Водена корозија је најраспрострањенији и економски најразорнији облик деградације метала у индустрији, маринац, инфраструктуре, и области хемијске обраде.
Сви процеси влажне електрохемијске корозије ослањају се на упарену анодну оксидацију метала и реакције катодне редукције.
Заснован на различитим механизмима катодне деполаризације, водена корозија метала је стриктно категорисана у два типа језгра: корозија еволуцијом водоника (ХЕЦ) и корозија апсорпције кисеоника (ОАЦ).
Ова два начина корозије управљају скоро свим сценаријима квара метала течне фазе, ипак се драстично разликују у електрохемијским принципима, еколошки покретачи, кинетика реакције, морфолошке карактеристике, и стратегије контроле.
Погрешна процена доминантног механизма корозије је водећи узрок неефикасног антикорозивног дизајна, превремени квар опреме, и повећани трошкови одржавања.
1. Шта је корозија апсорпције кисеоника?
Корозија апсорпције кисеоника, тачније назван корозија редукције кисеоника, је један од најчешћих електрохемијских механизама корозије који утичу на угљенични челик и друге метале у воденим срединама.
Посебно је заступљен у неутралној и благо алкалној води, где растворени кисеоник делује као главни катодни реактант који одржава растварање метала.
Механизам је лако превидети јер не изазива нужно брзу или драматичну штету на почетку. Уместо тога, корозија се може одвијати релативно споро али континуирано.
Током месеци или година, овај постепени губитак метала може смањити дебљину зида, стварају производе корозије, покренути локализовани напад, и на крају доводе до цурења или перфорације.

Једноставна инжењерска интерпретација је:
Вода обезбеђује електролит, растворени кисеоник одржава катодну реакцију, а метал снабдева електроне кроз анодно растварање.
Због тога је корозија кисеоником посебно важна у системима у којима је вода више пута изложена ваздуху или непрекидно циркулише.
Типична индустријска окружења укључују централне системе за климатизацију расхлађене воде, индустријске расхладне водене петље, расхладни торњеви, општинских и грађевинских водовода, резервоари, Измењивачи топлоте, и разни системи за пречишћавање воде.
Иако неутрална и слабо алкална вода је класично окружење, редукција кисеоника такође може учествовати у корозији у киселим условима.
Повећање киселости генерално мења катодну кинетику и може убрзати укупну корозију, док редукција кисеоника може наставити да делује упоредо са реакцијама еволуције водоника.
Где се јавља корозија због апсорпције кисеоника?
Корозија редукцијом кисеоника може се развити кад год је метална површина изложена воденом електролиту који садржи растворени кисеоник.
Озбиљност зависи од концентрације кисеоника, хемија воде, температура, проток, стање површине, и способност кисеоника да дође до метала.
Централни системи ХВАЦ и расхладне воде
Отворени или слабо одзрачивани циркулациони системи могу континуирано уносити кисеоник у воду.
Пумпе, експанзиони резервоари, воде за шминкање, цурења, а све активности одржавања могу пружити прилике за улазак ваздуха.
Цевоводи и компоненте од угљеничног челика могу постепено развити општу корозију, наслаге рђе, и локализовани напад када кисеоник није адекватно контролисан.
Индустријски системи расхладне воде
Системи за хлађење често комбинују циркулацију воде, повишена температура, растворене соли, и континуирани контакт са ваздухом.
Расхладни торњеви су посебно релевантни јер је вода намерно изложена атмосфери.
Ово ствара континуирано снабдевање кисеоником који може да подржи корозију на цевима од угљеничног челика, Измењивачи топлоте, резервоари, и другу металну опрему.
Расхладни торњеви
Расхладни торњеви су класична окружења богата кисеоником јер се вода дистрибуира на великим површинама и директно ступа у интеракцију са атмосферским ваздухом.
Комбинација од:
Велики интерфејс вода-ваздух + континуирана циркулација + растворене соли + варијација температуре
може створити повољне услове за корозију ако се хемијом воде и контрола корозије не управља правилно.
Општински и грађевински водоводни системи
Цијеви за дистрибуцију воде и системи за складиштење такође могу искусити корозију узроковану кисеоником, посебно тамо где вода остаје газирана и где су присутни метали склони корозији.
