Федеральное агентство по образованию РФ
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Кафедра «Теплотехника и тепловые двигатели»
Курс лекций
по дисциплине ЕН.В. «Технические жидкости и полимеры»
ОМСК -2008
ОСНОВЫ КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ
Проблема коррозии и защиты металлов приобрела особую остроту и актуальность в последние полвека в связи с развитием промышленности и строительства, интенсификацией технологических процессов, резким увеличением количества выплавляемого и находящегося в обращении металла. В 30-е годы учение о коррозии металлов стало складываться в самостоятельную, науку. Большая заслуга в этом принадлежит видным советским ученым В. А. Кистяковскому, Н. А. Изгарышеву, Г. В. Акимову,
А. Н. Фрумкину, Н. Д. Томашову, И. Л. Розенфельду, Я. М. Колотыркину и другим. За последние полвека выплавка стали в нашей стране увеличилась примерно в 10 раз и в 1985 г. составила 168 млн. т. Ужесточились условия эксплуатации металлов возросли рабочие температуры, скорости и давления, разнообразнее стали эксплуатационные среды. Все это отрицательна сказалось на сохранности металлов и усилило требования к им защите. Подсчитано, что сейчас в результате коррозии теряется ежегодно от 1 до 1,5% имеющегося в обращении металла или свыше 10% вновь выплавляемого. Ведущее место в борьбе с коррозией металлов принадлежит лакокрасочным покрытиям, и для успешного их применения необходимо иметь полное и ясное представление о протекающих коррозионных процессах и методах защиты от коррозии.
Основные понятия Определение и классификация коррозии
Коррозия — процесс разрушения металлов при химическом или электрохимическом воздействии окружающей среды. Это самопроизвольный процесс, связанный с переходом системы, металл — среда в более термодинамически устойчивое состояние, поэтому его протекание можно контролировать по изменении поверхностной энергии Гиббса. Особенность коррозии — ее гетерогенный характер. Она вызывается воздействием на металл жидких или газообразных продуктов и как любой гетерогенный; процесс начинается с поверхности раздела фаз. Наиболее распространены и уязвимы в коррозионном отношении черные металлы, однако большое внимание приходится уделять защитив цветных и даже редких металлов.
Рис. Виды коррозии (по типу разрушений):
1 — равномерная;
2 — неравномерная;
3 — язвенная;
4 — точечная;
5 — подповерхностная;
6 – межкристаллитная.
Коррозию классифицируют по разным признакам: типу, условиям протекания, виду коррозионных разрушений. По типу происходящих процессов различают химическую и электрохимическую коррозию. Первый вид коррозии имеет место в неэлектролитах и сухих газах и подчиняется законам химической кинетики гетерогенных процессов. Она не сопровождается образованием электрического тока. Электрохимическая коррозия протекает в растворах электролитов и во влажных газах и характеризуется наличием двух параллельно идущих процессов — окисления и восстановления. Этот вид коррозии сопровождается направленным перемещением электронов в металле и ионов в электролите, т. е. возникновением электрического тока.
По условиям протекания процесса, которые весьма разнообразны, различают газовую, атмосферную, жидкостную, почвенную, биологическую коррозию.
Наибольший вред приносит атмосферная коррозия. Она протекает под влиянием кислорода воздуха и влаги с растворенными в ней химическими веществами.
По виду коррозионных разрушений коррозию подразделяют на равномерную и неравномерную, язвенную, точечную (питтинговую), щелевую, подповерхностную, межкристаллитную (рис. 5.1). Первые два вида разрушений относятся к общей, или сплошной, коррозии, остальные — к местной. При одновременном воздействии среды и механических нагрузок возможно коррозионное растрескивание; в металле появляются трещины транскристаллитного характера, которые, прорастая, нередко приводят к полному разрушению изделий.