Электрохимическая коррозия – это наиболее распространенный тип нарушения целостности металлической структуры. При этом не обязательно погружение детали в электролит. Часто бывает достаточно наличия тонкой пленки на поверхности материала.
Электрохимическая коррозия металлов происходит, в большей степени, в результате повсеместного применения технической и бытовой соли (хлорид калия и натрия). Чаще всего эти вещества используют в зимний период для быстрого устранения льда и снега с улиц городов. Больше всего, как показывает практика, ущерба таким образом наносится подземным коммуникациям и наземному транспорту.
Электрохимическая коррозия наблюдается на деталях машин, конструкций, приборов, находящихся в условиях почвы, грунта, воды (морской или речной), атмосферы, в растворах технического назначения, под воздействием смазочных, охлаждающих продуктов.
Разрушение могут спровоцировать блуждающие токи, которые возникают при утечке части тока из электрической цепи в почву или воду, а оттуда – в элементы конструкций. Там, где происходит обратный выход (из металлов в почву или воду) отмечается разрушение деталей – электрохимическая коррозия. Чаще всего блуждающие токи формируются в местах, где движется наземный транспорт (трамваи, железнодорожные локомотивы на электрической тяге). При этом, как показывают исследования, 1 Ампер за год способен растворить 33,4 кг свинца, 10,7 кг цинка и 9,1 кг железа.
Часто в развитии разрушения участвует несколько факторов.
Электрохимическая коррозия представляет собой особый процесс. Сплав (или самостоятельный материал) утрачивает часть имеющихся атомов. Они (атомы) переходят в виде ионов в электролитический раствор. Вместо утраченных металлом частиц появляются электроны, которые заряжают материал отрицательным зарядом. При этом электролит обладает зарядом положительным. Таким образом, электрохимическая коррозия формирует гальваническую пару. Окислительно-восстановительным реакциям в большей степени способствует неоднородность в химической структуре материала. Провоцирующими факторами в формировании анодов и катодов являются и участки остаточной деформации, отсутствие однородности в покрывающих металл защитных пленках.
Пронаблюдать разрушение деталей можно и в домашних условиях. Для этого потребуются три гвоздя, три стакана с солевым раствором (пищевая соль, растворенная в воде), небольшой кусочек цинка, медная проволока (изоляцию следует устранить).
Первый гвоздь опускается в стакан с солевой смесью. Ко второму следует прикрутить проволоку и также поместить в раствор (во второй стакан). Третий гвоздь опускается в третью емкость. Оставить на двое-трое суток. По истечении этого периода на всех трех гвоздях будет отмечаться ржавчина. Однако в самом плохом состоянии будет гвоздь с проволокой, в лучшем – с цинком. Такая разница связана с различной способностью металлов отдавать электроны.
Для защиты материала применяют метод изменения его потенциала. Следует отметить, что методика не связана с изоляцией. В качестве защиты применяют катодный (анодный) метод.
При этом защищаемую конструкцию, находящуюся в неблагоприятной (например, в почвенной) среде, присоединяют к катоду (заряженному отрицательно электроду) электрического источника. Таким образом, деталь становится катодом. В эту же среду помещают и старую деталь, присоединяя ее к аноду от внешнего источника. Коррозийный процесс приводит к разрушению старого металла, который становится анодом.
Существует также и протекторный тип защиты. В отличие от описанного выше, этот вариант предусматривает применение особого анода – протектора. В его качестве используют более активный, нежели у защищаемой конструкции, металл. В процессе коррозийного разрушения протектор выполняет задачу анода (положительного электрода) и, разрушаясь, предохраняет от нарушения целостности в охраняемой детали.
