6 Атмосферная коррозия металлов

Атмосферной называется коррозия материалов во влажном воздухе при температуре окружающей среды. Она является самым распространенным видом электрохимической коррозии. Подчиняясь основным закономерностям, рассмотренным ранее, атмосферная коррозия имеет ряд особенностей, касающихся прежде всего условий возникновения и некоторых факторов, влияющих на скорость процесса. Примерно 80% металлических конструкций эксплуатируется в атмосферных условиях. Коррозионной средой во всех случаях является пленка влаги, в которой растворены кислород и двуокись углерода, а в промышленной атмосфере — также двуокись серы, окислы азота, сероводород и другие газы. Толщина пленки в зависимости от условий образования может быть в диапазоне от десятков ангстрем до десятых долей миллиметра. При толщине 1 мм и больше говорят о полном погружении металла в электролит.

6.1 Факторы, вызывающие атмосферную коррозию

К основным факторам, определяющим механизм и скорость атмосферной коррозии, относятся влажность воздуха и его загрязнение коррозионно-активными агентами. Количество водяных паров в граммах на единицу объема называется абсолютной влажностью. Чем выше температура, тем большее количество водяных паров находится в воздухе до насыщения, когда из воздуха начинает выпадать роса. Отношение количества водяного пара, находящегося в воздухе, к количеству водяного пара, насыщающего воздух при данной температуре, называется относительной влажностью. По ГОСТ 9.039—74 увлажнение поверхности металла характеризуется двумя видами пленки: фазовой пленкой влаги и адсорбционной пленкой. За фазовую пленку принимают пленку влаги, образующуюся при увлажнении поверхности жидкими (дождь, морось или смешанными (дождь со снегом) осадками и росой. Пленка может быть сплошной или в виде отдельных капель. За адсорбционную пленку принимают пленку влаги, образующуюся при относительной влажности свыше 70% при отсутствии осадков и росы.

Коррозионная агрессивность атмосферы, без учета загрязнения воздуха активными агентами определяется числом часов в году, ч/год:

τ_фаз — продолжительность увлажнения поверхности металла фазовой пленкой влаги;

τ_адс — продолжительность увлажнения поверхности металла адсорбционной пленкой;

τ_общ = τ_фаз+τ_адс ~ продолжительностью общего увлажнения поверхности.

Коррозионная агрессивность атмосферы оценивается по девятибалльной системе, приведенной в таблице 5.

Важным фактором, определяющим механизм и скорость атмосферной коррозии, является загрязнение воздуха, вызванное практической деятельностью человека. В районах расположения химических заводов в воздух могут попадать СО₂, С1₂, НС1, NН₃, Н₂S и др. Растворение во влаге

Таблица 5 — Балл коррозионной агрессивности атмосферы

Продолжительность общего увлажнения τобщ., ч/год	Балл
500-1000 1000-1500 1500-2000 2000-2500 2500-3000 3000-3500 3500-4000 4000-4500 4500 и более	1 2 3 4 5 6 7 8 9

указанных веществ превращает чистый конденсат в раствор сильных электролитов, что приводит к резкому увеличению скорости атмосферной коррозии. Находящиеся в воздухе частицы пыли, угля, золы способствуют химической и капиллярной конденсации влаги, в результате чего повышается скорость коррозии. Процесс атмосферной коррозии зависит также от состава и свойств продуктов коррозии, температуры, географического фактора, климатических условий, времени года.

Состав и свойства продуктов коррозии влияют на скорость коррозии по разному. Рыхлые, порошкообразные продукты ускоряют коррозию, увеличивая химическую и капиллярную конденсацию. Если же на поверхности образуется плотная компактная пленка, то скорость разрушения понижается.

Повышение температуры, как правило, тормозит коррозию, так как уменьшается относительная влажность, снижается растворимость газов в воде и быстрее высыхает поверхность.