Вопрос 3

Дайте определение коррозии и опишите виды коррозии металлов.

Коррозия (от лат. corrosion — разъедать, разрушать) представляет собой самопроизвольное разрушение металлов и их сплавов под влиянием окружающей среды, что приводит в итоге к разрушению металлических конструкций, аппаратов, трубопроводов и других изделий. Среда, в которой металл подвергается коррозии (корродирует), называется коррозионной, или агрессивной.

Коррозия в зависимости от окружающей среды и механизма протекания может быть химической, электрохимической и биологической.

Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она протекает в средах, не проводящих электрический ток, например в сухих газах, жидкостях органического происхождения (нефть, бензин, спирт и др.). Металл при соприкосновении с воздухом, содержащим кислород, покрывается тонкой оксидной пленкой (окалиной).

Наиболее распространенной является электрохимическая коррозия. Она происходит при взаимодействии металлов с жидкими средами, проводящими электрический ток (вода, водные растворы, соли, кислоты, щелочи), и сопровождается перемещением заряженных частиц. В таких средах на поверхности металла появляются участки с различным электрохимическим потенциалом, что приводит к возникновению микрогальванического коррозионного элемента.

В зависимости от условий, в которых происходит процесс коррозии, ее называют атмосферной, морской, почвенной, биохимической и т.д.

Атмосферная коррозия протекает в атмосфере и в любом влажном газе. Особенностью такой коррозии является сильная зависимость ее от скорости и механизма, от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии. Она еще больше усиливается, если атмосфера загрязнена газами, частицами угольной пыли и солей.

Морская (жидкостная) коррозия вызывается наличием в воде кислорода и хлоридов металла. По условиям воздействия жидкой среды на металл этот тип коррозии также характеризуется как коррозия при полном погружении, при неполном погружении и при переменном погружении. Все эти виды имеют свои характерные особенности.

Почвенная (подземная) коррозия обусловлена взаимодействием металла трубопроводов, резервуаров, опор с агрессивными растворами грунта. При этом металл выполняет роль электродов, а агрессивные растворы — роль электролитов. Скорость коррозии в почве зависит от ее влажности, наличия растворенных солей и электропроводности.

Биохимическая коррозия - это процесс, связанный с воздействием микроорганизмов и пота рук человека на металл. При этом металл является либо питательной средой для микроорганизмов и разрушается, либо разрушение происходит под действием продуктов, образующихся в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Биохимическая коррозия протекает, как правило, в растворах электролитов, поэтому параллельно может возникнуть и электрохимическая коррозия.

Вопрос 4

Опишите методы защиты металлов от коррозии.

Методы защиты металла от коррозии условно можно разделить на несколько групп:

1.Повышение химического сопротивления металла (легирование, термообработка);

2.Изменение характера взаимодействия конструкционного материала со средой на границе раздела сред, т.е. изоляция поверхности металла от агрессивной среды (нанесение защитных покрытий, катодная поляризация, устранение анодной поляризации, рациональное конструирование и проектирование и др.);

3.Понижение ее агрессивности (создание микроклимата и защитной среды, ингибирование и деаэрация среды, водоподготовка, снижение содержания агрессивных компонентов и др.);

4. Электрохимическая защита.

Первые два метода обычно реализуются до начала производственной эксплуатации металлических изделий (выбор конструкционных материалов и их сочетаний еще на стадии проектирования и изготовления изделий, нанесение на них гальванических или иных защитных покрытий и т.д.).

Последующие два метода могут быть осуществлены только в ходе эксплуатации изделий (пропускание тока для достижения защитного потенциала, введение в технологическую среду специальных добавок-ингибиторов и др.) и не связаны с какой-либо предварительной обработкой до начала их использования. Например, на разных участках трубопроводов в зависимости от агрессивности почвы можно поддерживать различные плотности катодного тока или для разных транспортируемых жидкостей использовать различные ингибиторы.

Поверхностная обработка включает покрытие металлами, оксидными или солеобразными пленками, лаками и красками, смазкой, защиту ингибиторами.

Металлические покрытия разделяются по способу их получения:

• на гальванические покрытия;

• химические методы осаждения;

• горячий способ нанесения;

• термодиффузионное поверхностное легирование сталей хромом, алюминием, кремнием, цинком;

• осаждение гальванических покрытий из расплавленных солей;

• плакирование — термомеханический метод нанесения тонких слоев коррозионно-стойкого металла;

• плазменное напыление.

• Для антикоррозионной защиты применяются также неорганические покрытия, состоящие из оксидных, фосфатных, хроматных, фторидных и других сложных неорганических соединений.

Подземные сооружения, например трубопроводы, защищают от коррозии битумами и асфальтами, а также полимерными лентами и эмалями; от блуждающих токов — с помощью дренажа, который отводит их от конструкции.