Основы теории коррозии

Виды коррозии металлов и способы защиты от нее.

Основы теории коррозии.

Лекция №17

Разрушение металлов и сплавов в результате химического или электрохимического воздействия на их поверхность внешней агрессивной средой называется коррозией. Она, как правило, сопровождается образованием на поверхности металла продуктов его разрушения. Так, например, у сплавов железа в результате коррозии образуется ржавчина, имеющая бурый цвет. В некоторых же отдельных случаях разрушение металлов не сопровождается образованием таких заметных продуктов и тогда ее появление обнаружить довольно сложно. Коррозионный эффект затрагивает форму, размеры, структуру, состав и состояние поверхности металла.

Интенсивность развития процесса зависит от свойств самого металла, а также от природы окружающей среды. Большинство металлов, будучи стойкими в одних средах, довольно легко разрушается при взаимодействии с другими. Например, медные сплавы устойчивы во влажной атмосфере, но сильно подвергаются коррозии, если в атмосфере присутствует даже незначительное количество аммиака и углекислого газа; тантал и титан при комнатных температурах весьма стойки во многих агрессивных средах, но приобретают значительную химическую активность при нагреве их выше 600 °С.

Коррозионные процессы классифицируют по условиям и видам разрушения. Условия отражают состав агрессивной среды и особенности работы конструкции.

По условиям протекания коррозия подразделяется на следующие ее разновидности:

- газовая - в газах при высоких температурах (например, в продуктах сжигания топлива), наиболее распространенными случаями являются кислородная и водородная;

- атмосферная - под действием атмосферной влаги (сельская, промышленная, приморская, морская, тропическая) на воздухе;

- жидкостная - в электролитах (природные воды, кислоты, щелочи, растворы солей и др.);

- почвенная - в почвах и грунтах при контакте металлов с грунтовыми водами;

- морская – при воздействии морской воды и др;

- биологическая - под влиянием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов;

- внешним током - вследствие воздействия внешнего источника тока, блуждающих токов;

- под напряжением или коррозионное растрескивание - под одновременным воздействием агрессивной среды и механических (растягивающих) напряжений происходит возникновение трещин транскристаллитного или межкристаллитного типа;

- в узлах конструкций - в щелях и зазорах (щелевая), в местах контактов разнородных металлов (контактная), в парах трения (при трении - фретинг-коррозия);

По характеру разрушения коррозию делят на:

- сплошную или равномерную (поверхностную), когда ей подвергается вся поверхность изделия;

- точечную или местную (структурно-избирательную), если она развивается на отдельных небольших участках.

Поверхностная коррозия может быть равномерной и неравномерной в виде пятен и язв.

Наибольшую опасность представляют структурно-избирательные разрушения. Им подвержены металлические сплавы, содержащие фазы с различными термодинамическими свойствами. Примерами структурно-избира­тельной коррозии являются межкристаллическая или межкристаллитная (по границам зерен сплава), язвенная, точечная и нитевидная по неметаллическим включениям, расслаивающая в направлении пластической деформации; ножевая - разрушения по зоне термического влияния сварных соединений; избирательное растворение менее стойкого компонента сплава (обесцинкование латуни, обезникеливание мельхиора). Межкристаллитная коррозия (МКК) один из наиболее опасных и распространенных видов местной коррозии. МКК проникает вглубь металла по границам зерен, снижает металлическую связь между зернами, приводит к резкому падению прочности и пластичности материала. В коррозионно-стойких сталях она связана с обеднением приграничных областей зерен элементом, в частности хромом, обеспечивающим коррозионную стойкость.

Коррозионному растрескиванию подвержены элементы энергетического и нефтехимического оборудования, работающие под давлением. Напряжения могут создаваться также и в процессе изготовления конструкции. Коррозионной средой является пар в энергетических установках, водные растворы хлоридов и нитратов металлов, щелочей и др. Среда усиливает развитие трещины в результате анодного растворения стали в устье трещины. Между разрушающим напряжением и временем до разрушения при коррозионном растрескивании существует определенная связь. Имеется некоторое критическое напряжение, называемое пределом длительной коррозионной стойкости, ниже которого разрушений металла не происходит. Аустенитные стали плохо сопротивляются коррозионному растрескиванию, ферритные стали же наоборот являются наиболее стойкими к коррозионному растрескиванию.

Дата добавления: 2014-01-11