Коррозия
<<  Коррозия металлов Коррозия металлов  >>
Коррозия металлов
Коррозия металлов
Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов
Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов
Коррозия протекает с уменьшением энергии Гиббса: Меn+ + nе-
Коррозия протекает с уменьшением энергии Гиббса: Меn+ + nе-
Коррозия
Коррозия
Макроуровень
Макроуровень
Коррозия металлов
Коррозия металлов
ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Химическая коррозия - это самопроизвольное
ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Химическая коррозия - это самопроизвольное
Продуктами коррозии могут быть оксиды, хлориды, сульфиды, например:
Продуктами коррозии могут быть оксиды, хлориды, сульфиды, например:
W
W
Коррозия в жидкостях - неэлектролитах
Коррозия в жидкостях - неэлектролитах
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Эл
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Эл
В общем случае причиной образования короткозамкнутых
В общем случае причиной образования короткозамкнутых
На аноде происходит окисление и растворение металла по схеме: (
На аноде происходит окисление и растворение металла по схеме: (
Водородная деполяризация сопровождается восстановлением на катодных
Водородная деполяризация сопровождается восстановлением на катодных
Кислородная деполяризация обусловлена восстановлением атмосферного
Кислородная деполяризация обусловлена восстановлением атмосферного
МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ При электрохимической коррозии
МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ При электрохимической коррозии
?0 fe/fe2+=
?0 fe/fe2+=
2. Контакт с продуктом коррозии
2. Контакт с продуктом коррозии
[O2]I > [O2]II
[O2]I > [O2]II
4. Коррозия под мех
4. Коррозия под мех
?сжат >
?сжат >
Защита металлов от коррозии
Защита металлов от коррозии
К[sn]: 2H+ + 2 e-
К[sn]: 2H+ + 2 e-
(?)А[zn]: zn0 – 2e-
(?)А[zn]: zn0 – 2e-
А [zn]: zn0 – 2e-
А [zn]: zn0 – 2e-
Защита внешним током или катодная защита - защита металла от коррозии
Защита внешним током или катодная защита - защита металла от коррозии
КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ Коррозионные процессы чрезвычайно
КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ Коррозионные процессы чрезвычайно
Коррозия металлов
Коррозия металлов
Коррозия металлов
Коррозия металлов

Презентация на тему: «Коррозия металлов». Автор: 1. Файл: «Коррозия металлов.ppt». Размер zip-архива: 2298 КБ.

Коррозия металлов

содержание презентации «Коррозия металлов.ppt»
СлайдТекст
1 Коррозия металлов

Коррозия металлов

2 Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов

Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов

в результате окислительно-восстановитель-ного (химического, электрохимического и биологического) взаимодействия их с окружающей средой.

3 Коррозия протекает с уменьшением энергии Гиббса: Меn+ + nе-

Коррозия протекает с уменьшением энергии Гиббса: Меn+ + nе-

Мео (?G ? O) металлургия Мео - ne- ? Меn+ (?G ? 0) коррозия Основной причиной разрушения металлов и сплавов является их термодинамическая неустойчивость.

4 Коррозия

Коррозия

Химическая

Биологическая

Электрохимическая

Рис. 1. Классификация коррозионных процессов.

5 Макроуровень

Макроуровень

Микроуровень

Рис.2. Типы коррозионных поражений металлов.

- Зона коррозии

- Кристаллиты

1- равномерная

2 - селективная

3 - точечная (питинг)

5-межкристаллитная

6-транскристаллитная ножевая

4 - отд. Зёрна

6 Коррозия металлов
7 ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Химическая коррозия - это самопроизвольное

ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Химическая коррозия - это самопроизвольное

разрушение металлов под действием окислителей-неэлектролитов, обычно газов и органических жидкостей, не проводящих электрический ток. Соответственно различают газовую коррозию и коррозию в жидких неэлектролитах. Газовая коррозия – это разрушение металла при контакте с сухими газами при высоких температурах. Она имеет место при работе двигателей внутреннего сгорания, при химической обработке металлов, горячей прокатке, ковке, в энергетических установках и др. При газовой коррозии происходит химическое взаимодействие металла с активными средами (CO2; H2S; O2; SO2; галогенами).

