48

1. Введение

Машины и аппараты, изготовленные из металлов и сплавов, при эксплуатации в природных или технологических средах, подвержены коррозии. Коррозия происходит от латинского слова «corrodere» - разъедать. Коррозией металлов называют самопроизвольное разрушение металлов и сплавов вследствие их взаимодействия с окружающей средой. В основе этого взаимодействия лежат химические и электрохимические реакции, а иногда и механическое воздействие внешней среды. Способность металлов сопротивляться воздействию среды называется коррозионной стойкостью или химическим сопротивлением материала. Металл, подвергающийся коррозии, называют корродирующим металлом, а среда, в которой протекает коррозионный процесс – коррозионной средой. В результате коррозии изменяются свойства металла и часто происходит ухудшение его функциональных характеристик.

Металл при коррозии может частично или полностью разрушаться. Химические соединения, образующиеся в результате взаимодействия металла и коррозионной среды, называют продуктами коррозии. Продукты коррозии могут оставаться на поверхности металла в виде оксидных плёнок, окалины или ржавчины.

Коррозия является физико-химическим процессом и закономерности её протекания определяются общими законами термодинамики и кинетики гетерогенных систем. Различают внутренние и внешние факторы коррозии. Внутренние факторы характеризуют влияние на вид и скорость коррозии природы металла (состав, структура и т.д.). Внешние факторы определяют влияние состава коррозионной среды и условий протекания коррозии (температура, давление и т.д.).

Противокоррозионной защитой называют процессы или средства, применяемые для уменьшения или прекращения коррозии металла. Основные понятия, термины и определения в области коррозии стандартизованы (ГОСТ 5272-68). В системе государственных стандартов единой системы защиты от коррозии, старения и биоповреждений (ЕСЗКС) вопросы коррозии выделены в класс под номером «9».

Основные потери от коррозии делятся на:

• прямые

• косвенные

Прямые – это убытки, обусловленные преждевременным выходом из строя металлоконструкций, стоимость которых выше стоимости металла, использованного для их изготовления (например, разрушение моста вследствие коррозионного растрескивания одной из несущих балочных конструкций).

Косвенные – это комплекс затрат, необходимых для борьбы с коррозией (например, нанесение металлических, неметаллических, оксидных покрытий, использование ингибиторов, средств и методов химической защиты).

Классификация коррозии

Коррозионные процессы классифицируются по механизму взаимодействия металлов с внешней средой; по виду коррозионной среды и условиям протекания процесса; по характеру коррозионных разрушений; по видам дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.

1. По механизму:

• Химическая - это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают единовременно в одном акте. Продукты взаимодействия пространственно не разделены.

• Электрохимическая – это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.

• По виду коррозионной среды и условиям протекания:

• Газовая – это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги или при высоких температурах;

• в неэлектролитах (относится к случаю воздействия на металл агрессивных органических веществ, не имеющих заметной электропроводности, например, коррозия железа в сернистых нефтях при повышенных температурах, в бензине, керосине);

• в электролитах (весьма распространенный вид коррозии, к которому принадлежит воздействие на металлические конструкции природных вод и большинства водных растворов - солевая, кислотная, щелочная) По условиям воздействия активной среды на поверхность металла этот тип коррозии будет получать еще такие добавочные характеристики:

а) при полном погружении в спокойных электролитах;

б) при неполном погружении или коррозия по ватерлинии;

в) при переменном погружении в движущихся электролитах;

г) при перемешивании и др.

• коррозия в естественных природных условиях (атмосферная, морская, подземная);

• коррозия внешним током (вызывается приложенным извне током, например, блуждающим);

• коррозия под напряжением (коррозия при одновременном воздействии коррозионной среды и механического напряжения);

• радиохимическая коррозия (действие радиоактивного излучения);

• биокоррозия (под воздействием продуктов, выделяемых микроорганизмами);

• фреттинг-коррозия или эрозия (одновременное истирающее воздействие коррозионной среды, например, разрушение шейки гребного вала при трении о подшипник, омываемый морской водой);

• при кавитации (ударное воздействие коррозионной среды);

• контактная коррозия (электрохимическая коррозия конструкции, вызываемая контактом с металлом, имеющим иной электрохимический потенциал);

• щелевая коррозия (коррозия в щелях и зазорах).

2. По характеру коррозионных поражений различают:

• сплошную или общую коррозию (равномерную или неравномерную)

• местную коррозию.

Местная коррозия бывает различных типов:

а) коррозия пятнами (на отдельных участках);

б) коррозия язвами (локализованные глубокие поражения на ограниченных участках);

в) точечная коррозия (поражение локализуется в отдельных точках);

г) подповерхностная коррозия (коррозия начинается с поверхности, но распространяется преимущественно под поверхностью металла);

д) межкристаллитная коррозия (МКК) (избирательное разрушение металла по границам зерен);

е) коррозионное растрескивание (коррозионное разрушение определяется направлением наибольших растягивающих напряжений);

ж) избирательная коррозия (в результате коррозии растворяется преимущественно один из компонентов, например, обесцинкование латуней).