Коррозия и защита от коррозии (в редакции Семеновой)

Коррозия и защита от коррозии (в редакции Семеновой)

В книге обобщены данные о свойствах и коррозионной стойкости металлических и неметаллических материалов. В ней приводятся таблицы и диаграммы коррозионной стойкости металлов и сплавов, пластмасс, стеклопластиков, резин, лакокрасочных и силикатных материалов в агрессивных органических и неорганических средах при комнатной и повышенной температурах.
Второе издание дополнено главой, в которой излагаются основные принципы выбора коррозионностойких материалов и покрытий.
Справочное пособие предназначено для конструкторов, инженеров и научных работников химической и других отраслей промышленности. Оно может быть полезно студентам-дипломникам химических вузов.
Первое издание вышло в 1967 г.

Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Нефтеперерабатывающая промышленность. Справочное руководство. / Под ред. А.М. Сухотина, Ю.И. Арчакова. – Л.: Химия, 1990. – 400 с.

Приводятся рекомендации по методам защиты от коррозии оборудования нефтеперерабатывающих производств и выбору применяемых материалов с учетом их коррозионной стойкости в различных средах, описываются физико-химические основы различных видов коррозии.

Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: Справочник: В 2 т. Т. 1./Под ред. А. А. Герасименко.—М.: Машиностроение, 1987. — 688 с, ил.

Приведены сведения о процессах коррозии. Даны рекомендации по защите от коррозии и совершенствованию методов защиты.
Для инженерно-технических работников всех отраслей машиностроительной промышленности, занимающихся вопросами коррозии.

Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: Справочник: В 2 т. Т. 2./Под ред. А А. Герасименко.—М.: Машиностроение, 1987. — 784 с, ил.

Приведены сведения о процессах коррозии, старения и биоповреждений.
Даны рекомендации по комплексной защите от этих процессов.
Для инженерно-технических работников всех отраслей машиностроения, занимающихся вопросами защиты от коррозии, старения и биоповреждений.

Мудрук А. С, Гончаренко П. В. Коррозия и вопросы конструирования.— К.: Техніка, 1984.—135 с, ил.

В книге изложены основы обеспечения коррозионной стойкости изделий машиностроения на этапе их конструирования. Обобщен отечественный и зарубежный опыт рационального конструирования, обеспечивающего минимальные потери от коррозии. Приводятся сведения, необходимые при выборе конструкционных материалов и защитных покрытий.
Предназначена для инженерно-технических работников конструкторских и научно-исследовательских организаций, а также может быть полезна студентам машиностроительных специальностей.

Малахов А.И., Жуков А.П. Основы металловедения и теории коррозии: Учебник для машиностроительных техникумов — М.: Высшая школа, 1978. — 192 с., ил.

В книге рассмотрены общие вопросы основ металловедения и коррозии металлов. Дано описание физико-механических, химических и технологических свойств широко применяемых металлов и сплавов. Большое внимание уделено коррозии и коррозионной стойкости основных металлических материалов и методам их защиты, описаны коррозионно-стойкие неметаллические материалы. При рассмотрении конструкционных материалов указаны области их применения.

Улиг Г. Г., Реви Р. У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику: Пер. с англ./Под ред. А. М. Сухотина.—Л.: Химия, 1989.— Пер. изд., США, 1985. — 456 с.: ил.

Изложены закономерности учения о коррозии металлов и основы технологии противокоррозионной защиты. Рассмотрены биогенная и почвенная коррозия, высокотемпературное окисление металлов, питтинговая и межкристаллитная коррозия, коррозионное растрескивание, влияние радиации и блуждающих токов. Охарактеризована стойкость основных групп металлических конструкционных материалов, в том числе новых сплавов, используемых в химической, атомной, энергетической и других отраслях промышленности. Для инженерно-технических и научных работников самого широкого профиля. Может быть полезна преподавателям и студентам вузов.

О сайте

На этом сайте вы можете бесплатно, без регистрации скачать техническую литературу в области машиностроения. Формат книг – djvu и pdf.
Вы хотите поделиться книгой? Книга должна быть хорошо читабельной, издана не позднее начала 1990-х годов. Просто высылайте ее по адресу и она появится здесь.
По этому же адресу можно написать в случае, если какая-либо ссылка не работает, либо скачивание затруднительно – я перезалью книгу на другой файловый хостинг.

Поиск по сайту

Рубрики книг

  • Балансировка
  • Гидравлика и пневматика
    • Вакуумная техника
    • Вентиляторы
    • Гидропривод
    • Компрессоры
    • Насосы
    • Пневмопривод
    • Трубопроводная арматура
    • Уплотнения
  • Детям
  • Железнодорожный транспорт
  • Испытания и измерения
  • Конструктору
  • Литье
  • Материалы и вещества
    • Коррозия
    • Лаки и краски
    • Металловедение
    • Металлы и сплавы
    • Полимеры
    • Резина
  • Механика
  • Механические элементы и устройства
    • Детали машин
    • Зубчатые колеса
    • Муфты
    • Передача крутящего момента
    • Подшипники
    • Резьба
  • Мехобработка
    • Гравирование
    • Металлорежущие станки
    • Обработка давлением
      • Ковка
      • Штамповка
    • Приспособления для металлорежущих станков
    • Режущий инструмент
    • Сверление
    • Строгание, долбление и протягивание
    • Технология мехобработки
    • Токарная обработка
    • Фрезерная обработка
    • Шлифование
  • Моделизм
  • Немеханическая обработка материалов
  • Нефть и газ
  • Нормирование труда
  • Оболочки
    • Развертки листового материала
    • Тонкостенные конструкции
  • Охрана труда
  • Прочность и надежность
  • Сварка и пайка
  • Слесарное дело
  • Справочная литература
  • Строительство
    • Металлические конструкции
  • Теплообмен
    • Котлы и печи
  • Термическая обработка
  • Технологу
  • Транспортирующие устройства
    • Шнеки
  • Химия
  • Электротехника
Читайте также:
Техника художественной эмали, чеканки и ковки
  • Популярные книги

    • Марочник сталей и сплавов / В. Г. Сорокин, А. В. Волосникова, С. А. Вяткин и др; Под общ. ред. В. Г. 60 450 просмотров | 2 комментария
    • Бруштейн Б. Е. и Дементьев В. И. Токарное дело. Учебник для проф.-техн. училищ. Изд. 6-е, переработ. 39 418 просмотров | 3 комментария
    • Технология резиновых изделий: Учеб. пособие для вузов/ Ю. О. Аверко-Антонович, Р. Я. Омельченко, Н. 37 767 просмотров | 2 комментария
    • Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов). Кучер А. М., Киватицкий М. 34 369 просмотров | 9 комментариев
    • Эрдеди А. А. Техническая механика: Теоретическая механика. Сопротивление материалов: Учеб. для машин. 33 452 просмотра | 2 комментария
    • Главная
    • Полезные ссылки
    • Справка

    © 2007-2021 trurl library. Powered by WordPress

    Коррозия и защита от коррозии

    Изложены вопросы теории ингибирования коррозии железа и стали в кислых средах. Приведена классификация существующих ингибиторов. Систематизированы основные закономерности защитного действия ингибиторов и их смесей. Рассмотрено влияние ингибиторов на механические свойства металлов, коррозионное растрескивание, усталость и наводороживание при коррозии в кислых средах. Дан подробный обзор известных ингибиторов коррозии и рассмотрено их применение в различных отраслях промышленности. Проанализированы экономические аспекты ингибирования кислых сред.