8 Продуктами коррозии могут быть оксиды, хлориды, сульфиды, например:

Продуктами коррозии могут быть оксиды, хлориды, сульфиды, например:

4Fe + 3O2 ? 2Fe2O3; 2Al + 3Cl2 ? 2AlCl3; 4Ag + O2 + H2S ? 2Ag2S + 2H2O.

Металл

Металл

O2

O2

O2

O2

9 W

W

WO3

WCl6

3390°

1930°

347°

Al

Al2O3

660°

2050°

Различают жаростойкость и жаропрочность металлов. Жаростойкость - это устойчивость металлических материалов к коррозии при высоких температурах в окислительной атмосфере, Жаропрочность – это способность сохранять прочность при высоких температурах в инертной атмосфере.

10 Коррозия в жидкостях - неэлектролитах

Коррозия в жидкостях - неэлектролитах

К неэлектролитам (непроводящим электрический ток) относятся жидкости органического происхождения - спирт, бензол, хлороформ, керосин, нефть, бензин и др., а также ряд жидкостей неорганического происхождения - расплавленная сера, жидкий бром и др. В чистом виде органические жидкости практически не реагируют с металлами, но в присутствии даже незначительного количества примесей процессы взаимодействия резко усиливаются. Ускоряет коррозионные процессы наличие серосодержащих веществ, растворённого кислорода, повышение температуры. Несмотря на сложность развития коррозионных процессов, в принципе они представляют собой обычные гетерогенные химические реакции:

А) 2R - cl + me ? mecl2 + R - R

Б) R1

S + Me ? MeS + R1 – R2

R2

Где R - органический радикал.

11 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Эл

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ Эл

хим.коррозия возникает при соприкосновении металла с электропроводящей средой (водой, водными растворами солей, кислот, щелочей; расплавленными солями и щелочами). Разрушение металла происходит за счет образования на поверхности металла микро-гальванических элементов. Причины: наличие в основном металле примесей др. металлов или неметаллов, что приводит к появлению разности элект. потенциалов в местах их контакта и возникновению микротока. Участки относительно чистого металла поляризуются анодно, а примеси - катодно.

12 В общем случае причиной образования короткозамкнутых

В общем случае причиной образования короткозамкнутых

микрогальванических элементов может служить не только наличие примесей в металле, но и любая энергетическая неоднородность его поверхности, вызванная неоднородностью химического или фазового состава как самого металла, так и окружающей его коррозионной среды, а также механического состояния металла. Наличие энергетической неоднородности на соседних участках металлической поверхности приводит к тому, что участок с более отрицательным электродным потенциалом становится анодом, а с более положительным - катодом.

13 На аноде происходит окисление и растворение металла по схеме: (

На аноде происходит окисление и растворение металла по схеме: (

)А: Me0 – nе- ? Me n+ На катоде протекает один из двух процессов восстановления, получивших название водородной и кислородной деполяризации.

14 Водородная деполяризация сопровождается восстановлением на катодных

Водородная деполяризация сопровождается восстановлением на катодных

участках водорода. в кислой среде: (+)К: 2Н+ + 2е- = Н20; ?(Н+/Н20)=?0,059рН ; в нейтральной или щелочной среде: (+)К: Н2О + 2е- = Н20 + 2ОН?; ?(Н2О/Н20)=?0,059рН. протекает в случаях, ограниченного доступа кислорода. Имеет место под толстым слоём воды или в кислых растворах, в которых растворимость кислорода очень низка.