Секције са малим протоком, мртве ноге, слабо исушена подручја, а стајаћа вода може створити значајне разлике у локалној концентрацији кисеоника и стога допринети локализованој корозији.
Системи чисте или третиране воде на собној температури
Чак и релативно чиста вода није аутоматски некорозивна. Ниска јонска контаминација може смањити проводљивост електролита, али растворени кисеоник и даље може да учествује у електрохемијским реакцијама.
Резултирајуће понашање корозије зависи од метала, температура, концентрација кисеоника, услови протока, и површински филм.
Како функционише корозија која апсорбује кисеоник?
Процес корозије се састоји од спрегнутих анодних и катодних реакција.
У анодном региону, метал губи електроне и улази у околну воду као метални јони.
Ти електрони затим путују кроз металну структуру ка катодним регионима, где се растворени кисеоник редукује.
За гвожђе и угљенични челик, упрошћени низ је:
Растварање метала → ослобађање електрона → редукција кисеоника → формирање хидроксида → развој производа корозије
Растворени кисеоник стога делује као акцептор електрона који омогућава да се реакција анодног растварања настави.
Ово објашњава зашто се корозија може наставити чак и када метална површина изгледа визуелно стабилна.
Електрохемијски процес се дешава на микроскопским анодним и катодним местима која се могу померати током времена.
Евентуални видљиви производи - смеђа рђа, црни оксиди, наранџасте наслаге, или дебели нодули корозије—су секундарни производи електрохемијских реакција, а не сам почетни механизам корозије.
Температура такође мења понашање корозије кисеоником
Температура има конкурентне ефекте.
Повећање температуре генерално убрзава кинетику електрохемијске реакције и процесе повезане са дифузијом.
Истовремено, растворљивост кисеоника у води генерално опада како температура расте на атмосферском притиску.
Сходно томе, ефекат температуре на корозију редукције кисеоника не може се предвидети само из температуре.
За инжењерске системе, потребно је размотрити:
Температура + растворени кисеоник + проток + хемија воде + стабилност корозионог филма
Ово је посебно важно за системе хлађења и измењиваче топлоте где се температура воде може значајно променити у целом кругу.
Типичне карактеристике корозије при апсорпцији кисеоника
| Карактеристично | Типично понашање |
| Типично окружење | Газирани водени системи, посебно неутрална или благо алкална вода |
| Катодни реактант | Растворен кисеоник |
| Стопа корозије | Често умерено или релативно споро, али континуирано |
| Главни ризик | Дуготрајни губитак метала |
| Локализована корозија | Снажно повезан са диференцијалном аерацијом |
| Заједнички депозити | Руст, скала, муљ, производи корозије |
| Типична штета | Стање зидова, прикудан, туберкулација, перфорација |
| Флов Инфлуенце | Утиче на транспорт кисеоника и површинске филмове |
| Кисеонички утицај | Обично јака |
| Ефекат деаерације | Може значајно да смањи активност редукције кисеоника |
| Дугорочне последице | Смањена дебљина зида и радни век |
Основна стратегија против корозије за корозију која апсорбује кисеоник
Централни циљ је да се смање услови који дозвољавају редукцију кисеоника да се одржи анодно растварање метала.
Смањите излагање кисеонику
Где дизајн система дозвољава, смањење уласка ваздуха и раствореног кисеоника може смањити покретачку силу корозије редукције кисеоника.
Могуће мере укључују контролисано одзрачивање, минимизирање непотребног увлачења ваздуха, и смањење поновљене изложености циркулишуће воде атмосферском кисеонику.
Користите инхибиторе корозије
Одговарајући инхибитори могу ометати анодно растварање, катодне реакције, или обоје.
Избор мора бити заснован на специфичном металу, хемија воде, радна температура, и еколошки захтеви.
Поставите заштитне фолије
За неке водоводне системе, третмани пре снимања или пасивизације могу створити заштитно стање површине. Ефикасност у великој мери зависи од хемије материјала и воде.
Контролна вага и муљ
Уклањање наслага помаже у спречавању развоја ћелија диференцијалне аерације.
Пречишћавање воде, филтрација, ударац по цени, чишћење, и контрола наслага стога може индиректно смањити локализовану корозију кисеоника.
Контролна хемија воде
пХ, алкалност, проводљивост, хлорид, растворене чврсте материје, микробиолошка активност, и концентрација инхибитора може утицати на понашање корозије.