    Приведены результаты систематических исследований структурных и фазовых превращений при различных видах отжига электроосажденных металлов и сплавов. Развиты теоретические представления о природе процессов термической обработки и разработаны основы получения электроосажденных металлов и сплавов с повышенными свойствами.

    “Книга содержит экологические характеристики компонентов технологических растворов, базовые составы растворов и электролитов для обработки поверхности металлов. Даны характеристики систем промывки, описаны рациональные способы промывок и нормирования водопотребления.”Книга содержит экологические характеристики компонентов технологических растворов, базовые составы растворов и электролитов для обработки поверхности металлов. Даны характеристики систем промывки, описаны рациональные способы промывок и нормирования водопотребления. Показаны варианты компоновок гальванических линий и гальванического цеха, объемы и загрязненность промывных с сточных вод, а также технологические схемы очистки кислотно-щелочных и хромсодержащих сточных вод, технологические схемы очистки отработанных технологических растворов и электролитов, а также приведены сравнительные характеристики методов очистки. На примере конкретного гальванического цеха показана многовариантность как гальванического производства с точки зрения объема и состава сточных вод, так и способов организации систем очистки стоков, а также приведены принципы адаптации гальванического производства и различных систем очистки сточных вод. Описаны способы регенерации отработанных электролитов и схемы рекуперации отработанных растворов, а также способы утилизации гальванических шламов. Определены основные направления создания экологически безопасного гальванопроизводства.
    Книга предназначена для инженерно-технических работников машиностроительных заводов, научно-исследовательских работников машиностроительных заводов, научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций, занимающихся разработкой технологий и оборудования для гальванических цехов, а также для студентов и аспирантов специальности “”технология электрохимических производств””.”

    Учебное пособие предназначено для студентов по специальности «Технология электрохимических производств». В нем обобщены результаты как теоретических, так и практических исследований по электроосаждению металлов из неводных растворов, проведенных, в основном, в последние годы в связи с появлением ряда новых апротонных растворителей. Рассмотрены экспериментальные данные по механизму разряда металлов из неводных растворов, приведены составы электролитов и условия осаждения металлов, в том числе и тех, которые не удается выделить путем электролиза из водных растворов. Этот вопрос еще не нашел своего отражения в монографиях, а также в учебниках и учебных пособиях по теоретической и прикладной электрохимии. Книга может быть полезна для исследователей и технологов, специализирующихся в области электроосаждения металлов и защиты от коррозии.

    В книге сделана попытка обобщить материал о влиянии технологических основ процесса осталивания на износостойкость восстановленных деталей и показать особенности и специфику электролитического железа.

    Изложены теоретические основы газовой и электрохимической коррозии, рассмотрены виды коррозии, коррозионная характеристика металлов, сплавов и неметаллических материалов. Приведены методы защиты машин и аппаратов от коррозии.

    Рассмотрены методы оценки стойкости материалов и конструкций к коррозии под напряжением. Даны рекомендации по коррозионным испытаниям образцов и моделей: предложены способы оценки сопротивляемости возникновению и развитию разрушения. Обоснованы критерии расчета пределов коррозионной выносливости конструкции для характерных условий нагружения. Для инженеров-конструкторов и технологов КБ и заводов всех отраслей машиностроения, работающих в области материаловедения, защиты от коррозии и др.

    Рассмотрены методы оценки стойкости материалов и конструкций к коррозии под напряжением. Даны рекомендации по коррозионным испытаниям образцов и моделей: предложены способы оценки сопротивляемости возникновению и развитию разрушения. Обоснованы критерии расчета пределов коррозионной выносливости конструкции для характерных условий нагружения. Для инженеров-конструкторов и технологов КБ и заводов всех отраслей машиностроения, работающих в области материаловедения, защиты от коррозии и др.

    Читайте также:
    Витражная роспись. Техника имитации перегородчатой эмали

    Приведены сведения по технологии осаждения неметаллических и металлических покрытий на легкие цветные металлы и пластмассы, по контролю гальванических ванн и качества покрытий, оборудованию, механизации и автоматизации гальванического производства, а также по охране труда.
    Для инженерно-технических работников машиностроительных заводов, научно – исследовательских и проектно-конструкторских организаций, занимающихся разработкой технологии и оборудования для гальванических цехов.

    Рассмотрены особенности механизма коррозионного растрескивания углеродистых сталей в водных растворах кислот, сероводорода, нитратов, хлоридов щелочей, и также я воде с учетом химического состава, структуры и механических свойств сталей. Освещена роль анодных и катодных процессов, я также влияния адсорбционного снижения прочности на процесс коррозионного растрескивания. Описаны методы защиты сталей от растрескивания. Книга рассчитана на инженеров машиностроительной, химической , энергетической, добывающей, нефтегазовой и других отраслей промышленности, а также может быть полезна научным работникам к студентам соответствующих специальностей.

    Коррозия металлов. Виды коррозии металлов

    Определение коррозии

    Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией.

    Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.

    Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:

    • Коррозия – это с химической точки зрения процесс окислительно-восстановительный.
    • Коррозия – это самопроизвольный процесс, возникающий по причине неустойчивости термодинамической системы металл – компоненты окружающей среды.
    • Коррозия – это процесс, который развивается в основном на поверхности металла. Однако, не исключено, что коррозия может проникнуть и вглубь металла.

    Виды коррозии металлов

    Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

    1. Равномерная – охватывает всю поверхность равномерно
    2. Неравномерная
    3. Избирательная
    4. Местная пятнами – корродируют отдельные участки поверхности
    5. Язвенная (или питтинг)
    6. Точечная
    7. Межкристаллитная – распространяется вдоль границ кристалла металла
    8. Растрескивающая
    9. Подповерхностная

    С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

    Химическая коррозия металлов

    Химическая коррозия металлов — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь.

    Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

    Виды химической коррозии

    Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

    Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

    Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

    При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

    Фактор Пиллинга-Бэдворса

    Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

    где Vок — объем образовавшегося оксида

    VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

    Мок – молярная масса образовавшегося оксида

    ρМе – плотность металла

    n – число атомов металла

    AMe — атомная масса металла

    ρок — плотность образовавшегося оксида

    Оксидные пленки, у которых α 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

    Ниже представлены значения сплошности α для некоторых оксидов металлов

    Металл Оксид α Металл Оксид α
    K K2O 0,45 Zn ZnO 1,55
    Na Na2O 0,55 Ag Ag2O 1,58
    Li Li2O 0,59 Zr ZrO2 1.60
    Ca CaO 0,63 Ni NiO 1,65
    Sr SrO 0,66 Be BeO 1,67
    Ba BaO 0,73 Cu Cu2O 1,67
    Mg MgO 0,79 Cu CuO 1,74
    Pb PbO 1,15 Ti Ti2O3 1,76
    Cd CdO 1,21 Cr Cr2O3 2,07
    Al Al2­O2 1,28 Fe Fe2O3 2,14
    Sn SnO2 1,33 W WO3 3,35
    Ni NiO 1,52

    Электрохимическая коррозия металлов

    Электрохимическая коррозия металлов – это процесс разрушения металлов в среде различных электролитов, который сопровождается возникновением внутри системы электрического тока.

    При таком типе коррозии атом удаляется из кристаллической решетки результате двух сопряженных процессов:

    • Анодного – металл в виде ионов переходит в раствор.
    • Катодного – образовавшиеся при анодном процессе электроны, связываются деполяризатором (вещество — окислитель).

    Сам процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией, а вещества способствующие отводу – деполяризаторами.

    Наибольшее распространение имеет коррозия металлов с водородной и кислородной деполяризацией.

    Водородная деполяризация

    Водородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в кислой среде:

    2H + +2e — = H2 разряд водородных ионов

    Кислородная деполяризация

    Кислородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в нейтральной среде:

    O2 + 4H + +4e — = H2O восстановление растворенного кислорода

    Все металлы, по их отношению к электрохимической коррозии, можно разбить на 4 группы, которые определяются величинами их стандартных электродных потенциалов:

    1. Активные металлы (высокая термодинамическая нестабильность) – это все металлы, находящиеся в интервале щелочные металлы — кадмий (Е 0 = -0,4 В). Их коррозия возможна даже в нейтральных водных средах, в которых отсутствуют кислород или другие окислители.
    2. Металлы средней активности (термодинамическая нестабильность) – располагаются между кадмием и водородом (Е 0 = 0,0 В). В нейтральных средах, в отсутствии кислорода, не корродируют, но подвергаются коррозии в кислых средах.
    3. Малоактивные металлы (промежуточная термодинамическая стабильность) – находятся между водородом и родием (Е 0 = +0,8 В). Они устойчивы к коррозии в нейтральных и кислых средах, в которых отсутствует кислород или другие окислители.
    4. Благородные металлы (высокая термодинамическая стабильность) – золото, платина, иридий, палладий. Могут подвергаться коррозии лишь в кислых средах при наличии в них сильных окислителей.

    Виды электрохимической коррозии

    Электрохимическая коррозия может протекать в различных средах. В зависимости от характера среды выделяют следующие виды электрохимической коррозии:

    • Коррозия в растворах электролитов — в растворах кислот, оснований, солей, в природной воде.
    • Атмосферная коррозия – в атмосферных условиях и в среде любого влажного газа. Это самый распространенный вид коррозии.

    Например, при взаимодействии железа с компонентами окружающей среды, некоторые его участки служат анодом, где происходит окисление железа, а другие – катодом, где происходит восстановление кислорода:

    А: Fe – 2e — = Fe 2+

    K: O2 + 4H + + 4e — = 2H2O

    Катодом является та поверхность, где больше приток кислорода.

    • Почвенная коррозия – в зависимости от состава почв, а также ее аэрации, коррозия может протекать более или менее интенсивно. Кислые почвы наиболее агрессивны, а песчаные – наименее.
    • Аэрационная коррозия — возникает при неравномерном доступе воздуха к различным частям материала.
    • Морская коррозия – протекает в морской воде, в связи с наличием в ней растворенных солей, газов и органических веществ.
    • Биокоррозия – возникает в результате жизнедеятельности бактерий и других организмов, вырабатывающих такие газы как CO2, H2S и др., способствующие коррозии металла.
    • Электрокоррозия – происходит под действием блуждающих токов на подземных сооружениях, в результате работ электрических железных дорог, трамвайных линий и других агрегатов.

    Методы защиты от коррозии металла

    Основной способ защиты от коррозии металла – это создание защитных покрытий – металлических, неметаллических или химических.

    Металлические покрытия

    Металлическое покрытие наносится на металл, который нужно защитить от коррозии, слоем другого металла, устойчивого к коррозии в тех же условиях. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более отрицательным потенциалом (более активный) , чем защищаемый, то оно называется анодным покрытием. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более положительным потенциалом (менее активный), чем защищаемый, то оно называется катодным покрытием.

    Например, при нанесении слоя цинка на железо, при нарушении целостности покрытия, цинк выступает в качестве анода и будет разрушаться, а железо защищено до тех пор, пока не израсходуется весь цинк. Цинковое покрытие является в данном случае анодным.

    Катодным покрытием для защиты железа, может, например, быть медь или никель. При нарушении целостности такого покрытия, разрушается защищаемый металл.

    Неметаллические покрытия

    Такие покрытия могут быть неорганические (цементный раствор, стекловидная масса) и органические (высокомолекулярные соединения, лаки, краски, битум).

    Химические покрытия

    В этом случае защищаемый металл подвергают химической обработке с целью образования на поверхности пленки его соединения, устойчивой к коррозии. Сюда относятся:

    оксидирование – получение устойчивых оксидных пленок (Al2O3, ZnO и др.);

    азотирование – поверхность металла (стали) насыщают азотом;

    воронение стали – поверхность металла взаимодействует с органическими веществами;

    цементация – получение на поверхности металла его соединения с углеродом.

    Изменение состава технического металла и коррозионной среды

    Изменение состава технического металла также способствует повышению стойкости металла к коррозии. В этом случае в металл вводят такие соединения, которые увеличивают его коррозионную стойкость.

    Изменение состава коррозионной среды (введение ингибиторов коррозии или удаление примесей из окружающей среды) тоже является средством защиты металла от коррозии.

    Электрохимическая защита

    Электрохимическая защита основывается на присоединении защищаемого сооружения катоду внешнего источника постоянного тока, в результате чего оно становится катодом. Анодом служит металлический лом, который разрушаясь, защищает сооружение от коррозии.

    Протекторная защита – один из видов электрохимической защиты – заключается в следующем.

    К защищаемому сооружению присоединяют пластины более активного металла, который называется протектором. Протектор – металл с более отрицательным потенциалом – является анодом, а защищаемое сооружение – катодом. Соединение протектора и защищаемого сооружения проводником тока, приводит к разрушению протектора.

