Электрохимический механизм. Процесс, сопряженный с растворением металла, заключается в образовании газообразного водорода из ионов Н+, присутствующих в воде. Этот процесс присоединения электронов поддерживает процесс высвобождения электронов на аноде.
Водородная коррозия, ошибочно называемая химической, является в основном электрохимическим процессом, при котором возникают положительный и отрицательный электрические полюса, произвольно названные катодом и анодом, с циркуляцией электрического тока между ними.
На аноде происходит растворение металла или окисление, катод защищен от коррозии. Анодное растворение наблюдается только в том случае, если фактический потенциал металла в электролите ниже, чем потенциал водородного катода, который может образоваться:
- на металле с более положительным потенциалом, чем металл анода;
- на инородных загрязнениях (оксиды, обрастания);
- на неоднородностях кристаллического строения металла, в котором холоднокатаные или холоднотянутые участки становятся анодами по отношению к самому металлу.
Развитие коррозии ограничивается при низких концентрациях Н+ -ионов или при насыщении среды ионами Fe2+, которые вызывают образование защитных отложений гидроксида железа (II). Эти защитные отложения смываются при движении электролита; следовательно, водородная коррозия может быть приостановлена только в неподвижной воде.
Так как ионы железа поступают в раствор Е$й повышается, а Ев. понижается вследствие выделения газообразного водорода. Реакция прекращается при условии:
—0,44 + 0,029 lg [Fe2+] = —0,058 pH,
т.е. lg [Fe2+] = 15,1 — 2 pH.
Приведенная выше диаграмма Нернста может быть использована для расчета равновесного потенциала обоих электродов при различных значениях pH.
Горизонтальные линии характеризуют потенциал железного электрода, независимо от pH, при различных концентрациях ионов Fe2 в воде. Эти концентрации ограничены растворимостью иона, который имеет тенденцию осаждаться в форме гидроксида железа Fe(OH)2.
Описанный процесс в среде, не содержащей кислорода, приводит к разрушению металла, поэтому водородная коррозия проявляется как равномерная коррозия металла в результате одновременного существования большого числа катодов и анодов, способных даже изменять свою полярность.