1)Коррозия в электролитах - коррозия металлов в жидких средах, проводящих электрический ток (вода, растворы кислот, щелочей, солей);

Коррозия

По механизму

химическая

электрохимическая

коррозия в неэлектролитах

Газовая коррозия

по площади повреждения

по скорости распространения

сплошная

местная

равномерная

неравномерная

по виду коррозионного повреждения

пятнами

межкристаллитная

Структурно-избирательная

подповерхностная

точечная

язвенная

коррозйонаое растрески­вание

Рисунок 1 - Классификация коррозионных процессов

2)почвенная коррозия - коррозия подземных металлических сооружений под воздействием почвенного электролита;

3)электрокоррозия - коррозия металлических сооружений под воздействием блуждающих токов;

4)атмосферная коррозия - коррозия металлов в атмосфере воздуха или другого газа, содержащего пары воды;

5)биокоррозия - коррозия, вызванная жизнедеятельностью микроорганизмов, вырабатывающих вещества, ускоряющие коррозионные процессы;

6)контактная коррозия - коррозия металлов в присутствии воды, вызванная непосредственным контактом двух металлов.

Процесс коррозии начинается с поверхности металлического сооружения и распространяется вглубь него. По результатам осмотра поверхности сооружения можно судить об интенсивности и характере коррозионного разрушения конструкции.

Различают сплошную и местную коррозию. В первом случае продуктами коррозии покрыта вся поверхность, находящаяся в контакте с коррозионной средой. Сплошная коррозия может быть равномерной - протекающей с одинаковой скоростью по всей поверхности, и неравномерной - протекающей с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла (например, коррозия углеродистой стали в морской воде).

Местная коррозия - это окисление металла на отдельных участках металлической поверхности. Она может быть следующих видов (рисунок 2):

1) пятнами (глубина повреждения много меньше его диаметра);

2) язвенная (глубина повреждения примерно равна его диаметру);

3) точечная (глубина повреждения много больше его диаметра);

4) подповерхностная (коррозионный процесс идет под слоем неповреж­денного металла);

5) структурно-избирательная (разрушается какой-то один компонент сплава);

6) межкристаллическая (коррозионное разрушение имеет место на границе между кристаллами);

7) коррозионное растрескивание (коррозионно-механическое воздействие приводит к образованию трещин в металле).

Очевидно, что местная коррозия более опасна, чем сплошная. В зависимости от вида коррозии ее скорость оценивают по-разному. Так, скорость сплошной равномерной коррозии определяют по потере металла за единицу времени с единицы поверхности.

Скорость язвенной, точечной, межкристаллитной коррозии характеризуют увеличением глубины коррозионного повреждения в единицу времени. Показателем скорости структурно-избирательной коррозии является изменение прочности металла (например, временного сопротивления) в единицу времени.

Рисунок 2 - Виды местной коррозии металла

2.2 Причины и механизм коррозии трубопровода

Основной причиной коррозии металла трубопроводов УЗН является термодинамическая неустойчивость металлов.

Подавляющее большинство металлов в земной коре находится в связанном состоянии в виде окислов, солей и других соединений. Причина этого явления состоит в термодинамической неустойчивости металлов.

Согласно второму закону термодинамики, любая система стремиться перейти из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией.

Аналогично и вещества стремятся перейти в такое состояние, при котором их внутренняя энергия будет иметь наименьшее значение.

Энергия, которой обладают вещества, называется химической энергией.

Она создается движением электронов на электронных орбитах атомов и молекул. При определенных условиях химическая энергия может превращаться в другие виды энергии, совершать работу (например, работу образования химических соединений).

Применительно к веществам 2-й закон термодинамики звучит так: самопроизвольно совершаются только такие химические превращения, в результате которых образуются вещества с меньшей химической энергией. Практически для всех металлов (кроме золота) при образовании окислов, солей и т. л это правило выполняется. Поэтому окисление металлов т е. их коррозия, в естественных условиях процесс неизбежный.

Практически круговорот металла в природе выглядит так Металлургическая промышленность, затрачивая большое количество энергии, осуществляет восстановление металлов из руд в свободное состояние, то есть переводит их на более высокий энергетический уровень. Однако когда этот металл уже в виде какой-то конструкции подвергается действию окислителей (кислорода ), он самопроизвольно переходит в белое стабильное окисленное состояние.

Влияние неоднородности состава металла.

Для строительства трубопроводов и резервуаров применяют малоуглеродистые и низколегированные стали. Кроме железа они содержат углерод (до 2%), легирующие примеси ( хром, никель, марганец, медь) и примеси, которые невозможно полностью удалить в металлургическом процессе ( сера, фосфор, кислород, азот, водород). Неоднородный состав сталей благоприятствует возникновению коррозионных пар в соответствующей среде.

Влияние неоднородности условий на поверхности металла

Для возникновения тока при электрохимической коррозии металла необходимо наличие катодной и анодной зон В анодной зоне протекает реакция окисления, заключающаяся в потере металлом своих электронов и образованием ион-атомов

Me -> Ме°+ n*e^-

Переходя в раствор электролита, ион-атомы металла вызывают его постепенное разрушение - коррозию.

В катодной зоне протекает реакция восстановление - присоединения свободных электронов каким-либо веществом, называемым деполяризатором. Если роль деполяризатора играют ионы водорода 2Н+ 2ё  2Н Н2, то такая реакция называется реакцией водородной деполяризации. Если же деполяризатором выступает кислород

Q2+4H⁺+4e2H2O – в кислой среде

Q2+2H2O⁺+4e4(OH)^- - в щелочной среде, то такая реакция называется реакцией кислородной деполяризации.

Из рассмотрения механизма электрохимической коррозии следует, что интенсивность процесса зависит от скорости

образования ион-атомов металла (и свободных электронов), а также наличия кислорода и воды. Учитывая, что на скорость образования ион-атомов влияет температура, концентрация раствора электролита и другие внешние условия, можно сделать заключение, что если на поверхности одного и того же металла создать различные условия, то одна часть его поверхности станет анодом по отношению к другой.

Примеры образования гальванических элементов из одного металла приведены на рисунке 3.

Рисунок 3 - Примеры образования гальванических элементов.

В первом случае анодом является электрод, помещенный в подогретый электролит. Это связано с тем, что в подогретом электролите растворение металла происходит более интенсивно. Аналогичная картина наблюдается и в слабоконцентрированном растворе собственной соли по сравнению с концентрированным раствором этой соли. Наконец, при подаче к одному из электродов воздуха на нем облегчается протекание реакции кислородной деполяризации, характерной для катода.

К образованию коррозионных элементов на поверхности трубопроводов приводит различный доступ кислорода к разным участкам его поверхности, разная влажность грунта, неоднородность микроструктуры металла. Примеры возникновения коррозионных элементов приведены на рисунок 4.

Образование коррозионных элементов из-за неоднородности микроструктуры поверхности металла

окалина царапина вмятина сварной шов

Образование коррозионных элементов вследствие различной аэрации участков поверхности трубопровода