www.mexanik.ru

ПРЕДИСЛОВИЕ

В последнее десятилетие проблема коррозии металлов стала предметом пристального внимания не только исследователей и инженеров, непосредственно работающих в этой области, но также руководителей промышленности и планирующих органов промышленных стран. К началу этого десятилетия, как известно, экономические потери от коррозии в этих странах достигли размеров, сравнимых с вложениями в развитие крупных отраслей производства и даже превосходящие их. Стало очевидным, кроме того, что дальнейший прогресс во многих отраслях промышленности и техники практически немыслим без новых достижений в области противокоррозионной защиты.

Возросло внимание к коррозионной науке как единственно надежному источнику новых технических идей для создания конструкционных материалов с повышенной химической стойкостью и разработки более совершенных и экономичных методов противокоррозионной защиты. Под влиянием непрерывно возрастающих требований к результатам коррозионных исследований заметно повысился их экспериментальный и теоретический уровень. Для исследования кинетики и механизма взаимодействия металлов и сплавов с агрессивными средами широко начали применяться современные физические и физико-химические методы. В своем развитии наука о коррозии стала шире и плодотворнее опираться на достижения смежных областей химии и физики. Отчетливо наметилось преодоление исторически сложившейся излишней обособленности коррозионной науки от других разделов физической химии, из-за которой на протяжении продолжительного периода коррозия традиционно рассматривалась как чисто техническая дисциплина, что явно мешало правильной оценке сложности и фундаментальности чисто научных аспектов проблемы.

По своей природе процессы коррозии металлов в растворах электролитов являются электрохимическими. Поэтому из всех успехов физико-химической науки наибольшее значение для развития учения о коррозии металлов имели и имеют достижения в области электрохимии. Об этом убедительно свидетельствует предлагаемая читателю книга известного исследователя ФРГ в области коррозии профессора Кеше. В ней, пожалуй, впервые в коррозионной литературе процессы коррозии металлов в их разнообразном проявлении последовательно и весьма плодотворно рассматриваются с позиций современной электрохимии и прежде всего с позиций учения о кинетике электродных реакций.

Опираясь на обширный экспериментальный материал, автор книги убедительно показал, что успехи электрохимии последних десятилетий открыли путь не только для глубокого понимания кинетики и механизма коррозионных процессов и количественной трактовки их закономерностей, но и явились надежным ориентиром в поисках эффективных путей сознательного регулирования скорости коррозии как за счет направленного легирования самого металла и модифицирования состава агрессивной среды, так и за счет регулирования величины электродного потенциала.

В отличие от многих других книг в данной области, монография Кеше не может служить справочником по коррозионной стойкости конструкционных материалов в агрессивных средах различного состава. Однако это ни в коей мере не снижает ее ценности, ибо в ней рассматриваются научные принципы, которыми следует руководствоваться при выборе конструкционного материала применительно к конкретным условиям его эксплуатации, определении оптимальных условий использования материалов различного состава и структуры, выборе наиболее эффективных методов противокоррозионной защиты, что и для инженера-конструктора, создающего новые машины и аппараты, и для инженера-технолога, занятого их эксплуатацией, является не менее важным и полезным.

Следовательно, и по фундаментальности научных подходов, используемых при трактовке процессов коррозии, и по важности и обоснованности содержащихся в ней выводов монография Кеше выгодно отличается от большинства книг по коррозии металлов, которые были опубликованы в последние годы. Ее следует рассматривать как весьма важное пополнение литературы по коррозии последних десятилетий, и она, несомненно, будет встречена с большим интересом всеми исследователями и инженерами, работающими в области коррозии и противокоррозионной защиты.

Основы новых представлений о процессах коррозии, которые последовательно излагаются в настоящей книге, были заложены еще в 30-х годах нашего столетия в работах А. Фрумкина и К. Вагнера. Анализируя результаты исследований закономерностей самопроизвольного растворения (коррозии) амальгамы натрия (Фрумкин) и амальгамы цинка (Вагнер), они убедительно показали, что коррозию металла в растворе электролита следует рассматривать не как результат возникновения и функционирования на его поверхности гальванических микроэлементов, а как следствие одновременного протекания на этой поверхности двух взаимонезависимых электродных реакций: анодного окисления атомов металла и катодного восстановления окислительного компонента раствора. Каждая из них характеризуется определенными термодинамическими (равновесный потенциал) и кинетическими (ток обмена) параметрами, которыми, если исключить вторичные явления, и определяется коррозионное поведение системы.

