43. Корозія металів та способи захисту металогосподарських виробів

Метали і їхні сплави поряд з цінними властивостями володіють істотним недоліком — вступають у взаємодію з речовинами, що їх ото­чують, наприклад з киснем повітря, водою, сірчистим газом і т. д. При цьому метал перетворюється в продукти корозії, що володіють іншими фізичними і хімічними властивостями, ніж сам метал. Виріб втрачає товарний вигляд і стає непридатним до використання за призначенням.

Розуміння процесів корозії і знання засобів захисту допоможуть товарознавцю в оцінці споживних властивостей та якості і розши­ренні асортименту металотоварів, а також дадуть можливість пра­вильно здійснювати зберігання і транспортування металевих виробів.

В залежності від механізму руйнування металів і сплавів розріз­няють хімічну, електрохімічну і біологічну корозії.

За умовами руйнування виділяють такі основні види корозії:

• корозія в неелектролітах (бензині, керосині або в інших рідких органічних середовищах);

• корозія в електролітах (соляна, кислотна, лугова та ін.) при повному, частковому або періодичному зануренні, в рухомому або нерухомому середовищі;

• корозія в природних умовах (атмосферна, морська, ґрунтова);

• корозія радіохімічна (під впливом різного роду радіоактив­ного випромінювання);

• корозія під напругою (статичною, яка змінюється за величиною і знаком);

• корозія під впливом блукаючих струмів;

• фреттинг-корозія або корозійна ерозія (при одночастотній дії корозійного середовища і сил тертя).

За характером корозійного руйнування розрізняють:

• суцільну, або загальну, корозію, що охоплює всю поверхню металу, що знаходиться під впливом даного корозійного сере­довища; суцільна корозія може бути рівномірною, нерівномірною і вибірковою.

• місцеву корозію, що охоплює окремі ділянки поверхні металу.

Місцева корозія надто різноманітна і може бути у вигляді плям, язв, а також точковою, наскрізною, ниткоподібною, під поверхневою, міжкристалічною і транскристалітною.

Хімічною корозією називається такий тип корозії, коли метал взаємодіє із середовищем, яке не проводить електричного струму. При такому руйнуванні металів здійснюються окисно-відновні хімічні реакції шляхом безпосереднього переходу електронів з атому металу на частинку окислювача (що входить до середовища). Прикладом хімічної корозії може бути взаємодія металу з киснем (особливо при високих температурах), галогеном, сірководнем. Внаслідок такої взаємодії, наприклад з киснем, на металах з'являється оксидна плівка, яка може бути різної міцності. При дії сірчистих сполук на залізі утворюється сірчисте залізо Ре5, на сріблі при дії парів йоду — йодисте срібло АдІ і т. д. У випадку утворення тривкої плівки (такої, яка володіє захисними властивостями), вона перешкоджає подальшому корозійному процесу.

Великий вплив на швидкість хімічної корозії здійснює темпе­ратура. З підвищенням температури швидкість газової (атмосферної) корозії збільшується. Склад газового середовища (атмосфери) здійснює специфічний вплив на швидкість корозії різноманітних металів. Так, нікель стійкий в середовищі кисню, вуглекислого газу, але сильно кородує в атмосфері сірчистого газу. Мідь піддається корозії в атмосфері кисню, але стійка в атмосфері сірчистого газу. Хром володіє корозійною стійкістю в усіх трьох газових середовищах.

Електрохімічна корозія— це процес руйнування металів і спла­вів внаслідок їх взаємодії з навколишнім електролітичним сере­довищем, який супроводжується появою електричного струму. Вона виникає за наявності трьох моментів: 1) якщо два або декілька металів різноманітні за хімічним складом, станом поверхні; 2) при контакті між ними; 3) якщо між металами знаходиться провідник струму (електроліт).

Причинами виникнення електрохімічної гетерогенності поверхні можуть бути макро- і мікровключення, неоднорідність сплаву, наявність різнорідних атомів в твердому розчині, нерівномірна деформація, неоднорідність окисної плівки на поверхні.

На швидкість електрохімічної корозії металів впливають внутрішні і зовнішні чинники

До внутрішніх чинників електрохімічної корозії металів належать чинники, пов'язані з складом, структурою, станом поверхні і напругами в металі. Чисті метали і однофазні сплави, які являють собою тверді розчини з необмеженою взаємною розчинністю компонентів в твердому стані, є корозійностійкими.

Тонка обробка (шліфування, полірування) підвищує корозійну стійкість металів, особливо в початковій стадії корозії.

До зовнішніх чинників електрохімічної корозії металів належать чинники, пов'язані з складом корозійного середовища і умовами корозії: температурою, тиском, швидкістю руху середовища.

Склад середовища, передусім рН розчину виявляє сильний вплив на швидкість корозії, оскільки величина рН істотно змінює потенціал металу, розчинність продуктів корозії і можливість утворення захисних плівок на поверхні кородуючого металу. Всі метали за корозійною стійкістю в залежності від рН середовища можна поділити на п'ять груп:

1. достатньо стійкі як в кислих, так і в лужних розчинах;

1. стійкі в лужних розчинах, але малостійкі в нейтральних і нестійкі в кислих середовищах;

2. корозійностійкі в лужних, але нестійкі в кислих розчинах;

3. корозійностійкі в кислих і середньостійкі в лужних розчинах;

2. корозійностійкі в нейтральних, але нестійкі як в кислих, так і в лужних розчинах, що обумовлено амфотерними власти­востями їхніх захисних плівок, які розчинні в кислотах і лугах.

Температура виявляє великий вплив на швидкість електрохі­мічної корозії металів, бо вона змінює швидкість дифузії, розчин­ність продуктів корозії, перенапруження електродних процесів. В більшості випадків із збільшенням температури швидкість корозії зростає.

Тиск здійснює прискорюючий вплив на електрохімічну корозію металів, бо збільшується розчинність газів (кисню, вуглекислоти) у водних розчинах, полегшуються процеси гідролізу розчинених у воді солей і з'являються механічні напруги в металі.

Рух електроліту прискорює корозію металів, оскільки це сприяє підведенню кисню до катодних ділянок і руйнуванню потоками рідини плівки, що утворилася на поверхні металу.

Корозійна стійкість металевих виробів знаходиться в зворотній залежності від швидкості корозії, тобто чим менша швидкість корозії, тим більше корозійностійким вважається виріб. Швидкість корозії прийнято оцінювати певними показниками: глибинним показником, показниками зміни маси, зміни механічних властивостей та ін. Ці показники визначають середню швидкість корозійного процесу за час т.