Коррозия представляет собой химическую реакцию между металлом и окружающей его средой, в результате которой образуются продукты коррозии.

Для инициирования и развития коррозии необходимо возникновение гальванического элемента.

Образование гальванического (коррозионного) элемента обусловлено протеканием электрохимической реакции между двумя металлическими поверхностями.

Коррозионный элемент состоит из четырех основных компонентов:
• Анод
• Катод
• Токопроводящая среда, в которой перемещаются ионы (электролит)
• Электрическая цепь между анодом и катодом для прохождения электронов

Электроды (металлы) в коррозионном элементе

Движущей силой, обуславливающей начало процессов в коррозионном элементе, является разность потенциалов или напряжений между анодом и катодом.

В большинстве случаев при соединении двух электродов с разным зарядом (разных металлических материалов), как, например, это происходит в аккумуляторе, образуется напряжение. Как мы увидим позже, электродами могут являться две отдельные металлические фазы одного и того же сплава или примеси в сплаве (равномерная коррозия).

Кроме того, на участке металлической поверхности, подвергающемся воздействию различных сред, может быть два различных электрода, дающих одинаковый эффект (щелевая коррозия).

Проводник 1: Электрический контакт в коррозионном элементе

В первом случае проводник в коррозионном элементе образуется, когда анод находится в металлическом контакте с катодом. Это может быть либо прямой контакт между металлами, либо через внешний электрический проводник (провод, болт, различные опоры и крепления). При металлическом контакте происходит перемещение электронов (электрический ток) между анодом и катодом.

Проводник 2: Электролит в коррозионном элементе

В большинстве случаев коррозия происходит в водной среде или, как минимум, в присутствии влаги. Сухая высокотемпературная коррозия имеет место только в особых условиях, например, в двигателях и выхлопных системах. Таким образом, основной механизм большинства видов коррозии имеет электрохимический характер. Необходимым условием является наличие электролита, содержащего ионы, которые могут транспортировать электрический ток. Чем выше концентрация ионов, тем лучше проводимость, и тем выше скорость коррозии. Когда металлы погружаются в жидкость (например, в морскую воду), сама жидкость будет являться электролитом.
Электрохимическая реакция может также происходить и над водой, так как электролит может образовываться за счет атмосферной влаги, что при определенных атмосферных условиях, таких как высокая влажность и низкая температура воздуха, может привести к точке росы и образованию конденсата или росы (воды) на поверхности. Вода обычно содержит примеси и соли со стальной поверхности или из атмосферы, и таким образом является проводящим электролитом.

Влияние кислорода на интенсивность коррозии

Упомянутые выше факторы достаточны для образования коррозии, но такая коррозия не будет интенсивной. Кроме перечисленных факторов на скорость коррозии также влияет воздух, растворенный в электролите.

Наличие воздуха повышает скорость коррозии, так как кислород ускоряет реакцию на катоде.

Коррозия стали

Электрохимический процесс, отражающий явление коррозии стали, может быть представлен следующим уравнением на рисунке ниже. Необходимым условием протекания этого процесса является одновременное присутствие воды и кислорода. При отсутствии хотя бы одного из этих веществ коррозия не происходит.