За прошедшие десятилетия новые представления получили надежное экспериментальное обоснование и стали подлинной основой современной теории электрохимической коррозии. Важный вклад в их обоснование и развитие внесли советские исследователи. В частности, еще в самом начале 40-х годов ими впервые была надежно экспериментально обоснована возможность применения новых представлений к коррозии не только амальгам, обладающих гомогенной поверхностью, но и твердых металлов, в том числе и металлов с заведомо гетерогенной поверхностью. Советские исследователи одними из первых экспериментально показали также, что коррозия металлов не только в активном, но и в пассивном состоянии протекает в полном соответствии с новыми представлениями. Это значительно расширило возможности использования электрохимических методов как для исследования закономерностей коррозионного поведения металлов и сплавов и оценки их коррозионной стойкости, так и для защиты аппаратуры и изделий, эксплуатируемых в агрессивных средах. К сожалению, некоторые важные результаты советских исследователей оказались вне поля зрения автора книги. Чтобы восполнить этот пробел, при редактировании русского перевода, с согласия автора книги, были сделаны соответствующие примечания.

Нельзя не отметить вместе с тем, что вплоть до последних лет использование новых представлений далеко не соответствовало их значимости для коррозионной науки и практики.

В какой-то степени это было обусловлено сохранением в коррозионной литературе, в том числе в монографиях и учебниках, традиционных подходов к терминологии теории локальных элементов, хотя не подлежит сомнению, что они не могут являться основой электрохимической теории коррозии. В силу своей кажущейся простоты и доходчивости эти подходы сохранялись порой даже в тех областях коррозионной науки, где фактически полностью используются представления и методы современной электрохимической кинетики.

Серьезной помехой на пути внедрения новых представлений в сознание широких кругов коррозионистов явилось, в частности, отсутствие книги, подобной монографии Кеше, в которой последовательно и убедительно раскрывалась бы плодотворность новых представлений для истолкования если не всех, то основных закономерностей коррозии.

Отличительная особенность монографии состоит в том, что примерно половина ее содержания посвящена кинетике и механизму трех главных электрохимических реакций, лежащих в основе коррозионного процесса (анодное растворение металла, катодное восстановление кислорода и ионов водорода), применительно к специфическим условиям их протекания при коррозии и последующему количественному описанию кинетических закономерностей равномерной коррозии металлов в активном и пассивном состоянии. Переходя во второй части книги (главы 11—16) к рассмотрению специальных, приобретающих все большее практическое значение, преимущественно локальных видов коррозии, автор обосновывает представление о том, что механизмы таких сложных разновидностей локальной коррозии, как питтинговая и межкристаллитная коррозия, а также коррозионное растрескивание под напряжением и др., могут быть истолкованы на основе электрохимической теории равномерной коррозии. Как видно из этой части книги, автор не только декларирует это (в настоящее время далеко не общепризнанное) положение, но и вносит существенный творческий вклад в интерпретацию этих опасных видов коррозии с позиций электрохимической кинетики.

С указанными особенностями монографии Кеше, а также с огромным многообразием и спецификой коррозионных явлений связан, по-видимому, тот факт, что не все разделы второй части книги освещены им с достаточной полнотой. Это относится, в частности, к главам, посвященным межкристаллитной коррозии, водородному охрупчиванию и коррозионно-усталостным разрушениям. Очень кратко и неполно изложены также электрохимические методы, применяемые в современных коррозионно-электрохимических исследованиях, и совсем мало места уделено электрохимическим методам защиты от коррозии. В связи с этим библиография дополнена ссылками на соответствующие советские книги и обзорные статьи.

Советскому читателю книга Кеше поможет ознакомиться с рядом малодоступных исследований коррозионистов ФРГ в области теории и практики защиты металлов от коррозии.

Приносим автору искреннюю благодарность за сотрудничество в процессе работы над русским переводом.

Перевод гл. 1—3, 17 выполнен А. Н. Заниной, гл. 4—8 — канд. хим. наук Г. М. Флорианович, гл. 9—11 — канд. техн. наук Ю. С. Русколом, гл. 12—14 — канд. хим. наук Л. И. Фрейманом, гл. 15—16 — канд. хим. наук Ц. И. Залкинд.

Академик Я. М. Колотыркин, докт. хим. наук В. В. Лосев

Назад, на страницу описания