Характеристика коррозионных процессов

3.1. ТИПЫ КОРРОЗИонных процессов.

По механизму процесса различают два типа коррозии металлов: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия – коррозия металлов, при которой окисление металла и восстановление окисли­тельного компо-нента коррозионной среды происходят в одном акте и характеризуется разрушением металла вследствие его непосредственной реакции со средой – неэлектролитом. Примерами коррозии такого рода служат разрушение лопаток и других элементов турбин, находящихся в контакте с горячими топливными газами, коррозия греющих элементов электрических печей, коррозия резервуаров, коммуникаций и химических реакторов, вызванная действием таких газов, как Н₂S, Н₂, СО, СО₂, Сl₂, NH₃, перегретый водяной пар, или жидких неэлектролитов, например нефти и продуктов ее переработки, расплавленной серы, органических соединений. Среди многих случаев химической коррозии наибольшее значение с точки зрения наносимого экономике ущерба имеет газовая коррозия, т. е. окисление металлов в атмосфере сухих газов при высокой температуре.

Электрохимическая коррозия – коррозия металлов в присутствии электролитически проводящей среды, при которой ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды проте­кают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла. Этот вид коррозии возникает в растворах электролитов, причем ему сопут-ствуют протекающие на поверхности металла электрохимические процессы: окислительный – растворение металла – и восстанови-тельный – электрохимическое восстановление компонентов среды. На скорость электрохимической коррозии влияют особенности как самого металла (вид, структура, неоднородности, наличие пленок и покрытий), так и электролитической среды (состав, концентрация, температура, кислотность и т. д.). Влияют также условия эксплуата-

ции металлической конструкции.

3.2. ВИДЫ КОРРОЗИонных процессов.

По условиям протекания коррозии, которые весьма разнообразны, различают следующие виды коррозии:

1. Газовая коррозия –коррозия металлов в газах, обыч-но при высоких температурах (например, окисление металлов при нагревании).

2. Коррозия в неэлектролитах – коррозия металлов в непроводящих электрический ток жидких органических средах (например, коррозия стали в бензине).

3. Атмосферная коррозия – коррозия металлов в ес­тественной атмосфере воздуха (например, ржавление ме­талличес-ких конструкций в помещении или на открытом воз­духе).

4. Коррозия в электролитах –коррозия металлов в проводящих электрический ток жидких средах. В за­висимости от характера коррозионной среды различают кислотную, щелочную, солевую, морскую коррозию, кор­розию в расплавленных солях и щелочах. А по услови­ям взаимодействия среды с металлом – коррозиюметалла при полном, неполном и переменном погружении, коррозию по ватерлинии (на границе между погруженной и непогруженной частями поверхности металла), корро­зию в неперемешиваемом и перемешиваемом электроли­тах и др.

5. Грунтовая (почвенная) коррозия – коррозия металлов в грунте (например, ржавление подземных трубопроводов).

6. Структурная коррозия – коррозия, связанная со структурной неоднородностью металла (например, уско­рение коррозионного процесса в растворах H₂SO₄ или НС1 катодными включениями: карбидами в стали, графи­том в чугуне, интерметаллидом СuА1 в дюралюминии).

7. Коррозия внешним током – электрохимическая коррозия металлов под влиянием тока от внешнего источника (например, растворение стального анодного за­земления станции катодной защиты подземного трубо­провода).

8. Электрокоррозия – коррозия металлов, возникаю­щая под действием токов рассеяния (например, разру­шение подземного трубопровода блуждающим током).

9. Контактная коррозия — электрохимическая корро-

зия, вызванная контактом металлов, имеющих разные потенциалы в данном электролите (например, коррозия в морской воде деталей из алюминиевых сплавов, находящихся в контакте с мед-ными деталями).

10. Щелевая коррозия – усиление коррозионного раз­ру-

шения металлов электролитами в узких зазорах и ще­лях (например, в резьбовых и фланцевых соединениях стальных конструкций, находящихся в воде).

11. Коррозия под напряжением – коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений. В зависимости от характе­ра нагрузок различают: коррозию при постоянной наг­рузке (например, коррозия металла паровых котлов) и коррозию при переменной нагрузке (например, корро­зия осей и штоков насосов, рессор, стальных канатов); одновременное воздействие коррозионной среды и знакопеременных или циклических растягивающих нагрузок; часто вызывает коррозионную усталость – понижение предела выносливости металла.

12. Коррозия при трении (коррозионная эрозия) – разрушение металла, вызываемое одновременным воз­действием коррозионной среды и трением (например, разрушение шейки вала при трении о подшипник, омы­ваемый морской водой).

13. Коррозионная кавитация – разрушение металла, вызванное одновременным коррозионным и ударным воз­действием внешней среды (например, разрушение лопа­стей гребных винтов морских судов).

14. Биокоррозия – коррозия металлов при участии продуктов, выделяемых микроорганизмами (например, ускорение коррозии стали в грунтах сульфатредуцирующими бактериями).

По характеру коррозионного разрушения различают следующие виды коррозии:

1. Сплошная или общая коррозия — коррозия, охватывающая всю поверхность металла, находящуюся под воздействием данной коррозионной сре­ды. Сплошная коррозия бывает:

а) равномерная – коррозия, протекаю­щая примерно с одинаковой скоростью по всей поверх­ности металла (например, коррозия углеродистой стали в растворах Н₂SО₄);

б) неравномерная – коррозия, протекаю­щая с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла (например, коррозия углеродистой стали в морской воде);

в) избирательная (селективная):

- струк­турно-избирательная – коррозия, при которой разруша­ется преимущественно одна структурная составляющая сплава (например, графитизация чугуна);

- компонентно-избирательная – коррозия, при которой разрушается преимущественно один компонент сплава (например, обесцинкование латуни).

2. Местная коррозия – коррозия, ох­ватывающая лишь некоторые участки поверхности ме­талла. Местная коррозия имеет собственную классификацию:

а) пятнистая – коррозия в виде отдельных пятен (например, коррозия латуни в морской воде);

б) язвенная – коррозия в виде отдельных более или менее глубоких раковин (например, коррозия стали в грунте);

в) точечная (питтинг) – коррозия в виде отдельных точек диаметром порядка 0,1–2мм(напри­мер, коррозия аустенитной хромоникелевой нержавею­щей стали в морской воде);

г) сквозная – сквозное разрушение металла (напри­мер, при точечной или язвенной коррозии листового ма­териала);

д) подповерхностная – коррозия, начина­ющаяся с поверхности, но распространяющаяся преиму­щественно под поверхностью металла. Подповерхност­ная коррозия часто вызывает вспучивание металла и его расслоение (например, образование пузырей на поверх­ности недоброкачественного прокатанного листового ме­талла при коррозии или травлении);

е) межкристаллитная (интеркристаллитная) – коррозия, распространяющаяся по границам кри­сталлов (зерен) металла (например, коррозия в некото­рых условиях хромоникелевой стали Х18Н9Т после ее замедленного охлаждения или нагрева при 500–850°С). Этот вид коррозии особенно опасен тем, что, не изменяя зачастую внешнего вида металлической конструкции, ведет к быстрой потере металлом прочности и пластичности;

ж) коррозионное растрескивание – образование трещин у металлов при одновременном воздействии кор­розионной среды и растягивающих напряжений (например, коррозия некоторых деформируемых сплавов маг­ния с алюминием в атмосфере или воде при наличии растягивающих напряжений). При этом виде разрушения коррозионная трещина может распространяться не толь­ко по границам зерен, т. е. межкристаллитно, но и через тело кристаллита, т. е. транскристаллитно.