    Примеры задач с решениями на определение защитных свойств оксидных пленок, определение коррозионной стойкости металлов, а также уравнения реакций, протекающих при электрохимической коррозии металлов приведены в разделе Задачи к разделу Коррозия металлов

    Коррозия и виды коррозии

    Термин коррозия происходит от латинского «corrosio», что означает разъедать, разрушать. Этот термин характеризует как процесс разрушения, так и результат.

    Среда, в которой металл подвергается коррозии (коррозирует) называется коррозионной или агрессивной средой.

    В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют в виду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой. Физико-химическая сущность изменений, которые претерпевает металл при коррозии является окисление металла.

    Любой коррозионный процесс является многостадийным:

    1. Необходим подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентов к поверхности металла.
    2. Взаимодействие среды с металлом.
    3. Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла (в объем жидкости, если среда жидкая).

    Коррозионный процесс является самопроизвольным, следовательно G=G-G (G и G относятся к начальному и конечному состоянию соответственно). Если G>G то G 0 коррозионный процесс невозможен; G=0 система металл-продукт находится в равновесии. То есть можно сказать, что первопричиной коррозии металла является термодинамическая неустойчивость металлов в заданной среде.

    1. Классификация коррозионных процессов.

    1. По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металла.Химическая коррозия — это взаимодействие металлов с коррозионной средой, при котором окисляется металл и восстанавливается окислительные компоненты коррозионной среды протекают в одном акте. Так протекает окисление большинства металлов в газовых средах содержащих окислитель (например, окисление в воздухе при повышении температуры).Электрохимическая коррозия — это взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительной компоненты среды происходит не водном акте, и их скорости зависят от электродного потенциала металла. По такому процессу протекают, например, взаимодействие металла с кислотами.
    2. По характеру коррозионного разрушения.Общая или сплошная коррозия при которой коррозирует вся поверхность металла. Она соответственно делится на равномерную (1а), не равномерную (1б) и избирательную (1в), при которой коррозионный процесс распространяется преимущественно по какой-либо структурной составляющей сплава.Местная коррозия при которой коррозируют определенные участки металла:
      1. коррозия язвами — коррозионные разрушения в виде отдельных средних и больших пятен (коррозия латуни в морской воде)
      2. межкристаллическая коррозия при ней процесс коррозии распространяется по границе металл-сплав (алюминий сплавляется с хромоникелем) и другие виды коррозии.
    3. По условиям протекания процесса.
      1. Газовая коррозия — это коррозия в газовой среде при высоких температурах. (жидкий металл, при горячей прокатке, штамповке и др.)
      2. Атмосферная коррозия — это коррозия металла в естественной атмосфере или атмосфере цеха (ржавление кровли, коррозия обшивки самолета).
      3. Жидкостная коррозия — это коррозия в жидких средах: как в растворах электролитов, так и в растворах не электролитов.
      4. Подземная коррозия — это коррозия металла в почве
      5. Структурная коррозия — коррозия из-за структурной неоднородности металла.
      6. Микробиологическая коррозия — результат действия бактерий
      7. Коррозия внешним током — воздействие внешнего источника тока (анодное или катодное заземление)
      8. Коррозия блуждающими токами — прохождение тока по непредусмотренным путям по проекту.
      9. Контактная коррозия — сопряжение разнородных электрохимических металлов в электропроводящей среде.
      10. Коррозия под напряжением — одновременное воздействие коррозионной среды и механического напряжения.

    1.2 Показатель скорости коррозии.

    Для установления скорости коррозии металла в данной среде обычно ведут наблюдения за изменением во времени какой-либо характеристики, объективно отражающей изменение свойства металла.

    Чаще всего в коррозионной практике используют следующие показатели.

    1. Показатель изменения массы — изменение массы образца в результате коррозии отнесенный к единице поверхности металла S и к единице времени (например, г/м ч) в зависимости от условий коррозии различают:
      1. отрицательный показатель изменения массы
      2. положительный показатель изменения массы
    2. Объемный показатель коррозииПрименительно к электрохимической коррозии когда процесс катодной деполяризации осуществляется за счет разряда ионов водорода, например, по схеме 2Н + 2е = Н, или ионизация молекул кислорода О + 4е +2НО = 4ОН; вводятся соответственно кислородный (К ) и водородный (К ) показатель соответственно.Водородный показатель коррозии — это объем выделившегося Н в процессе коррозии, отнесенный к Su .

      Кислородный показатель коррозии — это объем поглощенного в процессе О , отнесенный к Su .
      Показатель сопротивления.Изменение электрического сопротивления образца металла за определенное время испытаний также может быть использован в качестве показания коррозии (К).КR = ( R/Ro)100% за время t

      где Ro и R электрическое сопротивление образца соответственно до и после коррозии.

      У этого способа есть некоторый недостаток толщина металла во все время испытаний должна быть одинаковой и по этой причине чаще всего определяют удельное сопротивление, т.е. изменение электрического сопротивления на единицу площади образца (см, мм) при длине равной единице. Этот метод имеет ограничения применения (для листового металла не более 3мм). Наиболее точные данные получают для проволочных образцов. Этот метод не пригоден для сварных соединений.

    3. Механический показатель коррозии.Изменение какого-либо свойства металла за время коррозии . Сравнительно часто пользуются изменением предела прочности.Глубина коррозионного разрушения может быть средней или максимальной. Глубинный показатель коррозии можно использовать для характеристики как равномерной., так и неравномерной коррозии (в том числе и местной) металлов. Он удобен для сравнения скорости коррозии металла с различными плотностями. Переход от массового, токового и объемного к глубинному возможен при равномерной коррозии.

    2. Электрохимическая коррозия.

    Электрохимическая коррозия является наиболее распространенным типом коррозии металлов. По электрохимическому механизму коррозируют металлы в контакте с растворами электролитов (морская вода, растворы кислот, щелочей, солей) . В обычных атмосферных условиях и в земле металлы коррозируют также по электрохимическому механизму , т.к. на их поверхности имеются капли влаги с растворенными компонентами воздуха и земли. Электрохимическая коррозия является гетерогенным и многостадийным процессом. Ее причиной является термодинамическая неустойчивость металлов в данной коррозионной среде.

    Термодинамика электрохимической коррозии металлов.

    Стремлением металлов переходить из металлического состояния в ионное для различных металлов различно. Вероятность такого перехода зависит также от природы коррозионной среды. Такую вероятность можно выразить уменьшением свободной энергии при протекании реакции перехода в заданной среде при определенных условиях.

    Следовательно, для электрохимического растворения металла необходимо присутствие в растворе окислителя (деполяризатора, который бы осуществлял катодную реакцию ассимиляции электронов), обратимый окислительно-восстановительный потенциал которого положительнее обратимого потенциала металла в данных условиях.

