Коррозия металлов.
Коррозией металлов (лат. сorrosio - разъедание) называется самопроизвольный процесс разрушения металлов под действием окружающей среды.
Коррозия обусловлена протеканием химических или электрохимических реакций и является следствием термодинамической неустойчивости металлов в свободном состоянии. Обычно металлы получают из соответствующих руд, затрачивая энергию при осуществлении процесса восстановления (доменный процесс, электролиз и т.д.):
.
В окружающей среде металлы самопроизвольно переходят в более устойчивое окисленное состояние, образуя оксиды, сульфиды, гидроксиды и другие соединения. Процесс окисления связан с уменьшением изобарно-изотермичесного потенциала:
.
Только некоторые металлы, встречающиеся в природе в свободном состоянии, например, Au, Pt, Ag,практически не подвергаются коррозии в условиях эксплуатации, близких к природным.
Классификация коррозионных процессов.
Коррозионные процессы, имеющие место в реальных условиях эксплуатации, можно классифицировать:
По механизму процесса на:
химическую коррозию;
электрохимическую коррозию.
По виду коррозионной среды на:
газовую коррозию;
атмосферную коррозию;
почвенную (подземную) коррозию;
жидкостную коррозию.
Жидкостная коррозия в свою очередь может быть пресноводной, морской, коррозией в химических агрессивных средах (растворы кислот, солей, щелочей и т.д.).
По характру разрушения металлов на:
общую (коррозии подвергается вся поверхность металла);
местную (коррозии подвергаются отдельные участки поверхности)
В свою очередь, общая коррозия подразделяется на равномерную и неравномерную.(pиc.11.2.)
Рис. 11.2. Общая коррозия металлов:
а) равномерная; б) неравномерная
Местная коррозия может развиваться пятнами, диаметр которых (d) больше глубины (Н), язвами (d>Н), точками (питтинговая коррозия, при которойd<Н). Кроме того, местная коррозия может протекать по границам зерен кристаллов - межкристаллитная коррозия, затрагивать лишь отдельные компоненты сплавов-структурно-избирательная коррозия и др.(рис.11.3.).
Рис. 1 Местная коррозия:
а) коррозия пятнами; б) язввенная коррозия;
в) питтинговая коррозия (точками); г) межкристаллитная коррозия;
д) избирательная коррозия;
В особую группу следует выделить случаи коррозии металлов, вызываемые совместным действием окружающей среды и механических напряжений. К таким видам коррозионно-механических повреждений относятся:
водородная хрупкость;
коррозионное растрескиванве;
коррозионная усталость;
коррозионный износ (фреттинг);
коррозионная кавитация.
Приводя классификацию коррозионных процессов, нельзя не отметить еще один вид коррозии - микробиологическую коррозию. Это особый вид коррозии, связанный с жизнедеятельностью микроорганизмов во влажной среде при умеренных температурах и в присутствии кислорода (аэробные условия) или в его отсутствие (анаэробные условия). Наибольшую опасность для нефтяной и газовой промышленности представляет биокоррозия, вызываемая деятельностью сульфатовосстанавливающих бактерий (СВБ). При благоприятных условиях СВБ могут продуцировать значительные количества сероводорода из сульфатов, резко интенсифицируя коррозионное разрушение металла. Восстановление сульфатов до сероводорода под действием бактерий можно представить следующей схемой:
