7. Атмосферная коррозия

Атмосферная коррозия. Металлические изделия в процессе производства, монтажных и наладочных работ, транспортирования, хранения и эксплуатации подвергаются воздействию атмосферных факторов. Главными из которых являются влажность, температура, суммарная продолжительность пребывания на поверхности металлов пленки влаги, образующейся при конденсации, смачивание атмосферными осадками, брызгами морской или речной воды, содержание химических или механических примесей.

Атмосферу разделяют на континентальную и морскую. Морская атмосфера может быть просто морской и тропической, а континентальная - сельской, промышленной и городской. В табл. 2 приведена зависимость степени коррозии от вида атмосферы.

Влажность воздуха очень влияет на скорость коррозии. При относительной влажности ниже критической (70%-ной) скорость коррозии металлов низка. Следует отметить, что в присутствии продуктов коррозии, солей или механических частиц она снижается до 50-60%.

При относительной влажности атмосферы выше критической при коррозии металлов образуется фазовый слой воды.

Температура влияет на коррозионную стойкость металлов двояко. С одной стороны, чем выше температура воздуха, тем больше сконденсируется влаги на поверхности металла, и тем интенсивнее будет протекать коррозия.

С другой стороны, образовавшиеся на металле пленки влаги, быстрее высыхают, и продолжительность их взаимодействия с металлом сокращается. Поэтому для характеристики агрессивности атмосферы часто используют данные о продолжительности пребывания пленки на поверхности металла, определяемой на метеостанциях или с помощью датчиков на коррозионных станциях. Несколько необычное поведение металлов наблюдается в зимний сезон. Было установлено, что заметная коррозия металлов развивается и при температуре воздухе ниже 0⁰С. Так, в промышленных зонах, в атмосфере которых содер жатся сульфаты, значительное увеличение коррозии наблюдается при температурах от -5 до -10°С. Этo объясняется снижением температуры замерзания воды с повышенным содержанием SO₄^2- или Cl^- . При температуре, близкой к 0⁰С, пленка воды сохраняется, и коррозия наблюдается до тех пор, пока температура не снизится и вода не замерзнет вновь.

Значительное увеличение скорости коррозии многих металлов наблюдает ся в промышленных и приморских. районах, что связано с содержанием в воз духе SO₂ и NaCl. В атмосфере на поверхности металлов образуются слабо минерализованные пленки воды, коррозионный процесс протекает также, как в нейтральных электролитах, лишь с теми особенностями, которые присущи

электрохимическим процессам, протекающим в тонких слоях электролита.

К этим особенностям в первую очередь относится увеличение скорости катодного процесса за счет способности тонких пленок электролита к саморазмешиванию, которое усиливается при испарении. В естественных условиях такое размешивание происходит npи высыхании вследствие испарения, например, при уменьшении влажности воздуха, повышении температуры и т. п.

Промышленная атмосфера характеризуется: относительной влажностью 79%; количеством осадков - 670 мм/год; рН атмосферы- 4-6; количеством пылевидных заrpязнений - 64 мг/м³; количеством SO₂ - 0,1 мг/м³.

В морской атмосфере относительная влажность равна 84%. Количество осадков составляет 970мм/год, а ее рН == 5/7. Среднее количество пылевидных загрязнений у такой атмосферы не лимитируется. Однако среднее количество выпадающих частиц хлоридов в морской атмосфере 2 мг/дм².

Сельская атмосфера имеет относительную влажность 77%, а количество осадков 920 мм/год; рН=5+7. Остальные параметры для сельской атмосферы не лимитированы.

Зависимость атмосферной коррозии от условий эксплуатации изделий представлена в табл.3.

Наиболее опасными окислителями и электролитами в воздухе являются кислород и озон, оксиды азота и азотная кислота, органические перекиси, диоксид серы и сернистая кислота, серная кислота и сероводород, соляная кислота, углекислый газ, кислые продукты перегонки нефти, сульфат аммония, хлорид натрия и щелочи.

Степень коррозии, например, меди в атмосфере, содержащей влагу и сернистый газ, зависит от концентрации газа, так как он является стимулятором, а влага - ускорителем коррозии (рис.2). Коррозия меди начинается при содержании в атмосфере SO₂ более 1 %. Диоксид серы, окисляясь до триоксида и адсорбируя влагу, образует серную кислоту, которая непосредственно воздействует на металл.

Для оценки коррозионной стойкости существует десятибалльная шкала. Весьма стойкие металлы оцениваются баллом 1 и имеют скорость коррозии один мкм/год.

Весьма стойкие метaллы при скорости коррозии 1-5 мкм/год оцениваются баллом 2, а при 5-10 мкм/год - баллом 3. Стойкие металлы при скорости коррозии 10-50 мм/год соответствуют баллу 4, а при 50-100 мкм/год баллу 5. Металлы с пониженной стойкостью корродируют со скоростью 0,1-0,5 мм/год и оцениваются баллом 6. Металлы, корродирующие со скоростью 0,5-1,0 мм/год, характеризуются баллом 7. Мaлостойкие металлы при скорости коррозии 1-5 мм/год и при 5-10 мм/год имеют соответственно баллы 8 и 9. Нестойкие металлы корродируют со скоростью 10 мм/год и оцениваются баллом10.