Контрола пХ је важна, али корозија кисеоника не би требало да се сведе на једноставан проблем „подешавања пХ”..
Доступност кисеоника и диференцијална аерација могу остати важни чак и када је пХ унутар предвиђеног радног опсега.
2. Шта је корозија еволуције водоника?
Еволуција водоника корозија је електрохемијски механизам корозије у коме катодна реакција производи водоник на површини метала.
Најјаче је повезан са киселим воденим срединама, где су јони водоника лако доступни да прихвате електроне ослобођене током анодног растварања метала.
У поређењу са корозијом која смањује кисеоник, што је често упоран процес у газираној води, корозија еволуцијом водоника може бити много агресивнија у довољно киселим условима.
За угљенични челик и многе друге активне метале, снижавање пХ раствора може значајно повећати брзину анодног растварања јер катодна реакција еволуције водоника може да се одвија лако.
Због тога се током киселог кисељења често сусрећемо са еволуцијом водоника, хемијско чишћење, оштар, операције киселинског процеса, руковање киселим отпадним водама, и други процеси који укључују растворе са ниским пХ.

Поједностављени практични опис је:
Метал губи електроне, јони водоника троше те електроне, а на површини се формира гас водоник.
Видљиви мехурићи водоника стога нису узрок корозије. Они су производ катодне реакције која омогућава да се оксидација метала настави.
Сценарији појављивања
Еволуција водоника је посебно важна када је електролит кисео или када је метал подвргнут јакој катодној поларизацији.
Уобичајени сценарији укључују:
- Кисело кисељење: Киселина уклања каменац оксида са челика, али прекомерно излагање такође може напасти основни метал.
- Хемијско уклањање каменца и чишћење: Кисели раствори који се користе за уклањање наслага могу наставити да растварају подлогу након што се талог елиминише.
- Системи киселих отпадних вода: Отпадне воде са ниским пХ могу континуирано нападати цеви од угљеничног челика, резервоари, и другу опрему.
- Системи киселе процесне воде: Индустријске течности које садрже минералне или органске киселине могу изазвати агресивну корозију.
- Катодска заштита: Претерано негативни потенцијали могу повећати производњу водоника, посебно на челицима високе чврстоће.
- Електрохемијска обрада: Водоник може да еволуира током галванизације, елецтровиннинг, кисело, и други катодни процеси.
Озбиљност зависи од више од пХ вредности. Концентрација киселине, температура, време излагања, киселински тип, састав легура, стање површине, проток, а ефикасност инхибитора може значајно да промени брзину корозије.
Механизам корозије
Корозија еволуцијом водоника састоји се од спрегнутих анодних и катодних процеса.
На анодним местима, метал губи електроне и раствара се у електролиту.
Ослобођени електрони путују кроз метал ка катодним местима, где их конзумирају врсте које садрже водоник.
У киселој средини, јони водоника се редукују на површини, коначно формирајући молекуларни водоник. У мање киселим срединама, редукција воде може да обезбеди извор водоника.
Целокупни процес се стога може схватити као:
Растварање метала → пренос електрона → редукција водоника → површинско формирање водоника → развијање гасовитог водоника
Кисело окружење
У јако киселим растворима, редукција протона може се лако одвијати на многим активним металима.
Ово омогућава катодној реакцији да одржи брзо анодно растварање, због чега угљенични челик може веома брзо да кородира при неконтролисаном третману киселином.
Сурфаце Кинетицс
Еволуција водоника у великој мери зависи од површине метала. Превелики потенцијал водоника, каталитичка активност, оксидни филмови, легирајућих елемената, депозити, и стање површине утичу на брзину реакције.
Сходно томе, два метала изложена истој киселини могу показати значајно различито понашање корозије.
Улазак водоника у метал
Не мора сав површински генерисан водоник излазити као гас. Фракција може остати адсорбована на површини и, под погодним условима, ући у метал.
Ово ствара потенцијални низ:
Генерисање водоника → адсорпција → апсорпција → дифузија/хватање
За осетљиве челике високе чврстоће, апсорбовани водоник може допринети крхкости водоника или пуцању уз помоћ водоника када се комбинује са одговарајућим напрезањем и микроструктурним условима.
Важно, еволуција водоника и водонична кртост нису синоними.
