4.18. Морская коррозия
Коррозия в естественных нейтральных водных средах (морская, речная, озерная вода) преимущественно протекает по электрохимическому механизму.
Основными факторами, определяющими скорость коррозии металлов в морской воде, является концентрация растворенных солей, жесткость воды, температура, концентрация в ней кислорода и скорость потока.
Присутствие эффективных ионов-активаторов Cl‾ определяет способность морской воды инициировать возникновение питтинговой коррозии металлических материалов в пассивном состоянии.
Значительное ускорение морской коррозии вызывает обрастание растительными и животными микроорганизмами подводной части - биокоррозия. Наиболее эффективным способом борьбы с биокоррозией как в пресных, так и морских водах является нанесение лакокрасочных покрытий со специальными биоцидными добавками.
Приливы, отливы вызывает усиленную коррозию по ватерлинии, что обусловлено облегченным доступом кислорода к поверхности металла. Испарение воды выше области смачивания вызывает увеличение концентрации солей в этой зоне.
Удаление окалины со стального листа химическим травлением, пескоструйной обработкой или пламенем устраняет причины усиленной морской коррозии.
Эффективным способом защиты сооружений и конструкций от морской коррозии является электрохимическая защита (протекторная или катодная) в комбинации с защитными покрытиями.
4.19. Биокоррозия
Биокоррозия - коррозия металла под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов. Обычно протекает совместно с атмосферной или подземной коррозией в водных растворах или неэлектролитах. Причины ускорения коррозионных процессов связаны с жизнедеятельностью бактерий: 1) на поверхности металла образуются различные концентрационные элементы; 2) в растворе и на поверхности металла образуются агрессивные химические соединения являющиеся продуктами жизнедеятельности организмов; 3) меняются электрохимические свойства среды, что связано с изменением концентрации кислорода или других окислителей в растворе.
Биокоррозию подразделяют на бактериальную и микологическую (грибную).
Бактериальная коррозия протекает в водных средах при температурах 6 - 40оС и рН=1 - 10,5 в присутствии органических и неорганических веществ.
Микроорганизмы, использующие в качестве источника энергии неорганические вещества образуют группу литотрофных бактерий: 1) водородные, окисляющие водород с образованием воды; 2) нитрифицирующие, окисляющие аммиак до азотной кислоты; 3) тионовые, окисляющие сероводород до элементарной серы или элементарную серу до серной кислоты; 4) железобактерии, окисляющие закисное железо до окисного; 5) метанобразующие, стимулирующие природный синтез метана из углекислоты и водорода в анаэробных условиях (безкислородная среда); 6) сульфатвосстанавливающие, жизнедеятельность которых происходит за счет процесса восстановления сульфатов до сероводорода; 7) нитратвосстанавливающие, вызывающие восстановление окисленных форм азота по схеме: нитрат – нитрит – азот – аммиак.
Наиболее опасными являются тионобактерии и железобактерии. Первые окисляют серу до серной кислоты, локальная концентрация которой в приповерхностном слое раствора может достигать 10%. Вторые поглощают железо в ионном состоянии и выделяют его в виде нерастворимых соединений, неравномерно распределенных по поверхности металла, что повышает электрохимическую гетерогенность поверхности и ускоряет коррозионные процессы.
Основной вид коррозионно-активных
анаэробных бактерий – сульфатвосстанавливающие.
В процессе жизнедеятельности они
восстанавливают сульфат-ионы в
сульфит-ионы:
.
Микологическая (грибная) коррозия – разрушение металлов и металлических покрытий при воздействии агрессивных сред, формирующихся в результате жизнедеятельности микроскопических (несовершенных, плесневых) грибов. Грибы непосредственно коррозию не вызывают, основная форма влияния плесневых грибов - косвенное воздействие через продукты метаболизма гриба. Причина повышения скорости коррозии в присутствии грибов – облегчение активирования защитных и пассивных пленок.
Защита металлов от биокоррозии в основном состоит в предотвращении, ограничении или уничтожении микроорганизмов, что достигается:
- повышением общей коррозионной стойкости металлов и покрытий;
- применением лакокрасочных покрытий и полимерных материалов, обладающих биоцидными свойствами, или включающих биоциды;
- нанесением на поверхность конструкций смесей, включающих гидрофобизирующие, ингибирующие вещества и биоциды;
- поддержанием определенных условий эксплуатации (относительная влажность воздуха <80 %, температура <20оС, воздухообмен, очистка воздуха и поверхностей от механических загрязнений);
- вводом в водные среды эффективных добавок бактерицидов;
- применением катодной и протекторной защиты для подземных сооружений, гидросооружений и плавучих средств;
- применением средств консервации, содержащих ингибиторы коррозии, в том числе летучие.