    Катодные процессы при электрохимической коррозии могут осуществляться различными веществами.

    1. ионами
    2. молекулами
    3. оксидами и гидрооксидами (как правило малорастворимыми продуктами коррозии, образованными на поверхности металлов)
    4. органическими соединениями

    В коррозионной практике в качестве окислителей-деполяризаторов, осуществляющих коррозию, выступают ионы водорода и молекулы растворенного в электролите кислорода.

    При увеличении активности ионов металла (повышение концентрации ионов металла в растворе), потенциал анода возрастает, что приводит к торможению растворения металла. Понижение активности металла, напротив, способствует растворению металла. В ходе коррозионного процесса изменяются не только свойства металлической поверхности, но и контактирующего раствора (изменение концентрации отдельных его компонентов). При уменьшении, например, концентрации деполяризатора, у катодной зоны может оказаться, что катодная реакция деполяризации термодинамически невозможна.

    Гомогенные и гетерогенные пути электрохимической коррозии.

    Причину коррозии металлов в растворах, не содержащих одноименных ионов, объясняет теория необратимых потенциалов. Эта теория рассматривает поверхность металлов как однородную, гомогенную. Основной и единственной причиной растворения (коррозии) таких металлов является термодинамическая возможность протекания анодного и катодного актов. Скорость растворения (коррозии) будет определяться кинетическими факторами. Но гомогенную поверхность металлов можно рассматривать как предельный случай, который может быть реализован, например, в жидких металлах. (ртуть и амальгамы металлов). Для твердых металлов такое допущение будет ошибочным, хотя бы потому что различные атомы сплава (и чистого металла) занимают различное положение в кристаллической решетке. Наиболее сильное отклонение от гомогенной конструкции будет наблюдаться при наличии в металле инородных включений, интерметаллидов, границ зерен и т.д. В этом случае, разумеется, поверхность является гетерогенной. Установлено, что даже при наличии на поверхности металла неоднородностей в целом поверхность остается эквипотенциальной.

    Таким образом, неоднородность поверхностей сплава не может являться основной причиной общей коррозии металла. Наиболее существенной в подобных случаях является ионизация растворения анодной составляющей вблизи катодной составляющей, это возможно, если на поверхности металлической конструкции возникают гальванические элементы. Рассмотрим некоторые из них:

    а) неоднородность металлической фазы, обусловленная неоднородностью сплава, а также в результате микро и макровключений.

    б) неоднородность поверхности металла в следствие наличия границ блоков и зерен кристаллов, выход дислокаций на поверхность, анизотропность кристаллов.

    в), г) неоднородность защитных пленок на поверхности за счет микро и макропор пленки (в), за счет неравномерного образования на поверхности вторичных продуктов коррозии (г) и др.

    Мы рассмотрели два крайних механизма саморастворения металлов: равномерное растворение идеально гомогенной поверхности и растворения (в основном локальное) микроэлементов при пространственном разделении катодных и анодных зон (процессов).

    В общем случае, необходимо считаться с возможностью протекания на анодных участках наряду с основными анодными процессами катодных процессов, на катодных же участках могут протекать с пониженной скоростью анодные процессы растворения.

    Можно сделать вывод, что нет оснований противопоставлять «гомогенный» и «гетерогенный» пути протекания коррозионных процессов. Правильнее будет их рассматривать как факторы, взаимно дополняющие друг друга. Основной же причиной коррозии металлов остается по-прежнему термодинамическая вероятность протекания в данных условиях на металле анодных процессов ионизации металла и сопряженного с ним катодного процесса деполяризации.

    Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов.

    Для протекания коррозионного процесса существенным является состояние форма соединения , в котором находится катион металла в растворе. Ионизация металла с последующим переходом в раствор простых компонентов металла представляет лишь одно из возможных направлений анодных процессов. Форма их конкретного состояния во многом определяется как природой металла и контактирующей с ним средой , так и направлением и величиной поляризующего тока (или электродного потенциала). Переходя в раствор, коррозирующий металл вступает в связь либо с растворителем, либо с компонентами раствора. При этом могут образовываться простые и комплексные соединения с различной растворимостью и с различной адгезией к поверхности металла. При высоких положительных значениях потенциала на аноде возможен процесс окисления воды с выделением кислорода. В зависимости от того, какие процессы или их сочетания протекают на аноде, они могут в значительной мере (а иногда и полностью) контролировать суммарный процесс коррозии.

    Причины анодного растворения металлов.

    Простейшими анодными реакциями являются такие , в результате которых образуются растворимые гидратированные и комплексные катионы,. которые отводятся от анода путем диффузии, миграции (перенос за счет электрического поля) или конвекции.

    Полярные молекулы жидкости электростатически взаимодействуют с заряженными ионами, образуют сольватные (в случае воды-гидратные) комплексы. Обладающие значительно меньшим запасом энергии чем ионы в кристаллической решетки металла. Величину этого понижения можно оценить, исходя из соображений предложенных Борном. Полный электрический заряд в вакууме обладает энергией, равной потенциальной энергии. Для определения величины энергии заряда представим, что проводящая сфера радиусом r имеет заряд q. Внесение еще одной части заряда dq в сферу должно быть встречено отталкивающими силами df=qdq/r. Поистине огромное уменьшение энергии иона в водном растворе указывает на устойчивость такого состояния в нем. Таким образом, причиной перехода атомов металла с поверхности и их ионизация является электростатическое взаимодействие (сольватация) ионов металла с полярными молекулами растворителя.

    Анодная пассивность металлов.

    При значительном торможении анодной реакции ионизации металла скорость коррозионного процесса может понизится на несколько порядков. Такое состояние металла принято называть анодной пассивностью. Пассивность можно определить следующим образом: пассивность — состояние повышенной коррозионной устойчивости металла или сплава (в условиях, когда термодинамически он является реакционно способным), Вызванное преимущественным торможением анодного процесса т.е. может произойти так, что в реальных условиях скорость коррозии «активных» элементов оказывается весьма незначительной в следствии наступления пассивного состояния. Например, титан расположенный левее цинка, и хром, расположенный рядом с цинком, в следствии наступления пассивности оказываются более коррозионностойкими в большинстве водных сред, чем цинк. На склонность к пассивному состоянию влияет природа системы металл-раствор. Наибольшую склонность к переходу в пассивное состояние проявляют Ti,Ni,Al,Mg,Fe,Co и др.