Еволуција водоника обезбеђује потенцијални извор водоника; осетљивост материјала и упијање водоника одређују да ли ће се развити значајна оштећења.
Типичне карактеристике
Корозија еволуцијом водоника има неколико карактеристика које је разликују од корозије редукције кисеоника.
| Карактеристично | Корозија еволуцијом водоника |
| Типично окружење | Кисели водени медији; такође јако катодни услови |
| Катодни реактант | Јони водоника или вода |
| Главни производ | Молекуларни водоник |
| Стопа корозије | Може постати изузетно висок у агресивном киселом окружењу |
| Видљива индикација | На површини метала могу се појавити мехурићи водоника |
| Формирање рђе | Често ограничено јер производи корозије могу остати растворени или уклоњени |
| Губитак метала | Може бити брз и релативно уједначен |
| Главни контролни фактори | пХ, потенцијал, температура, кинетика површине, састав електролита |
| Потреба за кисеоником | Ниједан |
| Упијање водоника | Могуће |
| Главни додатни ризик | Оштећења уз помоћ водоника у осетљивим материјалима |
Једна посебно важна карактеристика је да јака корозија не производи нужно обиље рђе.
У киселој средини, Производи корозије гвожђа могу остати растворени уместо да формирају дебеле црвенкасто-браон наслаге које се обично примећују у газираној неутралној води.
Као резултат, компонента може изгледати релативно чиста док се јавља значајан губитак основног метала.
Основна стратегија против корозије
Основни циљ је контрола хемијских и електрохемијских услова који дозвољавају прекомерно растварање метала и стварање водоника.
Контролишите концентрацију киселине
Користите само концентрацију киселине која је потребна за постизање циља чишћења или обраде. Вишак киселости може убрзати напад супстрата.
Ограничите време експозиције
Третман киселином треба да има дефинисан прозор процеса. Када се каменац или наслаге уклоне, континуирано излагање повећава губитак основног метала без пружања еквивалентних предности процеса.
Контрола температуре
Више температуре могу убрзати кинетику електрохемијске реакције.
Чишћење киселином стога треба да ради у оквиру валидираног температурног опсега, а не да се ослања на непотребно високе температуре.
Користите одговарајуће инхибиторе корозије
Инхибитори могу да смање напад киселине на основни метал док дозвољавају киселини да изврши своју предвиђену функцију чишћења.
Тачан инхибитор и концентрација морају бити валидирани за одређену киселину, легура, и радна температура.
Одмах исперите и неутралишите
После третмана киселином, заосталу киселину треба брзо уклонити одговарајућим поступцима испирања и неутрализације како би се спречио наставак напада током складиштења или накнадне обраде.
Контролишите катодну заштиту
За заштићене објекте, потенцијал треба одржавати у оквиру специфицираног контролног опсега. Претерано негативни потенцијали могу повећати еволуцију водоника и створити ризике од узимања водоника.
Узмите у обзир подложност материјала
Где је стварање водоника неизбежно, избор материјала треба да узме у обзир осетљивост на водоник, посебно за челике високе чврстоће и друге легуре склоне пуцању уз помоћ водоника.
3. Редукција кисеоника вс. Корозија еволуцијом водоника: Фундаментална разлика
Иако су оба механизма катодни процеси који подржавају анодно растварање метала, суштински се разликују по реактантима, еколошки захтеви, контролни фактори, Понашање корозије, и стратегије превенције.