15 Кислородная деполяризация обусловлена восстановлением атмосферного

Кислородная деполяризация обусловлена восстановлением атмосферного

кислорода, растворённого в коррозионной среде, и протекает по схеме: (+)К: О2 + 2Н2О + 4e- = 4OH?; ? (О2/Н2О) = +1,23 ? 0,059рН

при водородной деполяризации электрохимической коррозии могут подвергаться металлы с электродным потенциалом более отрицательным, чем у водородного электрода в соответствующей среде (или активные металлы, расположенные в ряду напряжений слева от водорода). При кислородной деполяризации коррозии могут подвергаться и неактивные металлы вплоть до серебра (?0 Ag+/Ag = 0,8 B).

16 МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ При электрохимической коррозии

МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ При электрохимической коррозии

металлов выделяют четыре механизма, вызывающих образование и работу короткозамкнутых микрогальванических элементов в результате: 1) контакта двух разных металлов; 2) контакта металла с продуктом коррозии; 3) разной концентрации окислителя на поверхности металла; 4) изменения электродного потенциала металла под действием механических напряжений. Как особый случай рассматривается коррозия под действием блуждающих токов.

17 ?0 fe/fe2+=

?0 fe/fe2+=

0,44B, ?0 сu/cu2+= +0,34B

А: fe0- 2e-?fe2+

К[cu]: 2Н+ + 2e- ? Н2

Fe2+ + 2H2O ?Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 ? 4Fe(OH)3

Fe(он)3 ? feooh + Н2О.

18 2. Контакт с продуктом коррозии

2. Контакт с продуктом коррозии

Fe(OH)2

Fe2+

А: fe0- 2e-?fe2+

(+) К[Fe(OH)2]: Н2О + 2е- = Н20 + 2ОН?

Раствор

H2?

Fe(OH)2

Fe(OH)2

Катод (+)

-e?

Анод (–) Fe

19 [O2]I > [O2]II

[O2]I > [O2]II

на катоде (+)К: О2 + 2Н2О + 4е- ? 4ОН-

на аноде (?)А: Fe0 - 3e- ? Fe3+,

Fe3+ +3OH- ? Fe(OH)3,

Или fe0 - 2e- ? fe2+, fe2+ +2OH- ? fe(oh)2, 4fe(oh)2 + O2 +2H2O ? 4fe(oh)3.

3) разная конц-ция ок-ля на пов-сти металла

? (О2/Н2О) = +1,23 + 0,03lg[O2] ? 0,059рН

20 4. Коррозия под мех

4. Коррозия под мех

напряжением. Статические напряжения могут понижать термодинамическую устойчивость металла, разрушать защитные пленки. При неравномерном распределении механических напряжений сжатые области кристаллической решетки металлов вследствие перераспределения электронов, заряжаются положительно, а растянутые - отрицательно. При одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений происходит растрескивание металла (или ножевая коррозия) - один из наиболее опасных видов коррозионного разрушения.

21 ?сжат >

?сжат >

растяж

?

+

4. Коррозия под механ. напряжением

Ножевая или транскристаллитная коррозия

Растяжение

Сжатие

на аноде (?) А: Fe0 - 3e- ? Fe3+

на катоде (+) К: О2 + 2Н2О + 4е- ? 4ОН-

22 Защита металлов от коррозии

Защита металлов от коррозии

Легирование металлов

Электрохимичес-кая защита

Обработка коррозионной среды

Защитные покрытия

Металлические

Протекторная

Неметалли-ческие

Химические

Внешним током

Полимеры

Гуммирование

Катодные

Оксидирование

Диффузионная металлизация

Фосфатирование

Анодные

Лаки, краски

Силикаты, эмали

Азотирование

Смазки, пасты

Пассивирование

Алитирование

Хромирование

Метод окунания

23 К[sn]: 2H+ + 2 e-

К[sn]: 2H+ + 2 e-

H20 (ph? 7); H2O + O2 + 4 e- ? 4 OH- (ph = 7)

А[fe]: fe0 - 2 e- ? fe2+ fe2+ + 2 OH- ? fe(oh)2 4fe(oh)2 + O2 + 2H2O ? 4fe(oh)3

Катодное покрытие - это покрытие более активного металла менее активным. Пример: железо, покрытое оловом (луженое железо). Тип покрытия легко определяется при нарушении его целостности. При наличии тонкой плёнки влаги образуется гальваническая пара, в к-рой анодом явл-ся более активный металл - железо, а катодом - менее активный металл (олово – покрытие). Более активный металл - железо - будет окисляться, корродировать, а на менее активном металле - олове - будут протекать восстановительные процессы.