    Наступление пассивного состояния приводит к значительному изменению формы анодной поляризационной кривой. Кривая может быть разбита на несколько характерных участков:

    Но начиная с В становится возможным процесс образования защитного слоя (фазового или адсорбционного), скорость которого растет при смещении потенциала в положительную сторону. Это приводит к торможению анодного растворения (BD). В точке D, соответствующей потенциалу ( потенциал начала пассивации) скорость образования защитного слоя равна скорости его растворения. Далее идет рост защитного слоя, экранирующего поверхность, скорость анодного растворения резко понижается (DE). В точке Е, соответствующей потенциалу полной пассивации металл оказывается в пассивном состоянии. На участке EF (область пассивного состояния) скорость анодного процесса не зависит от потенциала, а определяется скоростью химического растворения защитной пленки. Ток соответствующий области пассивного состояния, называется током пассивного состояния (i ). Положительнее F возможна ( -потенциал перепассивации) новая ветвь активного растворения с образованием катионов более высокой валентности.

    При высоких положительных потенциалах возможен локализованный пробой оксидной пленки — металл начинает растворятся по типу питтинга (PP’) называют потенциалом питтингообразования.

    Металл запассивированный в данной среде, может сохраняться в пассивном состоянии некоторое время в непассивирующей среде.

    3. Деполяризация.

    При наличии в растворе газообразного кислорода и не возможностью протекания процесса коррозии с водородной деполяризацией основную роль деполяризатора исполняет кислород коррозионные процессы, у которых катодная деполяризация осуществляется растворенным в электролите кислородом, называют процессами коррозии металлов с кислородной деполяризацией. Это наиболее распространенный тип коррозии металла в воде, в нейтральных и даже в слабокислых солевых растворах, в морской воде, в земле, в атмосфере воздуха.

    Коррозия металла с кислородной деполяризацией в большинстве практических случаев происходит в электролитах, соприкасающихся с атмосферой, парциальное давление кислорода в которой Р=0,21 атм. Следовательно, при определении термодинамической возможности протекания коррозионного процесса с кислородной деполяризацией следует производить учитывая реальное парциальное давление кислорода в воздухе (см. табл.). Т.к. значения (V ) очень положительны, то условия соблюдаются в очень многих случаях. В следующей таблице приведены значения ЭДС и изменения изобарно-изотермических потенциалов коррозионных процессов с кислородной деполяризацией:

    Изучение восстановления кислорода на неблагородных металлах (а именно они представляют наибольший интерес с точки зрения коррозии) затрудняется тем, что при катодной поляризации электрода металл может иметь потенциал более положительный, чем равновесный и, следовательно, подвергается окислению (ионизации).

    При катодной поляризации в определенном интервале потенциалов будут происходить одновременно два процесса восстановление кислорода и окисление металла. Окисление металла прекратится когда потенциал металла будет равен или станет отрицательнее равновесного потенциала металла. Эти обстоятельства затрудняют изучение процессов кислородной деполяризации.

    Коррозия металлов и способы защиты от нее

    Коррозия – это процесс разрушения металлов и металлических конструкций под воздействием различных факторов окружающей среды – кислорода, влаги, вредных примесей в воздухе.

    Коррозионная стойкость металла зависит от его природы, характера среды и температуры.

    • Благородные металлы не подвергаются коррозии из-за химической инертности.
    • Металлы Al, Ti, Zn, Cr, Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные плёнки, которые препятствуют коррозии.
    • Металлы с рыхлой оксидной плёнкой – Fe, Cu и другие – коррозионно неустойчивы. Особенно сильно ржавеет железо.

    Различают химическую и электрохимическую коррозию.

    Химическая коррозия сопровождается химическими реакциями. Как правило, химическая коррозия металлов происходит при действии на металл сухих газов, её также называют газовой.

    При химической коррозии также возможны процессы:

    Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

    2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

    Как правило, такие процессы протекают в аппаратах химических производств.

    Электрохимическая коррозия – это процесс разрушения металла, который сопровождается электрохимическими процессами. Как правило, электрохимическая коррозия протекает в присутствии воды и кислорода, либо в растворах электролитов.

    В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе.

    При этом электродами являются сам металл (например, железо) и содержащиеся в нем примеси (обычно менее активные металлы, например, олово).

    В таком загрязнённом металле идёт перенос электронов от железа к олову, при этом железо (анод) растворяется, т.е. подвергается коррозии:

    Fe –2e = Fe 2+

    На поверхности олова (катод) идёт процесс восстановления водорода из воды или растворённого кислорода:

    2H + + 2e → H2

    O2 + 2H2O + 4e → 4OH –

    Например, при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят процессы:

    Анод: Fe –2e → Fe 2+

    Катод: 2H + + 2e → H2

    Суммарная реакция: Fe + 2H + → H2 + Fe 2+

    Если реакция проходит в атмосферных условиях в воде, в ней участвует кислород и происходят процессы:

    Анод: Fe –2e → Fe 2+

    Катод: O2 + 2H2O + 4e → 4OH –

    Суммарная реакция:

    Fe 2+ + 2OH Fe(OH)2

    4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O → 4Fe(OH)3

    При этом образуется ржавчина.

    Методы защиты от коррозии

    Защитные покрытия

    Защитные покрытия предотвращают контакт поверхности металла с окислителями.

    • Катодное покрытие – покрытие менее активным металлом (защищает металл только неповреждённое покрытие).
    • Покрытие краской, лаками, смазками.
    • Создание на поверхности некоторых металлов прочной оксидной плёнки химическим путём (анодирование алюминия, кипячение железа в фосфорной кислоте).

    Создание сплавов, стойких к коррозии

    Физические свойства сплавов могут существенно отличаться от свойств чистых металлов. Добавление некоторых металлов может приводить к повышению коррозионной стойкости сплава. Например, нержавеющая сталь, новые сплавы с большой коррозионной устойчивостью.

    Изменение состава среды

    Коррозия замедляется при добавлении в среду, окружающую металлическую конструкцию, ингибиторов коррозии. Ингибиторы коррозии — это вещества, подавляющие процессы коррозии.

    Электрохимические методы защиты

    Протекторная защита: при присоединении к металлической конструкции пластинок из более активного металла – протектора. В результате идёт разрушение протектора, а металлическая конструкция при этом не разрушается.

    Способы борьбы с коррозией алюминия

    Алюминий – широко распространенный в промышленности и быту металл. Окисление алюминия на воздухе не происходит. Его инертность обусловлена тонкой оксидной пленкой, защищающей его. Однако под влиянием определенных факторов из окружающей среды этот метал все же подвергается разрушительным процессам, и коррозия алюминия — не такое уж и редкое явление.

    Виды коррозии

    Окисляется алюминий в атмосфере быстро, но на небольшую глубину. Этому препятствует защитная окисная пленка. Окисление ускоряется выше температуры плавления алюминия. Если нарушается целостность оксидной пленки, алюминий начинает корродировать. Причинами истончения его защитного слоя могут стать различные факторы, начиная с воздействия кислот, щелочей и заканчивая механическим повреждением.

    Коррозия алюминия – саморазрушение металла под воздействием окружающей среды. По механизму протекания выделяют:

    • Химическую коррозию – происходит в газовой среде без участия воды.

