Весьма интенсивно идет она в тех случаях, когда два различных металла находятся в электрическом контакте с поверхностной пленкой атмосферной влаги, которая служит электролитом. С увеличением глубины концентрация кислорода в воде уменьшается. Это значит, что на определенной глубине на опущенном в воду металле, допустим, на обшивке корпуса корабля, будет достигнут равновесный потенциал реакции восстановления кислорода. Поверхность, находящаяся ближе к ватерлинии, поведет себя в этом случае как катод, а находящаяся глубже — как анод. На аноде же металл и начнет разрушаться.
Та же ситуация складывается в трубопроводах, если концентрация кислорода в грунте различна. На поверх-
ность металла попадает капля влаги, тотчас в центре капли, где кислорода мало, металл становится анодом и растворяется, а роль катода начинают играть края капли, более доступные влиянию кислорода. На краях будет осаждаться гидроокись металла.
В городах, где имеется сеть трамвайных линий, кабелей, проводов и труб, металл разъедает коррозия, возникающая под действием блуждающих токов. При действии на металл активаторов, вроде ионов хлора, начинается так называемая питтинговая коррозия. Очень опасна межкристаллитная коррозия; она идет вдоль сварных швов. Коррозию увеличивают механическая нагрузка, трение, высокие скорости потока. В борьбе с коррозией ученые и инженеры применяют более стойкие материалы: алюминий, титан, различные сплавы, пластмассы. Благодаря тому что на поверхности алюминия образуется тонкий слой окисла, предохраняющий расположенный под ним металл от дальнейшей коррозии, разрушается он не так быстро, как железо. Магний тоже защищен от коррозии пленкой окисла. Хорошая защитная пленка образуется на поверхности сплавов железа с хромом. Эти сплавы и есть всем известная нержавеющая сталь. Из ее листов собрана знаменитая скульптура Мухиной «Рабочий и колхозница» у северного входа на ВДНХ в Москве. А находящийся неподалеку от нее, у вестибюля метро, монумент в честь покорения космоса, сделанный в виде 99-метрового шлейфа, изготовлен из отшлифованных до блеска листов титана. Он простоит сотни лет. Из титана сделан и памятник Юрию Гагарину в Москве.
Металлурги создали десятки легированных сплавов, медленно поддающихся коррозии, а химики — десятки способов уменьшения количества веществ, вызывающих коррозию в тех средах, где приходится находиться металлическим конструкциям. Для защиты оборудования изобретены особые вещества — ингибиторы, уменьшающие коррозию в сотни и тысячи раз. Это органические соли и кислоты, амины, хроматы, фосфаты. Чтобы уберечь металлические поверхности от ржавчины, их покрывают органическими и неорганическими веществами, красками, лаками, анодируют, фосфатируют, оксидируют, хромируют. Изделия из железа оцинковывают. Если цинковое покрытие разрушается, возникает гальваническая пара: цинк становится анодом, железо — катодом, и тогда кор-124
Катодная защита железных водопроводных труб розионному воздействию подвергается цинк, а на железе идут восстановительные процессы, и его коррозия начинается лишь после того, как прокорродирует весь цинк. Об этих тонкостях хорошо осведомлены кровельщики.
Аналогичным образом защищают от коррозии металлические трубы подземных нефтепроводов и газопроводов, мачты электропередач, железнодорожные рельсы, конструкции в портах и доках. Менее благородный металл (цинк, например) не обязательно используют для покрытия; достаточно соединить проводником два металла. Магниевый анод окружают смесью гипса, сульфата натрия и глины, чтобы обеспечить проводимость ионов, и соединяют с трубой. Труба в этом гальваническом «элементе» играет роль катода и поэтому не корродирует. Этот метод получил название протекторной защиты, или защиты с жертвенным анодом.
Катодной поляризации защищаемого металла можно добиться и наложением тока от внешнего источника, подключением, например, трубы к его отрицательному
полюсу. Тогда на защищаемой конструкции идут катодные процессы, а анодные, обусловливающие коррозию, протекают на вспомогательном электроде. За последние годы разработан и метод анодной защиты. Его применяют к металлам и сплавам, способным пассивироваться при смещении их потенциала в положительную сторону, иначе говоря, к металлам, на поверхности которых может при анодной поляризации образовываться пассивная пленка. Эта пленка и защищает металл от коррозии.
Для борьбы с блуждающими токами на подземных металлических сооружениях служит электродренаж: опасные в коррозионном отношении анодные зоны сооружений соединяют с источниками блуждающих токов (трамвайными рельсами, кабелями). Ток идет тогда по металлическому проводнику, и анодная реакция, при которой металл растворяется, не возникает.