Поняття про корозію металів і класифікація

Корозія металів - мимовільне руйнування металів внаслідок хімічного або електрохімічного взаємодії їх із зовнішнім середовищем. Корозійний процес - гетерогенний (неоднорідний), протікає на кордоні розділу метал - агресивне середовище, має складний механізм. При цьому атоми металу окислюються, т.е.J втрачають валентні електрони, атоми переходять через границю розділу в зовнішнє середовище, взаємодіють з її компонентами і утворюють продукти корозії. У більшості випадків корозія металів пройм ходить нерівномірно по поверхні, є ділянки, на яких виникають локальні ураження. Деякі продукти корозії, утворюючи поверхневі плівки, повідомляють металу корозійну стійкість. Іноді можуть з'являтися пухкі продукти корозії, мають слабке зчеплення з металом. Руйнування таких плівок викликає інтенсивну корозію оголює металу. Корозія металу знижує механічну міцність і змінює інші властивості його. Корозійні процеси класифікують за видами корозійних руйнувань, характером взаємодії металу із середовищем, умовами протікання.

Корозія буває суцільна, загальна і місцева. Суцільна корозія протікає по всій поверхні металу. При місцевій корозії ураження локалізуються на окремих ділянках поверхні.

Мал. 1Характер корозійних руйнувань:

I - рівномірний; II - нерівномірний; III - виборче; IV - плями; V - виразки; VI- точками або питтингов; VII - наскрізне; VIII - нитевидное; IX- поверхневе; X - межкристаллитного; XI - ножове; XII - розтріскування

Загальна корозія підрозділяється на рівномірну, нерівномірну і виборчу (рис. 1).

Рівномірна корозія протікає з однаковою швидкістю по всій поверхні металу; нерівномірна - на різних ділянках поверхні металу з неоднаковою швидкістю. При виборчої корозії руйнуються окремі компоненти сплаву.

При корозії плямами діаметр корозійних поразок великої глибини. Для виразкової корозії характерно глибоке ураження ділянки поверхні обмеженій площі. Як правило, виразка знаходяться над шаром продуктів корозії. При точкової (виразкової) корозії спостерігаються окремі точкові ураження поверхні металу, які мають малі поперечні розміри при значній глибині. Наскрізна - це місцева корозія, що викликає руйнування металевого виробу наскрізь, у вигляді свищів. Ниткоподібна корозія проявляється під неметаллическими покриттями і вигляді ниток. Підповерхнева корозія починається з поверхні, пі переважно поширюється під поверхнею металу, викликаючи його спучування і розшарування.

При міжкристалітної корозії руйнування зосереджено на межі зерен металу або сплаву. Цей вид корозії небезпечний тим, що відбувається втрата міцності і пластичності металу. Ножова корозія має вигляд надрізу ножем уздовж зварного з'єднання в сильно агресивних середовищах. Корозійне розтріскування протікає при одночасному впливі корозійного середовища і розтягують залишкових або доданих механічних напругах.

Металеві вироби в певних умовах піддаються корозійно-втомного руйнування, що протікає при одночасному впливі на метал корозійного середовища і змінних I механічної напруги.

За характером взаємодії металу із середовищем розрізняють хімічну і електрохімічну корозії. Хімічна корозія - руйнування металу при хімічній взаємодії з агресивним середовищем, якої служать неелектролітів - рідини і сухі гази. Електрохімічна корозія - руйнування металу під впливом електроліту при протіканні двох самостійних, але взаємопов'язаних процесів - анодного і катодного. Анодний процес - окислювальний, проходить з розчиненням металу; катодний процес - відновний, обумовлений електрохімічним відновленням компонентів середовища. Сучасна теорія корозії металів не виключає спільного протікання хімічної та електрохімічної корозії, так як в електролітах при певних умовах можливе перенесення маси металу за хімічним механізмом.

За умовами протікання корозійного процесу найбільш часто зустрічаються такі види корозії:

1) газова корозія, протікає при підвищених температурах і повній відсутності вологи на поверхні; продукт газової корозії - окалина володіє при певних умовах захисними властивостями;

2) атмосферна корозія, протікає в повітрі; розрізняють три види атмосферної корозії: у вологому атмосфері - при відносній вологості повітря вище 40%; в мокрій атмосфері - при відносній вологості повітря, що дорівнює 100%; в сухій атмосфері - при відносній вологості повітря менше 40%; атмосферна корозія - один з найбільш поширених видів внаслідок того, що основна частина металевого обладнання експлуатується в атмосферних умовах;

3) рідинна корозія - корозія металів в рідкому середовищі; розрізняють корозію в електролітах (кислоти, луги, сольові розчини, морська вода) та в неелектролітами (нафта, нафтопродукти, органічні сполуки);

4) підземна корозія - корозія металів, що викликається в основному дією розчинів солей, що містяться в грунтах і грунтах; корозійна агресивність ґрунту і грунтів обумовлена ​​структурою і вологістю ґрунту, вмістом кисню та інших хімічних сполук, рН, електропровідність, наявністю мікроорганізмів;

5) біокоррозія - корозія металів в результаті впливу мікроорганізмів або продуктів їх життєдіяльності, в біокоррозіі беруть участь аеробні та анаеробні бактерії, що призводять до локалізації корозійних поразок;

6) електрокорозію, виникає під дією зовнішнього джерела струму або блукаючого струму;

7) щілинна корозія - корозія металу в вузьких щілинах, зазорах, м різьбових та фланцевих з'єднаннях металевого обладнання, аксплуатірующегося в електролітах, в місцях нещільного контакту металу з ізоляційним матеріалом;

8) контактна корозія, виникає при контакті різнорідних металів в електроліті;

9) корозія під напругою, протікає при спільному впливі на метал агресивного середовища і механічної напруги - постійних розтягують (корозійне розтріскування) і змінних або циклічних (корозійна втома);

10) корозійна кавітація - руйнування металу в результаті одночасно корозійного і ударного впливів. При цьому захисні плівки на поверхні металу руйнуються, коли лопаються газові бульбашки на поверхні розділу рідини з твердим тілом;

11) корозійна ерозія - руйнування металу внаслідок одночасного впливу агресивного середовища і механічного зносу;

12) фреттинг-корозія - локальне корозійне руйнування металів при впливі агресивного середовища в умовах коливального переміщення двох поверхонь, що труться відносно один одного;

13) структурна корозія, обумовлена ​​структурною неоднорідністю сплаву; при цьому відбувається прискорений процес корозійного руйнування внаслідок підвищеної активності будь-якого компонента сплаву;

14) термоконтактним корозія, виникає за рахунок температурного градієнта, обумовленого нерівномірним нагріванням поверхні металу.