    • Электрохимическую коррозию – протекает во влажных средах.

    • Газовое разрушение – но сопровождает нагрев и горячую обработку алюминия. В результате взаимодействия кислорода с металлами возникает плотная окисная пленка. Вот почему алюминий не ржавеет, как и все цветные металлы.

    На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

    Причины коррозии алюминия

    Коррозионная стойкость алюминия зависит от нескольких факторов:

    • чистоты – наличия примесей в металле;
    • воздействующей среды – алюминий может одинаково подвергаться разрушению и на чистом сельском воздухе и в промышленно загрязненных районах;
    • температуры.

    Во многих случаях малоконцентрированные кислоты могут растворить алюминий. От возникновения коррозии не защищает естественная окисная пленка.

    Мощные разрушители – фтор, калий, натрий. Алюминий и его сплавы корродируют при воздействии химических соединений брома и хлора, растворов извести и цемента.

    Коррозия алюминия и его сплавов происходит в воде, воздухе, оксидах углерода и серы, растворах солей. Морская вода приводит к ускоренному разрушению. Алюминий считается активным металлом, но при этом отличается хорошими коррозионными свойствами.

    Выделяют два основных фактора, которые влияют на интенсивность коррозийного процесса:

    • степень агрессивности воздействующей окружающей среды – влажность, загрязненность, задымленность;
    • химическая структура.

    Алюминий не подвергается коррозии в чистой воде. Не влияют на защитную оксидную пленку нагревание и пар.

    Проявление коррозии алюминия

    Выделяют следующие виды коррозии алюминия и его сплавов:

    • Поверхностная – наиболее распространенная, приносит наименьший вред, легко заметна и быстро поддается устранению.
    • Локальная – разрушения наблюдаются в виде углублений и пятен. Опасный вид коррозии в силу своей незаметности. Встречается в труднодоступных частях и узлах металлических конструкций.
    • Нитеподобная, филигрань – наблюдается под покрытиями из органики, на ослабленных местах поверхности.

    Любой из видов коррозии конструкций из алюминия является причиной разрушения.

    Это сокращает срок эксплуатации изделий. В гальванической паре алюминий может корродировать, при этом он защищает другой металл.

    Естественных антикоррозийных свойств алюминия и его сплавов недостаточно. Поэтому механизмы, агрегаты, конструкции и изделия из металла нуждаются в дополнительной защите.

    Способы борьбы с коррозией

    Защита от коррозии производится несколькими способами:

    • Механическое лакокрасочное защитное покрытие.
    • Электрохимическая защита – покрытие более активными металлами;
    • Покрытие алюминия порошковыми составами, так называемый процесс аллюминирования;
    • Высоковольтное анодирование;
    • Химическое оксидирование;
    • Применение ингибиторов коррозии.

    Механическое покрытие

    Как защитить алюминий от коррозии? Чаще всего применяют механический способ – нанесение слоя краски.

    Покройте краской изделие и вы убедитесь в действенности этого способа. Окрашивание бывает мокрым и сухим, или порошковым. Эти технологии усовершенствуются. При мокром окрашивании лакокрасочные слои наносят после защиты алюминия составом, содержащим соединения цинка и стронция. Металлическую основу тщательно подготавливают: защищают, шлифуют, сушат. Грунт наносят поэтапно.

    Когда растворитель из грунтовочной смеси полностью исчезнет, поверхность можно покрывать изолирующим составом: масляным или глифталиевым лаком.

    Специальные составы помогают остановить коррозию и защищают алюминиевые конструкции от химикатов, бензина, различного вида масел. Выбор покрытия зависит от условий последующей эксплуатации металлического изделия:

    • молотковые – применяют для получения конструкций различных цветовых оттенков, используемых в декоре;
    • бакелитовые – наносят под высоким давлением, заполняя микротрещины и поры.

    Порошковое окрашивание требует тщательной очистки поверхности от жира и различных отложений. Это достигается погружением в щелочные или кислотные растворы с добавлением смачивателей. Далее на алюминиевые конструкции наносится слой хроматных, фосфатных, циркониевых или титановых соединений. После этого он не будет окисляться.

    После просушки материала на окислившийся участок наносят защитный полимер. Чаще всего используются полиэфиры, стойкие к механическому, химическому и термическому воздействию. Применяют полимеризованный уретан, эпоксидные и акриловые порошки.

    Оксидирование алюминия

    Оксидирование алюминия протекает при постоянном токе под напряжением 250 В. Наращивание защитной пленки происходит при комнатной температуре с водяным охлаждением. Не требуется импульсного источника. Пленки получаются плотными и прочными в течение 45-60 минут.

    На плотность и цвет оксидного покрытия влияет температура электролита:

    • пониженная температура образует плотную пленку яркого цвета;
    • повышенная – формирует рыхлую пленку, требующую дальнейшей окраски.

    Образовать защиту алюминия от коррозии можно электрохимической реакцией. Процесс разделен на несколько этапов:

    1. На стадии подготовки алюминиевое изделие обезжиривают, погружая его в раствор щавелевой кислоты.

    2. После промывания водой опускают в щелочной раствор, чтобы удалить неравномерно образовавшийся оксидный слой.

    3. Для дополнительной окраски алюминиевые изделия погружают в соответствующие растворы солей. Чтобы заполнить образовавшиеся поры, металлический материал обрабатывают паром.

    4. Затем изделие подвергают сушке. Анодное оксидирование может проводиться с применением переменного тока.

    Для защиты от коррозии применяют химическое оксидирование – менее затратное, не требующее специального электрического оборудования и квалификации исполнителей. Используется несложный химический состав.

    В процессе алюминирования полученная оксидная пленка толщиной в 3 мкм имеет салатный цвет, обладает высокими электроизоляционными свойствами, не пориста, не окрашивается.

    Коррозия алюминия возникает вследствие находящихся рядом металлов, которые окислились. Предотвращению этот процесса способствует изоляция. Это могут быть прокладки из резины, битума, паронита. При покрытии ржавчиной применяются лак и другие изолирующие материалы. Других способов избавиться от этой проблемы пока нет.

    Три способа удалить окисную плёнку с поверхности алюминия (1 видео)

    Коррозия металлов

    Коррозия – разрушение поверхности сталей и сплавов под воздействием различных физико-химических факторов – наносит огромный ущерб деталям и металлоконструкциям. Ежегодно этот невидимый враг «съедает» около 13 млн. т металла. Для сравнения – металлургическая промышленность стран Евросоюза в прошлом, 2014 году произвела всего на 0,5 млн. тонн больше. И это только – прямые потери. А длительная эксплуатация стальных изделий без их эффективной защиты от коррозии вообще невозможна.

