Коррозия, классификация и общая характеристика видов коррозии

Коррозия — это процесс разрушения металлов вследствие хими­ческого или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой.

Чистая металлическая поверхность легко подвергается химиче­скому воздействию окружающей среды. Коррозионные повреждения имеют следующие основные особенности: разрушение металлов всегда начинается с поверхности; внешний вид детали, как правило, изменя­ется; металл обычно превращается в окислы или гидраты окислов.

По характеру внешней среды различают коррозию химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия протекает при взаимодействии металлов с сухими газами и парами и жидкими неэлектролитами.

Газовой коррозии подвержены цилиндры двигателей внутреннего сгорания, выпускные клапаны, камеры сгорания газовых турбин, эле­менты паровых котлов и пароперегревателей, арматура печей и др. Га­зовая коррозия наиболее часто происходит вследствие окисления ме­талла при высоких температурах за счет кислорода воздуха или СС>2 и Ог в продуктах сгорания топлива. На поверхности металла образуется слой окислов (окалина), который становится хорошо заметным при температурах более 300 "С. При нагреве углеродистой стали выше 570 °С интенсивность окисления скачкообразно увеличивается. Такие элементы, как хром, алюминий и кремний при взаимодействии с ки­слородом образуют весьма плотные и прочные окисные пленки и по­этому обладают высоким сопротивлением окислению при повышенных температурах. Так, например, увеличение содержания хрома в стали с 12 до 22% повышает устойчивость стали к окислению при темпера­турах от 800 до 1000 "С.

Как разновидность химической коррозии в жидких средах следует отметить коррозию металла в неэлектролитах. Такими средами обычно являются различные органические вещества, весьма слабо проводящие ток (бензин, керосин, спирты и др.). Интенсивность этого вида корро­зии зависит прежде всего от химической природы органического ве­щества и его температуры.

Электрохимическая коррозия объясняется действием микрогаль­ванических элементов. В качестве анода и катода могут служить раз­личные структурные составляющие сплава: граница и сердцевина зер­на, напряженный и ненапряженный участок металла, чистый металл и его окислы. При этом анодные участки всегда имеют более высокий электронный потенциал и подвергаются растворению с образованием в контакте с водой окислов металла в виде плотной или рыхлой пленки продуктов коррозии.

Атмосферная коррозия развивается при нормальном давлении и температуре, не превышающей 80 °С. Детали машин в этом случае на­ходятся в контакте с атмосферным воздухом, который всегда содержит некоторое количество влаги. Мельчайшие частицы воды, являющейся электролитом (в связи с обязательным наличием в ней солей, щелочей и кислот), оседают на поверхности металла, образуя с ним микрогаль­ванические пары.

Наиболее интенсивно электрохимическая коррозия воздействует на металл в растворах электролитов (например, морской воды) с по­вышенным содержанием солей, кислот и щелочей. Процесс коррозии может развиваться весьма интенсивно и может составлять 0,5 мм в месяц и более. При проектировании узлов машины или оборудования, предназначенных для работы в среде электролита, следует учитывать, что изготовление деталей из разнородных материалов может привести к образованию микрогальванических элементов.

В некоторых машинах наблюдается щелевая коррозия, при которой коррозионные повреждения сосредоточены в зазорах между поверхно­стями. Это могут быть щели между листами металла, зазоры в сопря­жениях, трещины в металле и др. Это связано с тем, что малодоступ­ные для кислорода или электролита участки поверхности металла становятся анодом по отношению к остальной поверхности.

Во многих случаях коррозия протекает параллельно с различными видами изнашивания в трущихся сопряжениях, существенно влияя на износ рабочих поверхностей.

Даже небольшая коррозия подшипников качения сильно снижает контактную выносливость рабочих поверхностей. Продукты коррозии действуют как абразив. Окисление коллекторов, контактных колец и щеток электрических машин вызывает повышенное искрение и износ. При атмосферной коррозии происходит интенсивное наводораживание стальных деталей, что является причиной снижения сопротивления механическим нагрузкам.