Принцип защиты основан на том, что менее активный металл более стоек к коррозии, и пока он сохраняет целостность, основной металл защищён от коррозионно-активной среды. В местах нарушения покрытия защищаемый металл будет подвергаться коррозии.

24 (?)А[zn]: zn0 – 2e-

(?)А[zn]: zn0 – 2e-

zn2+; zn2+ + 2OH- ? zn(oh)2.

Е?

(+)К [Fe]: 2H+ + 2e- ? H20 (при рН? 7) или О2 + 2Н2О + 4е- ? 4ОН- (при рН = 7 ).

Анодное покрытие - это покрытие менее активного металла более активным, например, железо - цинком (оцинкованное железо) . При нарушении целостности покрытия в образовавшемся гальваническом элементе металл покрытия (цинк) становится анодом и разрушается:

H2O

Zn2+

Н2

Zn

A

Fe

K

Схема коррозии.

Таким образом, анодное покрытие будет защищать основной металл и при нарушении его целостности.

25 А [zn]: zn0 – 2e-

А [zn]: zn0 – 2e-

zn2+ zn2+ + 2OH- ? zn(oh)2

К [Fe]: 2Н+ + 2е- ?Н2 ( рН? 7 ) 2H2O + O2 + 4e- ? ( pH ? 7 )

Протекторная защита состоит в том, что к защищаемой конструкции присоединяется более активный металл (протектор). На рис.13 представлена схема протекторной защиты трубопровода, находящегося во влажном грунте. К трубопроводу присоединен цинк, образуется гальванический элемент, в котором протектор-цинк, как более активный металл, будет посылать свои ионы во влажную почву, а по проводнику будут двигаться электроны к защищаемому объекту, т.е. протектор является анодом, а трубопровод – катодом.

В качестве протектора для защиты стальных конструкций применяют чистый цинк или сплавы алюминия с цинком, а также сплавы на основе магния.

26 Защита внешним током или катодная защита - защита металла от коррозии

Защита внешним током или катодная защита - защита металла от коррозии

с помощью постоянного тока от внешнего источника. Защищаемый объект (трубопровод) присоединяется к отрицательному полюсу источника тока, т.е. в качестве катода, а к положительному, аноду - железный лом (или старый рельс), который разрушается, сохраняя тем самым трубопровод .

Анод (старый рельс): Fe0 – 2e- ? Fe2+ Fe2+ + 2OH- ? Fe(OH)2.

Катод (трубопровод): 2H2O + O2 + 4e- ? 4OH-.

Катодную защиту применяют для защиты от коррозии подземных металлических сооружений: нефте-, газо-, водопроводов и др.

27 КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ Коррозионные процессы чрезвычайно

КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ Коррозионные процессы чрезвычайно

многообразны и их классификация проводится по разным признакам. По механизму процесса: химическая, электрохимическая и биологическая (рис.1). По условиям протекания (рис.1): - газовая; - в жидкостях-неэлектролитах; - в водных р-рах электролитов (солевая, кислотная, щелочная и т.п.); - атмосферная; - аэрационная; - подземная; - под действием блуждающих токов; - под механическим напряжением. По характеру коррозионных поражений (рис.2): 1) равномерная; 2) неравномерная; 3) структурно-избирательная; 4) пятнами; 5) язвами; 6) питтинг или точками; 7) межкристаллитная;8) транскристаллитная или ножевая; 9) подповерхностная.

28 Коррозия металлов
29 Коррозия металлов
«Коррозия металлов»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/korrozija-metallov-78957.html
cсылка на страницу

Коррозия

9 презентаций о коррозии
Урок

Химия

65 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по химии > Коррозия > Коррозия металлов