    Что такое коррозия и её разновидности

    Основной причиной интенсивного окисления поверхности металлов (что и является основной причиной коррозии) являются:

    1. Повышенная влажность окружающей среды.
    2. Наличие блуждающих токов.
    3. Неблагоприятный состав атмосферы.

    Соответственно этому различают химическую, трибохимическую и электрохимическую природу коррозии. Именно они в совокупности своего влияния и разрушают основную массу металла.

    Химическая коррозия

    Такой вид коррозии обусловлен активным окислением поверхности металла во влажной среде. Безусловным лидером тут является сталь (исключая нержавеющую). Железо, являясь основным компонентом стали, при взаимодействии с кислородом образует три вида окислов: FeO, Fe2O3 и Fe3O4. Основная неприятность заключается в том, что определённому диапазону внешних температур соответствует свой окисел, поэтому практическая защита стали от коррозии наблюдается только при температурах выше 10000С, когда толстая плёнка высокотемпературного оксида FeO сама начинает предохранять металл от последующего образования ржавчины. Это процесс называется воронением, и активно применяется в технике для защиты поверхности стальных изделий. Но это – частный случай, и таким способом активно защищать металл от коррозии в большинстве случаев невозможно.

    Химическая коррозия активизируется при повышенных температурах. Склонность металлов к химическому окислению определяется значением их кислородного потенциала – способности к участию в окислительно-восстановительных реакциях. Сталь – ещё не самый худший вариант: интенсивнее её окисляются, в частности, свинец, кобальт, никель.

    Электрохимическая коррозия

    Эта разновидность коррозии более коварна: разрушение металла в данном случае происходит при совокупном влиянии воды и почвы на стальную поверхность (например, подземных трубопроводов). Влажный грунт, являясь слабощёлочной средой, способствует образованию и перемещению в почве блуждающих электрических токов. Они являются следствием ионизации частиц металла в кислородсодержащей среде, и инициирует перенос катионов металла с поверхности вовне. Борьба с такой коррозией усложняется труднодоступностью диагностирования состояния грунта в месте прокладки стальной коммуникации.

    Электрохимическая коррозия возникает при окислении контактных устройств линий электропередач при увеличении зазоров между элементами электрической цепи. Помимо их разрушения, в данном случае резко увеличивается энергопотребление устройств.

    Трибохимическая коррозия

    Данному виду подвержены металлообрабатывающие инструменты, которые работают в режимах повышенных температур и давлений. Антикоррозионное покрытие резцов, пуансонов, фильер и пр. невозможно, поскольку от детали требуется высокая поверхностная твёрдость. Между тем, при скоростном резании, холодном прессовании и других энергоёмких процессах обработки металлов начинают происходить механохимические реакции, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры на контактной поверхности «инструмент-заготовка». Образующаяся при этом окись железа Fe2O3 отличается повышенной твёрдостью, и поэтому начинает интенсивно разрушать поверхность инструмента.

    Методы борьбы с коррозией

    Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:

    • Нанесение поверхностных атмосферостойких покрытий;
    • Поверхностная металлизация;
    • Легирование металла элементами, обладающими большей стойкостью к участию в окислительно-восстановительных реакциях;
    • Изменение химического состава окружающей среды.

    Механические поверхностные покрытия

    Поверхностная защита металла может быть выполнена его окрашиванием либо нанесением поверхностных плёнок, по своему составу нейтральных к воздействию кислорода. В быту, а также при обработке сравнительно больших площадей (главным образом, подземных трубопроводов) применяется окраска. Среди наиболее стойких красок – эмали и краски, содержащие алюминий. В первом случае эффект достигается перекрытием доступа кислороду к стальной поверхности, а во втором – нанесением алюминия на поверхность, который, являясь химически инертным металлом, предохраняет сталь от коррозионного разрушения.

    Положительными особенностями данного способа защиты являются лёгкость его реализации и сравнительно небольшие финансовые затраты, поскольку процесс достаточно просто механизируется. Вместе с тем долговечность такого способа защиты невелика, поскольку, не обладая большой степенью сродства с основным металлом, такие покрытия через некоторое время начинают механически разрушаться.

    Химические поверхностные покрытия

    Коррозионная защита в данном случае происходит вследствие образования на поверхности обрабатываемого металла химической плёнки, состоящей из компонентов, стойких к воздействию кислорода, давлений, температур и влажности. Например, углеродистые стали обрабатывают фосфатированием. Процесс может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии, и заключается в формировании на поверхности металла слоя из фосфатных солей марганца и цинка. Аналогом фосфатированию выступает оксалатирование – процесс обработки металла солями щавелевой кислоты. Применением именно таких технологий повышают стойкость металлов от трибохимической коррозии.

    Недостатком данных методов является трудоёмкость и сложность их применения, требующая наличия специального оборудования. Кроме того, конечная поверхность изменяет свой цвет, что не всегда приемлемо по эстетическим соображениям.

    Легирование и металлизация

    В отличие от предыдущих способов, здесь конечным результатом является образование слоя металла, химически инертного к воздействию кислорода. К числу таких металлов относятся те, которые на линии кислородной активности находятся возможно дальше от водорода. По мере возрастания эффективности этот ряд выглядит так: хром→медь→цинк→серебро→алюминий→платина. Различие в технологиях получения таких антикоррозионных слоёв состоит в способе их нанесения. При металлизации на поверхность направляется ионизированный дуговой поток мелкодисперсного напыляемого металла, а легирование реализуется в процессе выплавки металла, как следствие протекания металлургических реакций между основным металлом и вводимыми легирующими добавками.

    Изменение состава окружающей среды

    В некоторых случаях существенного снижения коррозии удаётся добиться изменением состава атмосферы, в которой работает защищаемая металлоконструкция. Это может быть вакуумирование (для сравнительно небольших объектов), или работа в среде инертных газов (аргон, неон, ксенон). Данный метод весьма эффективен, однако требует дополнительного оборудования – защитных камер, костюмов для обслуживающего персонала и т.д. Используется он главным образом, в научно-исследовательских лабораториях и опытных производствах, где специально поддерживается необходимый микроклимат.

    Кто нам мешает, тот нам поможет

    В завершение укажем и на довольно необычный способ коррозионной защиты: с помощью самих окислов железа, точнее, одного из них – закиси-окиси Fe3O4. Данное вещество образуется при температурах 250…5000С и по своим механическим свойствам представляет собой высоковязкую технологическую смазку. Присутствуя на поверхности заготовки, Fe3O4 перекрывает доступ кислороду воздуха при полугорячей деформации металлов и сплавов, и тем самым блокирует процесс зарождения трибохимической коррозии. Это явление используется при скоростной высадке труднодеформируемых металлов и сплавов. Эффективность данного способа обусловлена тем, что при каждом технологическом цикле контактные поверхности обновляются, а потому стабильность процесса регулируется автоматически.⁠

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: