Infolab.ru - Инфолаб - Статьи - Коррозия
Опубликовано: 02.10.2018
Коррозия
Коррозия - это процесс самопроизвольного разрушения материалов под химическим воздействием внешней среды. Металлы и их сплавы - наиболее важные современные конструкционные материалы. При эксплуатации металлических конструкций и узлов повсеместно присутствуют вещества, которые, взаимодействуя с металлами, постепенно их разрушают. У большинства металлов в условиях их эксплуатации более устойчивым является окисленное (ионное) состояние, в которое они переходят в результате коррозии. Коррозия металлов - разрушение металлов вследствие физико-химического воздействия окружающей среды, при котором металл переходит в окисленное состояние и теряет характеризующие его свойства.
Химическая коррозия - взаимодействие поверхности металла со средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Пример химической коррозии - ржавление железа, окисление магния при нагревании на воздухе, покрытие патиной бронзы.
Процесс химической коррозии - это фактор, который необходимо учитывать в самых различных областях. Например, в предприятиях химической и фармацевтической промышленности используются химические реакторы , работающие в условиях повышенной коррозионной активности.
В атмосфере водорода, метана и других углеводородов, оксида углерода (II), сероводорода, хлора, в среде кислот протекают реакции с вовлечением материала химических реакторов и реакторных систем, в которых осуществляется химический процесс. Задача при конструировании химического реактора - подобрать металл или сплав, который был бы наиболее устойчив к компонентам и экстремальным условиям химического процесса. Это может быть, к примеру, легированная нержавеющая сталь, сплав Hastelloy, титан. Другой альтернативой является использование стеклянных химических реакторов (изготовленных из боросиликатного стекла) или эмалированных химических реакторов . Благодаря своей коррозионной стойкости, эмаль широко применяется при изготовлении химического оборудования.
Взаимодействие металла при высоких температурах с кислородом и газообразными активными средами (HS, SO , галогены, водяные пары, CO) называется газовой коррозией (по ГОСТ 5272-68). Многие ответственные узлы и детали могут быть подвержены сильному разрушению в результате газовой коррозии (элементы электронагревателей, колосники, арматура печей, лопатки газовых турбин, сопла ракетных двигателей). Существуют различные методы защиты от коррозии - как использование специальных сплавов, так и нанесение защитных покрытий. Для определения степени коррозионной стойкости нового сплава или изготовленного из него готового узла, а также изделия, покрытого защитным слоем, проводятся коррозионные испытания .
Электрохимическая коррозия - взаимодействие металлов с коррозионной средой, являющейся электролитами в виде водных растворов. При электрохимической коррозии ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла (например, ржавление стали в морской воде).
Выделим следующие типы электрохимической коррозии, имеющие наиболее важное практическое значение:
1. Коррозия в электролитах : коррозия в природных водах (морской и пресной), а также в различных жидких средах (в том числе в расплавленных солях и щелочах). В зависимости от характера среды различают кислотную, щелочную, солевую и морскую коррозии. По условиям воздействия жидкой среды на металл тип жидкостной коррозии также характеризуется как:
коррозия при полном погружении; при неполном погружении; при переменном погружении.2 . Почвенная (грунтовая, подземная) коррозия - воздействие на металл грунта, который рассматривается как своеобразный электролит. Характерной особенностью подземной коррозии является различие в десятки тысяч раз в скорости доставки кислорода, как основного деполяризатора, в разных почвах к поверхности подземных конструкций. Скорость коррозии прямо пропорциональна концентрации кислорода. Линейная зависимость наблюдается при небольших концентрация кислорода, что как раз и имеет место при почвенной коррозии.
3. Атмосферная коррозия - коррозия металлов в условиях атмосферы, а также любого влажного газа (ГОСТ 5272-68). Особенностью атмосферной коррозии является сильная зависимость ее скорости и механизма от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии. Самыми распространенными коррозионно-активными агентами в атмосфере являются хлориды и сернистый газ. В тропических областях в связи с интенсивным испарением под действием высокой температуры, концентрация морских солей в атмосфере значительно выше, чем в районах умеренного и холодного климата. Простейшей защитой от атмосферной коррозии служит нанесение лакокрасочных покрытий.Для определения стойкости лакокрасочных покрытий существуют определённые методики. Разработанные методики ускоренных климатических испытаний включены в ГОСТ 9.401, устанавливающий общие требования и методы ускоренных климатических испытаний лакокрасочных покрытий металлических и неметаллических поверхностей.
4. Коррозия в условиях механической нагрузки или периодического воздействия дополнительного фактора. Этому типу разрушения подвергаются многочисленные инженерные сооружения, а также подвижные узлы и детали различных механизмов, работающие как в жидких электролитах, так и в атмосферных и подземных условиях.
Сюда можно отнести: - коррозионную кавитацию - разрушение металла, вызванное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды (например, разрушение лопастей гребных винтов морских судов); - коррозию при трении (коррозионная эрозия) - разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием жидкой коррозионной среды и трения (например, разрушение шейки вала при трении о подшипник омываемый морской водой); - фреттинг-коррозию - коррозию металлов при колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды (например, разрушение двух поверхностей металлических деталей машины, плотно соединенных болтами, в результате вибрации в окислительной среде). Вернуться к списку статей.