Корозія - складний фізико-хімічний процес. В її основі лежить електрохімічне (а не хімічна, як вважали раніше) розчинення металів і сплавів. У процесі корозії одночасно протікають як мінімум дві реакції: окислення і відновлення. Якщо одну з них з якоїсь причини вдається загальмувати, процес корозії істотно сповільнюється - метал стає корозійностійким.

При корозії окислюється (віддає один або кілька валентних електронів) метал, тобто на ньому протікає анодна реакція електрохімічного процесу. Цей процес можна представити у вигляді реакції

Ме → Me n + + ne -,

де е - валентний електрон; n - число електронів, "відданих" металом; Ме n + - метал в окисленні стані.

У зв'язаному катодному процесі відновлення (приєднання одного або кількох електронів) можуть брати участь різні агенти в залежності від природи корозійного середовища. Найчастіше таким агентом стає кисень. Саме він "відбирає" електрони, тобто відновлюється. Наприклад, для нейтральних середовищ, до яких відноситься вода, катодний процес можна представити наступною реакцією (корозія з кисневою деполяризацією):

О2 + 4е + 2 Н2О = 4 ОН.

Корозія елементів системи теплопостачання (агресивне середовище - вода) протікає з так званим катодних контролем, тобто катодний реакція загальмована в порівнянні з анодної, і вона визначає швидкість всього корозійного процесу. Захистити елементи системи теплопостачання можна, якщо максимально "задавити" катодний реакцію. Це роблять двома способами: видаливши з корозійного середовища (води) кисень або додавши в систему інгібітор (сповільнювач) корозії. Інгібітор, зазвичай далеко не нешкідливе хімічна речовина, додати в воду не завжди можливо. Тому, як правило, вибирають перший шлях - видалення кисню.

Слід зазначити, що корозія в системах теплопостачання - котлах, теплообмінних установках, трубах - протікає дуже активно і "злокачественно". Елементи з вуглецевої сталі, піддаючись дії гарячої води (80оС і вище), схильні до виразкової корозії - утворення корозійних каверн і свищів. Справа в тому, що після утворення пухкої, незащитную іржі (гидрооксида заліза) на поверхні стали утворюються так звані пари нерівномірної аерації - області з підвищеним і зниженим підведенням кисню. Ці пари самі починають працювати як локальні гальванічні елементи. Області зі зниженою аерацією (доставка кисню утруднена) виступають в якості анодів, які починають інтенсивно розчинятися, утворюючи виразки.

У гарячій воді цей процес відбувається дуже швидко, оскільки з ростом температури прискорюються як дифузія кисню в воді і на образующемся поверхневому оксиді стали, так і його іонізація, а отже, весь корозійний процес. Правда, одночасно зменшується розчинність кисню у воді. Тому в відкритих системах (наприклад, у відкритому водонапірної баку) максимальна швидкість корозії спостерігається до 80оС. При більш високій температурі починає превалювати фактор зниження розчинності кисню у воді і корозія кілька загальмовується. У закритих же системах, де кисень не може покинути систему, швидкість корозії зростає лінійно з температурою.

Вуглекислий газ сам по собі не небезпечний для стали, але він "подкисляет" воду, утворюючи вугільну кислоту, і тим самим провокує різновид корозії з водневою деполяризацією (наприклад, при котельні корозії) - процесу, в якому в катодний реакцію включається ще один агент - водень, а значить, прискорює катодний процес.

Крім того, вода, як правило, містить солі кальцію, які відкладаються у вигляді нерозчинного захисного шару на стінках труб і резервуарів. Однак при наявності в воді вуглекислого газу в концентрації, що перевищує деяку критичну величину, на поверхні стали не випадає захисний карбонат кальцію CaCO3, а утворюється розчинний бікарбонат кальцію Ca (HCO3) 2, що теж веде до корозії.

Див. В номері на ту ж тему

О. КУВШИНОВ - Іржа? Геть кисень!