1.2. Классификация корррозионных процессов.

Коррозионные процессы классифицируют по механизму, характеру коррозионного разрушения и условиям протекания.

I. По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.

Химическая коррозия - это взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Так протекает окисление большинства металлов в газовых средах, содержащих окислители (например, окисление на воздухе при повышенных температурах):

Mg + 1/2 O₂  MgO,

4 Al + 3 O₂ 2 Al₂O₃

Электрохимическая коррозия - это взаимодействие металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительных компонентов среды протекают не в одном акте и скорости их зависят от электродного потенциала металла. По такому механизму происходит, например, взаимодействие металлов с кислотами:

Zn + 2 HCl  Zn²⁺ + 2 Cl^- + H₂

Эта суммарная реакция состоит из двух элементарных актов:

Zn  Zn²⁺ + 2e,

2 H⁺ + 2e  H₂

II. По характеру коррозионного разрушения различают общую (сплошную) или местную коррозию.

1) Общей или сплошной называется коррозия, при которой поражается вся поверхность металла.

Сплошная коррозия подразделяется на равномерную, неравномерную и избирательную, при которой коррозионный процесс распространяется преимущественно по какой-нибудь структурной составляющей сплава - обесцинкование латуни, графитизация чугуна и др.

2) Местная коррозия - это коррозия, при которой корродируют отдельные участки металла. Различают следующие разновидности ее:

Коррозия пятнами - разрушение в виде отдельных сравнительно больших пятен (например, коррозия латуни в морской воде).

Коррозия язвами - разрушение в виде отдельных язв (раковин). Она характерна для разрушения стальных конструкций в земле.

Точечная коррозия (питтинговая коррозия - от английского pit - точка) - разрушение в виде отдельных точек. Основная часть поверхности при этом не корродирует. Так ведут себя, например, аустенитные нержавеющие стали в морской воде.

Сквозная коррозия, при которой язвенная или точечная коррозия разрушает, например, листовой материал насквозь.

Нитевидная коррозия, при которой разрушение распространяется в виде нитей. Это наиболее характерно для коррозии металлов под пленками лакокрасочных покрытий.

Подповерхностная коррозия, при которой разрушение начинается с поверхности, а затем распространяется под поверхностью металла.

Межкристаллитная коррозия, при которой коррозионный процесс распространяется по границам кристаллов сплава. Поверхность металла при этом, как правило, не претерпевает существенных изменений, однако прочность и пластичность металлов резко понижается. Межкристаллитной коррозии подвержены алюминиевые сплавы, хромоникелевые нержавеющие и углеродистые стали.

Ножевая коррозия, при которой коррозионное поражение возникает в отдельных местах в виде фигуры, напоминающей овальную полосу надреза ножом. Это характерно для многих сталей в зоне сварки в агрессивных средах, например, для стали Х18Н10Т в концентрированной азотной кислоте.

Коррозионное растрескивание - это особый вид коррозии, наблюдающийся при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих напряжений (внешних или внутренних). При этом коррозионный процесс локализуется в виде узкой трещины, распространяющейся или по границе между кристаллитами, или транскристаллитно. Кроме зоны распространения коррозионной трещины, на основной части поверхности металла коррозионных разрушений не отмечается. Это очень опасный вид коррозионного разрушения. Этому виду разрушения подвержено большинство высокопрочных сталей в хлоридсодержащих средах; высокую склонность к коррозионному растрескиванию проявляют алюминиевые, магниевые и медные сплавы в ряде сред.

Коррозионная усталость - это снижение усталостной прочности металла при одновременном воздействии периодических или знакопеременных нагрузок и агрессивных сред.

Водородная коррозия или коррозионная хрупкость - это потеря металлом прочности и пластичности в результате наводороживания металла. Водородной коррозии подвержена сталь в средах, содержащих сероводород, например, в сырой нефти.

III. По условиям протекания процесса наибольшее распространение получила следующая классификация.

Газовая коррозия - это коррозия металлов в газовых средах при высоких температурах. Газовой коррозии подвергается расплавленный металл. При разливке металла, его постепенном остывании, при горячей прокатке, штамповке и термообработке также наблюдается интенсивная газовая коррозия.

Атмосферная коррозия - это коррозия металлов в естественной атмосфере или в атмосфере цеха, завода с повышенным содержанием каких-либо газов. Например, ржавление железной кровли крыш, стальных конструкций (независимо от того, находятся ли они "под открытым небом" или в помещении), коррозия дуралюминиевой обшивки самолета и т.д.

Жидкостная коррозия - это коррозия в жидких средах: как в растворах электролитов, так и в неэлектропроводных жидкостях (бром, расплав серы, жидкое топливо и т.п.).

Подземная коррозия - это коррозия металлов в почвах и грунтах.

Микробиологическая коррозия (биокоррозия) - это коррозия металлов, вызываемая как непосредственным, так и косвенным воздействием микроорганизмов, например, за счет воздействия продуктов жизнедеятельности бактерий или грибов (выделение кислот, сероводорода, аммиака). Этот вид коррозии наблюдается на металлических конструкциях во влажных почвах, в морской воде, во влажной атмосфере.

Структурная коррозия - это коррозия, обусловленная структурной неоднородностью металла. Например, графит в чугуне, карбиды в сталях и т.д. способствуют развитию этого вида коррозии в кислотах.

Коррозия внешним током - это коррозия металлов под воздействием внешнего источника тока. Примером может служить растворение материала анода станции катодной защиты.

Коррозия блуждающими токами - это коррозия металла при прохождении блуждающего электрического тока в средах, являющихся проводниками второго рода, например, в воде или почве. Блуждающие токи - это токи, обусловленные пробоем изоляции электрических кабелей, плохим заземлением электрических машин и т.п. Радиус действия блуждающих токов достигает десятков километров.

Контактная коррозия - это коррозия, возникающая при сопряжении электрохимически разнородных металлов в среде электролитов. При этом растворяется (корродирует) более электроотрицательный металл.

Термоконтактная коррозия - это коррозия, возникающая вследствие работы гальванического элемента, обусловленная различием температур на концах металлической детали или конструкции, находящейся в электролите. Термический градиент вызывает образование анодных и катодных зон.

Щелевая коррозия - это повышение скорости коррозии металла в щелях и зазорах между металлами (резьбовые и фланцевые соединения), а также между металлом и неметаллом (прокладки, втулки, вкладыши) вследствие неодинаковой скорости доступа кислорода к различным зонам щели (зазора) и открытой поверхности.

Коррозия под напряжением - это коррозия при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений. Механические напряжения могут быть постоянными или переменными. В первом случае может возникнуть коррозионное растрескивание, а во втором - коррозионная усталость.

Коррозионная кавитация - это коррозия, вызванная одновременным воздействием на поверхность металла коррозионной (жидкой) среды и гидравлических ударов, возникающих при схлопывании микропустот в жидкости. Этому виду коррозии подвержены быстро движущиеся в коррозионной среде конструкции: лопасти гребных винтов кораблей, направляющие насадки гребных винтов и т.д.

Коррозия при трении (коррозионная эрозия) - это разрушение металла, обусловленное одновременным воздействием коррозионной среды и трения. Например, разрушение шейки вала при трении о подшипник в морской воде.

Фреттинг-коррозия - это коррозия металлов при колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в коррозионной среде. Например, разрушение вибрирующих металлических поверхностей, соединенных болтами, в среде электролита.