| Кључни фактор | Корозија редукције кисеоника | Корозија еволуцијом водоника |
| Прецисе Терм | Смањење кисеоника / деполаризација кисеоника | Еволуција водоника |
| Катодни реактант | Растворен кисеоник | Јони водоника или вода |
| Типично окружење | Аератед, неутрална или благо алкална вода | Кисела вода или јако катодно поларизовани услови |
| Зависност од раствореног кисеоника | Високо | Ниједан |
| пХ утицај | Важно, али доступност кисеоника је често критична | Јак, посебно у киселим растворима |
| Главни катодни производ | Хидроксид или вода, у зависности од пХ вредности и путање | Молекуларни водоник |
| Типично корозивно понашање | Често постепено и упорно | Може бити брз и озбиљан у агресивним киселим срединама |
| Главно кинетичко ограничење | Често пренос масе кисеоника на површину метала | Кинетика редукције протона/воде и површинска каталитичка активност |
| Ефекат деаерације | Обично у великој мери потискује катодну реакцију | Не елиминише еволуцију водоника |
Диференцијална аерација |
Главни механизам; може промовисати локализовану корозију | Није механизам за дефинисање |
| Типичан изглед корозије | Руст, оксиди, наслаге корозије, прикудан | Често мало конвенционалне рђе; површина може бити брзо урезана или растворена |
| Формирање гаса | Обично се не карактерише еволуцијом гаса водоника | Могу се формирати мехурићи водоника |
| Локализовани потенцијал корозије | Висок тамо где постоје градијенти концентрације кисеоника | Више зависи од хемије киселина, стање површине, и локални електрохемијски услови |
| Ризик од узимања водоника | Генерално секундарно | Потенцијално значајно за осетљиве легуре |
| Типични индустријски примери | Системи расхладне воде, ХВАЦ циркулацијска вода, цевоводи, резервоари, расхладни торњеви | Кисело кисељење, чишћење киселином, оштар, киселе отпадне воде, катодска заштита |
| Стратегија примарне контроле | Контрола кисеоника, инхибитори, заштитне фолије, управљање депозитима | Контрола концентрације/времена/температуре киселине, инхибитори, неутрализација, потенцијална контрола |
| Главни инжењерски концерн | Дуготрајно стањивање зидова и локализовани напад | Брзи губитак метала и могућа оштећења водоником |
4. Редукција кисеоника и еволуција водоника у реалним корозивним системима
У стварним индустријским окружењима, корозија ретко прати савршено изолован механизам.
Смањење кисеоника и еволуција водоника могу се десити истовремено, такмичити за катодну струју, или постати доминантан на различитим локацијама и фазама службе.
Баланс зависи од раствореног кисеоника, пХ, потенцијал електроде, температура, састав електролита, услови протока, и електрохемијске карактеристике површине метала.
Ово је посебно важно када се анализирају кварови. Идентификација околине једноставно као „кисеоничка корозија“ или „киселина корозија“ можда неће бити довољна.
Доминантна катодна реакција се може променити како се локално окружење мења.
Газирана неутрална вода: Редукција кисеоника обично доминира
У отвореним или оксигенисаним системима воде, растворени кисеоник је лако доступан на површини метала.
За многе системе угљеник-челик који раде близу неутралног пХ, редукција кисеоника је стога важан катодни процес.
Типични примери укључују:
- Индустријски кругови расхладне воде
- Расхладни торњеви
- Отворени резервоари за складиштење
- ХВАЦ циркулациони системи
- Водоводни цевоводи
- Атмосферски водени филмови
Под овим условима, корозија се често карактерише постепеним али упорним губитком метала.
Циркулација воде може континуирано допуњавати растворени кисеоник, док наслаге и стагнирајуће зоне могу створити локалне разлике у концентрацији кисеоника.
Главни инжењерски проблеми су опште стањивање зидова, диференцијално-аерационе корозије, прикудан, и локализовани напад уз помоћ депозита.
Деаератед Ватер: Уклањање кисеоника мења катодни пут
Одзрачивање може значајно да потисне смањење кисеоника, али не мора нужно да елиминише корозију.
Једном растворени кисеоник постаје оскудан, други катодни процес може подржати потрошњу електрона.
У зависности од пХ, потенцијал, температура, и површине материјала, редукција воде и еволуција водоника могу постати све важнији.
Ово производи важну инжењерску дистинкцију:
Одзрачивање може уклонити један главни катодни пут без да метал буде електрохемијски неактиван.
Резултирајућа стопа корозије може се значајно смањити, али преостали катодни процес се ипак мора узети у обзир.
Ово је посебно релевантно у затвореним индустријским системима воде где се концентрација кисеоника може континуирано мењати током покретања, гашење, одржавање, или хемијски третман.
Кисели и газирани раствори: Обе реакције могу коегзистирати
Кисели раствор може да садржи и јоне водоника и растворени кисеоник.
Под овим условима, катодна површина може да подржава:
Смањење кисеоника
и
Еволуција водоника
у исто време.
Која реакција више доприноси укупној катодној струји зависи од кинетике површине метала, транспорт кисеоника, пХ, и потенцијал електроде.
На почетку експозиције, кисели раствор богат кисеоником може показати значајну активност редукције кисеоника.
Како се кисеоник троши или транспорт постаје ограничен, еволуција водоника може постати релативно важнија.
