно замкнуть ее плюс и минус, чтобы по контуру пошел ток, так и для гальванической коррозионной пары нужна электропроводная среда, замыкающая коррозионный электрический контур. Такой средой является вода с растворенными в ней солями и другими компонентами, диссоциирующими на ионы.
Здесь, в механизме образования гальванических пар, важное значение играет фактор неоднородности среды. Мы уже неоднократно рассматривали в разделах сайта этот фактор неоднородности среды на макроуровне. И мы знаем, что кратность упаривания примеси межу котловой и питательной водой уменьшается с увеличением размера непрерывной продувки и с ростом летучести примеси. По этой причине примеси с малой летучестью концентрируются в котловой воде, а аммиак в котловой воде, напротив, имеет более низкую концентрацию, чем в питательной воде.