- •Кафедра теоретических основ материаловедения
- •Гринева с.И., Сычев м.М., Лукашова т.В.,
- •Коробко в.Н., Мякин с.В.
- •Коррозия и методы защиты
- •Содержание
- •Введение
- •1 Краткие сведения о коррозионных процессах
- •1.1 Классификация коррозионных разрушений
- •1.2 Методы оценки коррозионной стойкости
- •1.3 Методы коррозионных испытаний
- •2 Факторы, влияющие на развитие коррозии материалов
- •2.1 Внутренние факторы коррозии
- •2.1.1 Термодинамическая устойчивость металла
- •2.1.2 Положение металла в периодической системе элементов
- •2.1.3 Химический состав и структура сплавов
- •2.1.4 Шероховатость поверхности и внутренние напряжения в деталях
- •2.2 Внешние факторы коррозии
- •2.2.1 Влияние рН на скорость коррозии
- •2.2.2 Влияние кислорода на скорость коррозии
- •2.2.3 Влияние температуры на скорость коррозии
- •2.2.4 Влияние давления на скорость коррозии
- •2.2.5 Влияние скорости движения электролита на скорость коррозии
- •2.2.6 Влияние состава и концентрации нейтральных солей на скорость коррозии
- •3 Химическая коррозия металлов
- •3.1 Газовая коррозия
- •3.1.1 Образование оксидных соединений на поверхности металла
- •3.1.2 Условия образования, защитных оксидных пленок
- •3.1.3 Скорость роста пленки на металлах
- •3.1.4 Газовая коррозия стали и чугуна
- •3.1.5 Катастрофическая газовая коррозия
- •3.1.6 Водородная коррозия. Водородный износ
- •3. 1.7 Карбонильная коррозия
- •3.1.8 Коррозия, вызываемая сернистыми соединениями
- •3.1.9 Коррозия, вызываемая хлором
- •3.1.10 Защита от газовой коррозии
- •3.2 Коррозия металлов в неэлектролитах
- •4. Электрохимическая коррозия
- •4.1 Особенности строения электролитов
- •4.2 Образование двойного электрического слоя
- •4.3 Электродные потенциалы
- •4.4 Механизм электрохимической коррозии
- •4.5 Поляризация электродов
- •4.6 Деполяризация электродов
- •4.7 Коррозионная диаграмма Эванса
- •4.8 Факторы, ограничивающие электрохимическую коррозию
- •5. Пассивность металлов
- •5.1 Теория пассивности металлов
- •5.2 Кинетика анодных процессов при пассивации металлов
- •6 Атмосферная коррозия металлов
- •6.1 Факторы, вызывающие атмосферную коррозию
- •6.2 Виды и механизм атмосферной коррозии
- •6.3 Скорость атмосферной коррозии
- •7. Подземная коррозия
- •7.1 Почвенная коррозия
- •7.2 Коррозия, вызванная действием блуждающих токов
- •8. Локальная коррозия
- •8.1 Точечная (питтинговая) коррозия
- •8.2 Щелевая коррозия
- •8.3 Межкристаллитная коррозия
- •8.4 Ножевая коррозия
- •9 Методы защиты от коррозии
- •9.1 Защита металлов от коррозии обработкой коррозионной среды
- •9.1.1 Удаление агрессивных компонентов из коррозионной среды
- •9.1.2 Защита металлов от коррозии ингибиторами
- •9.1.3 Механизм защитного действия ингибиторов
- •9.1.4 Влияние некоторых факторов на эффективность действия
- •9.2 Защитные покрытия
- •9.2.1 Металлические покрытия
- •9.2.2 Защитные покрытия на органической основе
- •9.2.3 Защитные покрытия на неорганической основе
- •9.3 Электрохимическая защита
- •9.3.1 Катодная зашита
- •9.3.2 Анодная защита
- •9.3.3 Защита от коррозии, вызываемой блуждающими
- •9.4 Защита от коррозии на стадии проектирования
- •9.4.1 Выбор материалов
- •9.4.2 Рациональные геометрические формы конструкций
- •Литература
- •Коррозия и методы защиты
2.2.4 Влияние давления на скорость коррозии
Технологические процессы химических производств часто осуществляются при высоких давлениях. При увеличении давления повышается скорость коррозионных процессов, и в особенности, при одновременном повышении температуры. Основной причиной влияния давления на процесс коррозии является изменение растворимости газов и возникновение механических напряжений в металле.
2.2.5 Влияние скорости движения электролита на скорость коррозии
Многие машины и аппараты химической промышленности работают в условиях, когда агрессивная жидкость циркулирует с различной скоростью или перемешивается. Влияние скорости движения коррозионной среды на скорость разрушения материала особенно четко проявляется при коррозии с кислородной деполяризацией. Зависимость скорости коррозии от скорости движения жидкости имеет сложный характер (рисунок 8). Кривая имеет три характерных участка: 1 — с увеличением скорости
Рисунок 8 — Зависимость скорости коррозии от скорости движения жидкости
движения жидкости скорость коррозии увеличивается в связи с увеличением подвода кислорода к поверхности металла; 2 — скорость коррозии уменьшается, так как на поверхности металла образуется защитная оксидная пленка; 3 — скорость коррозии резко возрастает из-за механического удаления защитной пленки и разрушения (эрозии) металла.
2.2.6 Влияние состава и концентрации нейтральных солей на скорость коррозии
Чаще всего в нейтральной среде протекает коррозия с кислородной деполяризацией. Влияние нейтральных солей на скорость коррозии проявляется через свойства образующихся продуктов коррозии. При образовании труднорастворимых соединений происходит частичное или полное экранирование поверхности материала и скорость коррозии падает. Например, углекислые соли калия или натрия образуют на поверхности цинка или железа осадок солей ZnCO3 или FeCO3; свинец в растворе сернокислой соли покрывается плотным слоем PbSO4. Соли могут образовывать на материале и окисные слои, пассивирующие поверхность. К пассиваторам относятся KСrO4, K2Cr2O7, KМnO4 и др.
Азотнокислые, хлористые и нередко сернокислые соли, наоборот, обычно образуют растворимые соединения, не способные замедлять коррозионный процесс. Хлористые соли, кроме того, наряду с другими солями галогеноводородных кислот обладают способностью активировать поверхность, что ускоряет скорость коррозии. Активирующий эффект возрастает в ряду J- ,Br- , Cl- , F-.
Концентрация нейтральных солей также влияет на скорость коррозии. Повышение концентрации до некоторых значений увеличивает скорость процесса в следствии возрастания электропроводности раствора, а затем наблюдается замедление коррозии из-за заметного снижения растворимости кислорода, участвующего в катодной реакции.
3 Химическая коррозия металлов
Химической коррозией называется разрушение материалов вызванное взаимодействием с окружающей средой при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают в одном акте. По условиям протекания процесса химическую коррозию подразделяют на газовую и коррозию в неэлектролитах.