4.10.2. Схема и стадии процесса коррозии с кислородной деполяризацией

Катодный процесс с участием кислорода включает ряд последовательных стадий (рис.4.4):

• растворение кислорода воздуха в электролите (первая стадия);
• транспорт растворенного кислорода в объеме электролита в результате движения последнего (вторая стадия);
• перенос растворенного кислорода сквозь приэлектродный слой к катодным участкам поверхности металла (третья и четвертая стадии);
• ионизация кислорода – электрохимическая реакция (пятая стадия):

(в нейтральных и щелочных растворах)

O2 + 4e- + 2H2OÛ 4OH-,                                                   (4.16)

O2 + 4e- + 4H+Û  2H2O ,                                                  (4.17)

• отвод ионов OH - от катодных участков поверхности корродирующего металла в глубину электролита (шестая стадия).

Рисунок 4.4  ―  Схема катодного процесса с кислородной деполяризацией

Катодный процесс с кислородной  деполяризацией может тормозиться  на стадии электрохимической реакции ионизации кислорода (кинетический контроль процесса), что приводит к появлению электрохимической поляризации (DjК)Э.Х.= q. Электрохимическую поляризацию еще называют перенапряжением ионизации кислорода. Этот вид поляризации наблюдается при небольших плотностях катодного тока, в сильно перемешиваемых электролитах, при очень тонкой пленке продуктов коррозии на металле (например, в случае атмосферной коррозии). В этом случае скорость коррозии определяется природой катодных включений.

Если катодный процесс испытывает торможение на стадиях массопереноса, то это приводит к концентрационной поляризации (DjК)КОНЦ. В этом случае катодный процесс находится в диффузионной области контроля. Он имеет место при плотностях катодного тока, близких к предельным, в спокойных электролитах, либо при наличии толстой пленки труднорастворимых продуктов коррозии (подземная коррозия). В этом случае скорость коррозии определяется размером или площадью катодных участков. Если размеры катодных участков много меньше толщины гидродинамического приэлектродного слоя , то скорость коррозии определяется  радиусом (rk) катодных участков (микрокатодов). В противном случае скорость коррозии зависит от площади (Sk) катодных участков (макрокатодов).

В обобщенной форме записи:

,                                                                   (4.18)

где − постоянные; − плотность катодного тока, характеризующая скорость протекания катодного процесса.

Таким образом, результирующее смещение катодного электродного потенциала (DjК) рассчитывается из выражения:

DjК=(DjК)Э.Х + (DjК)КОНЦ.                                                   (4.19)