1.2 Методы оценки коррозионной стойкости

Под коррозионной стойкостью понимается способность материала сопротивляться коррозионному воздействию среды. Ввиду большого разнообразия видов коррозионных разрушений невозможно установить единую меру оценки коррозионной стойкости материалов

Существуют качественные и количественные методы оценки коррозионного процесса. Методы качественной оценки играют вспомогательную, хотя и весьма существенную роль, позволяя получить представление о характере и интенсивности процесса. Наиболее распространенными среди методов количественной оценки коррозии являются весовой и объемный, а также метод, учитывающий изменение механических или физических свойств корродирующего материала.

Качественная оценка. Сущность этих методов сводится к визуальному, макроскопическому (с помощью лупы) или микроструктурному контролю: а) состояния поверхности детали (определение степени равномерности коррозии, характера продуктов коррозии и прочности сцепления их с материалом и др.); б) состояния раствора, в котором находится испытуемый материал (появление продуктов коррозии в виде осадка, мути и др.); в) изменения цвета индикаторных растворов.

Индикаторные растворы применяются для определения анодного и катодного участков на корродирующем материале. Так, если поверхность стальной детали покрыть раствором, содержащим красную кровяную соль и фенолфталеин, то на анодном участке появляется синее окрашивание с образованием турнбуллевой сини; катодный участок розовеет, так как при коррозии с кислородной деполяризацией происходит подщелачивание раствора.

Количественная оценка. Весовым методом определяют весовой показатель (Кв) и глубинный показатель (П) в том случае, если коррозия сплошная и равномерная. Весовой показатель коррозии Кв характеризует потерю массы материала в результате коррозии с единицы поверхности в единицу времени:

К в= ∆m/S ∙ τ , [г/м² · ч];

где ∆m — потеря массы материала, г; S — поверхность материала, подвергнутая коррозии, м ²; τ — время коррозии, ч.

Глубинный показатель коррозии П характеризует глубину коррозионного разрушения материала в единицу времени:

П = Кв · 8,76/ ρ ,[мм/год];

где ρ — плотность металла, г/см³; 8,76 — коэффициент, учитывающий количество часов в году и перевод м и см в мм.

По ГОСТ 13819—68 для оценки коррозионной стойкости черных и цветных сплавов при сплошной коррозии и коррозии пятнами принята десятибалльная шкала коррозионной стойкости (таблица 1).

Таблица 1 — Десятибалльная шкала коррозионной стойкости

Глубинный показатель П, мм/год	Коррозионный балл
До 0,00015	10
0,00015—0,0005	9
0,0005—0,0015	8
0,0015—0,003	7
0,003—0,01	6
0,01—0,02	5
0,02—0,1	4
0,1—0,5	3
0,5—1,0	2
1,0—5,0	1

Нельзя пользоваться шкалой коррозионной стойкости при наличии в металле межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания.

Объемным методом определяют количество выделившегося водорода (если коррозия протекает с водородной деполяризацией) или поглощенного кислорода (если коррозия протекает с кислородной деполяризацией), т.е. вычисляют объемный показатель коррозии Кv, который позволяет определять весовые потери материала.

Объемный показатель коррозии характеризует объем выделившего или поглощенного газа с единицы поверхности в единицу времени:

Кv = ∆Vн₂ / S · τ , [мл/см²· ч];

где ∆Vн₂ (∆Vо₂) объем выделившегося водорода в мл (поглощенного кислорода), приведенный к нормальным условиям по формуле:

Зная объем выделившегося водорода (поглощенного кислорода) можно определить весовые потери металла по формулам:

где ∆m - масса металла, г; p - давление , Па; t - температура, ^оС; А -атомная масса металла; n - валентность металла.

Если при электрохимической коррозии измерять силу коррозионного тока, то построив графическую зависимость изменения силы тока от времени , по закону Фарадея можно определить весовые потери металла по формуле:

где М — молекулярная масса металла; n - валентность металла; F - число Фарадея (96500 Кл/моль); - количество электричества (находится по площади графической зависимости, построенной в координатах сила тока (мА) - время (мин)).

Метод определения изменения механических и физических свойств применяется в случаях равномерной и неравномерной коррозии. Например, о скорости коррозии можно судить по понижению прочности материала за период коррозионного испытания. В случае испытания на разрыв показатель коррозии К_σ будет равен:

где σ₀ — предел прочности до испытания, МПа; σ₁ — предел прочности после испытания, МПа. Аналогично оценивается показатель коррозии и для других видов механических испытаний. Особенно точным является метод измерения электрического сопротивления, позволяющий количественно оценить изменение скорости межкристаллитной коррозии:

Чем тоньше материал, тем точнее измерение. Метод наиболее эффективен при исследовании проволоки или тонкого листового материала.