На тај начин, катодни механизам може еволуирати с временом:
Богати кисеоником → мешовито катодно понашање → осиромашени кисеоником → већи допринос водоника
Ово динамичко понашање је посебно важно у пукотинама, депозити, затворене посуде, и стагнирајући одсеци.
Корозија од пукотина и испод наслага
Пукотине представљају класичан пример како се локална катодна реакција може променити.
На почетку експозиције, кисеоник може бити присутан и унутар и изван пукотине.
Пошто затворена област троши кисеоник брже него што се може допунити, концентрација кисеоника унутар пукотине се смањује.
Спољна површина може наставити да подржава смањење кисеоника, док пукотина осиромашена кисеоником постаје релативно анодна.
Ово ствара локализовану електрохемијску ћелију:
| Регион | Типично стање | Електрохемијска тенденција |
| Спољашња пукотина | Већа доступност кисеоника | Више катодичан |
| Унутрашња пукотина | Недостатак кисеоника | Више анодних |
| Унутрашњост пукотина | Ограничен пренос масе | Локализовано растварање метала |
Како се корозија развија, локална хемија може постати све агресивнија.
Концентрација хлорида, киселост, производи хидролизе, а акумулација производа корозије може додатно убрзати локализовани напад.
Важна ствар је да редукција кисеоника може бити одговорна за електрохемијску покретачку силу изван пукотине, док се унутар њега дешава озбиљно растварање метала.
Системи расхладне воде: Практични индустријски пример
Системи расхладне воде често садрже све варијабле које отежавају дијагнозу корозије:
Растворен кисеоник + проток + температура + соли + депозити + микроорганизми + мењање хемије
Редукција кисеоника може доминирати катодним понашањем у оксигенисаним деловима кола.
Истовремено, наслаге и биофилми могу створити микроокружење осиромашено кисеоником где локализована корозија постаје озбиљна.
Резултат може бити варљиво блага просечна стопа корозије у комбинацији са локалним дубоким јамама.
Из овог разлога, праћење само хемије воде у расутом стању можда неће на адекватан начин описати стање корозије појединачних компоненти.
Кисело кисељење и хемијско чишћење
Кисело чишћење пружа контрастно окружење.
Киселина је намењена уклањању каменца или наслага, али иста хемија такође може да нападне изложену подлогу.
Еволуција водоника постаје важна катодна реакција, посебно када је раствор јако кисео.
Могу се појавити видљиви мехурићи када се ствара водоник.
Типична секвенца процеса је:
Уклањање каменца → изложеност супстрату → континуирани напад киселине → еволуција водоника → губитак метала
Ако се процес чишћења настави предуго, оператер може уклонити не само нежељене наслаге већ и све већу количину основног метала.
Због тога концентрација киселине, температура, време третмана, концентрација инхибитора, а испирање након чишћења треба контролисати као један процес, а не независно.
Катодска заштита: Контрола корозије може повећати производњу водоника
Катодна заштита намерно помера заштићену структуру ка негативнијем потенцијалу за сузбијање анодног растварања.
Ово може бити веома ефикасно за цевоводе, Морске структуре, резервоари, и закопани челични системи.
Међутим, како потенцијал постаје све негативнији, еволуција водоника може постати важнија.
Ово ствара критичан инжењерски компромис:
Нижа анодна корозија ↔ потенцијално већа производња водоника
За материјале подложне пуцању уз помоћ водоника, посебно неки челици високе чврстоће, прекомерна катодна поларизација може стога да уведе другачији механизам квара чак и док се уобичајена корозија смањује.
Катодна заштита би стога требало да буде дизајнирана око материјала, окружење, стање премаза, и применљивим критеријумима заштите, него једноставно максимизирање негативног потенцијала.
Текућа вода: Транспорт кисеоника и пренос масе
Проток може снажно утицати на корозију редукције кисеоника променом транспорта раствореног кисеоника до металне површине.
Већи проток може смањити дебљину граничног слоја дифузије и повећати транспорт кисеоника.
Међутим, резултат није универзално већа стопа корозије јер проток може истовремено модификовати заштитне фолије, уклањање производа корозије, дистрибуција инхибитора, и ерозије.
При довољно великим брзинама, ерозија-корозија може постати важно.
