Вопросы для самоконтроля

1. Объясните, почему присутствующая в смазке сера вызывает коррозию металлов.

2. Объясните, почему в качестве твердых смазок нашли применение слоистые соединения.

3. Почему температура замерзания смеси этиленгликоль – ода значительно ниже температуры замерзания как воды, так и этиленгликоля?

Коррозия металлов

1. Общие сведения

Разрушение металлов и сплавов в результате химического или электрохимического воздействия на их поверхность внешней коррозионной среды называется коррозией.

Борьба с коррозией материалов, изделий, конструкций приобретает все возрастающее значение.

Различают прямые и косвенные потери от коррозии. Прямые потери  это стоимость потерянного металла, изготовления изделий, машин, оборудования, строительных сооружений, уменьшение срока службы механизмов. К прямым потерям относят также стоимость противокоррозионных мероприятий. Косвенные потери, связаны с выходом оборудования и сооружений из строя и его простоями, расходами на ремонт, получением некачественной продукции, увеличением расхода металла, нанесением ущерба окружающей среде, косвенные потери в ряде случаев превосходят потери прямые.

Увеличение потерь от коррозии связано: с ростом металлофонда; с увеличением в технике и технологии таких параметров, как температура, давление, скоростью агрессивность среды, повышением загрязненности коррозионно-активными веществами окружающей среды (атмосферы, почвы, природной воды).

Особенно следует отметить тенденцию к увеличению загрязнения окружающей среды в связи с развитием промышленности, интенсификации сельского хозяйства и т. п. Кроме отрицательных последствий для человека, животного и растительного миров это приводит также и к все более заметному усилению коррозионной агрессивности атмосферы, природной воды и почвы.

Продукты сгорания угля, выхлопные газы автомобилей, газы промышленных предприятий, увеличение запыленности воздуха, в частности, частицами искусственных удобрений и пестицидов является причиной усиления атмосферной коррозии. Вместе с атмосферными осадками эти загрязнения переходят из воздуха в почву и грунтовые воды и усиливают их агрессивное воздействие на металл. Особо вредное значение имеет сброс в реки недостаточно очищенных промышленных сточных вод.

Необходимо отметить глобальный характер этой проблемы. В результате выброса в атмосферу огромного количества серного ангидрида в промышленных районах США, Англии и ФРГ «кислотные дожди» выпадают в Канаде и скандинавских странах.

Коррозия может протекать вследствие чисто химических реакций металла с окружающей средой, а также благодаря электрохимическим процессам, происходящим на границе раздела металла с внешней средой, т. е. по механизму (природе) различают два типа коррозии: химическую и электрохимическую. Как правило, она сопровождается образованием на поверхности металла продуктов коррозионного разрушения. В результате коррозии внешний вид поверхности металла изменяется: образуется сплошной или не сплошной слой продуктов коррозии, появляются местные коррозионные разрушения в виде язв, пятен, точек и т. п. Так, на поверхности сплавов железа в результате коррозии образуется ржавчина, имеющая бурый цвет.

В некоторых же отдельных случаях коррозия металлов не сопровождается образованием таких заметных продуктов разрушения, и тогда ее появление обнаружить довольно сложно. Например, при межкристаллитной коррозии на поверхности металла нет заметных признаков разрушения.

Коррозионное разрушение является результатом взаимодействия металла с внешней средой, и интенсивность его зависит от свойств самого металла, а также от природы окружающей среды. Большинство металлов, будучи стойкими в одних средах, довольно легко разрушаются при взаимодействии с другими средами. Например, медные сплавы устойчивы во влажной атмосфере, но сильно корродируют, если в атмосфере присутствует даже незначительное количество аммиака; тантал и титан при комнатных температурах весьма стойки во многих агрессивных средах, но приобретают высокую химическую активность при нагреве их выше 600 ^оС.

Для количественной оценки коррозионных процессов часто применяют две характеристики: коррозионные потери и скорость коррозии.

Коррозионные потери определяют как отношение потери массы к площади прокорродировавшей поверхности [ г/(м^{2 .} ч) или г/(м^{2 .} год) 1 ].

Скорость коррозии характеризуется изменением некоторого свойства или признака вещества за время протекания коррозии. Из-за разнообразия видов коррозионных разрушений невозможно установить единую для всех случаев меру скорости коррозии. Ее можно определять по глубине разрушения вещества за единицу времени (мм/год), а при коррозионных воздействиях, нарушающих внутреннюю структуру металла (межкристаллитная коррозия, коррозия под напряжением),  по изменению свойств материала. Как коррозионные потери, так и скорость коррозии могут изменяться во времени.

Уменьшение ущерба, вызываемого коррозией, возможно только в случае организованной борьбы с этим вредным явлением. Целый ряд научно-исследовательских институтов и лабораторий ведут работы по изучению процессов коррозии и защите от коррозии конструкционных материалов. В нашей стране разработан комплекс взаимоувязанных государственных стандартов ЕСЗКС (Единая система защиты от коррозии и старения), включающей свыше 150 стандартов, устанавливающих требования, нормы и методы по обеспечению защиты металлов и изделии от коррозии, старения и биоповреждений на стадиях разработки, производства и эксплуатации (хранения).

Внедрение и применение стандартов ЕСЗКС позволяет в 1,5  2 раза увеличить сроки службы и сохранности изделий, на 2530 % снизить коррозионные потери металла, значительно сократить затраты на проведение мероприятий по защите металлоизделий от коррозии.