На еволуцију водоника такође може утицати проток, али његов однос са протоком је генерално другачији јер катодни реактант није растворени кисеоник.
Проток може уместо тога да модификује локалну концентрацију, стање површине, температура, и уклањање мехурића водоника.
Температура мења равнотежу између два механизма
Температура утиче и на смањење кисеоника и на еволуцију водоника, већ кроз различите и понекад конкурентске механизме.
Повећање температуре генерално убрзава електрохемијску кинетику.
Истовремено, концентрација раствореног кисеоника у води се обично смањује како температура расте на датом притиску.
Сходно томе:
Виша температура → бржа кинетика реакције
али такође:
Виша температура → нижа равнотежна растворљивост кисеоника
Нето резултат корозије редукције кисеоника стога није увек једноставан.
Еволуција водоника такође може да се убрза са температуром јер се кинетика реакције генерално повећава, али резултујуће понашање корозије и даље зависи од пХ вредности, потенцијал, стање површине, и материјалну подложност.
5. Закључак
Корозија еволуције водоника и корозија апсорпције кисеоника су два основна електрохемијска механизма водене корозије метала, са суштинским разликама у прилагођавању животне средине, кинетика реакције, морфолошка оштећења, и логику управљања.
Корозија еволуцијом водоника јавља се у киселим срединама са ниским садржајем кисеоника, са уједначеним растварањем метала контролисаним међуфазним електрохемијским реакцијама.
Апсорпциона корозија кисеоника доминира у неутралној/алкалној води богатој кисеоником, представља деструктивну локализовану корозију ограничену преносом масе дифузијом кисеоника.
Већина кварова индустријске водене опреме потиче од корозије апсорпције кисеоника, док је корозија еволуцијом водоника ограничена на специфичне сценарије киселих процеса.
За контролу индустријске корозије, прво идентификовање доминантног механизма корозије, затим усвајање циљане селекције материјала, средње подешавање, а мере заштите могу максимизирати антикорозивну ефикасност, смањити стопе отказа опреме, и нижи дугорочни трошкови рада и одржавања.
Овладавање ова два основна механизма је основна претпоставка професионалног пројектовања корозије и анализе кварова.
Постављана питања
Која је главна разлика између редукције кисеоника и еволуције водоника?
Редукција кисеоника користи растворени кисеоник као катодни реактант, док еволуција водоника редукује водоникове јоне или воду и производи водоник.
Смањење кисеоника је снажно повезано са газираном водом, док еволуција водоника постаје посебно важна у киселим или јако катодно поларизованим срединама.
Могу ли се редукција кисеоника и еволуција водоника десити истовремено?
Да. Кисели раствор може да садржи и растворени кисеоник и јоне водоника, омогућавајући да се обе катодне реакције одвијају истовремено.
Њихов релативни допринос зависи од пХ вредности, концентрација кисеоника, потенцијал електроде, кинетика површине, и масовни трансфер.
Да ли уклањање раствореног кисеоника зауставља корозију?
Не. Одзрачивање може снажно потиснути смањење кисеоника, али друге катодне реакције, укључујући редукцију воде и еволуцију водоника, може наставити под одговарајућим условима.
Зашто недостатак кисеоника узрокује корозију у пукотинама?
Кисеоник унутар ограниченог пукотина се троши брже него што се може допунити.
Ово ствара ћелију диференцијалне аерације у којој регион осиромашен кисеоником постаје релативно анодичан и доживљава концентрисано растварање метала.
Да ли еволуција водоника увек значи крхкост водоника?
Не. Еволуција водоника представља потенцијални извор апсорбованог водоника, али водонична кртост захтева осетљив материјал и одговарајуће комбинације упијања водоника, стрес, и микроструктурни услови.
Да ли већи растворени кисеоник увек значи бржу корозију?
Не обавезно. Растворен кисеоник може повећати катодни капацитет за редукцију кисеоника, али стварна корозија зависи од пасивних филмова, инхибитори, трансфер масе, анодна кинетика, стање површине, и локализована хемија.
Који механизам корозије је опаснији?
Ниједан механизам није универзално опаснији.
Смањење кисеоника може подржати озбиљну локализовану корозију и дуготрајно продирање у зид, док еволуција водоника може изазвати брзи напад киселине и може довести до оштећења уз помоћ водоника. Ризик зависи од материјалног и услужног окружења.



