Химическое объяснение коррозии и способы борьбы с ней

Коррозия металла в автомобиле проблема распространенная, приносящая владельцам машин немало неудобств. Причем вовсе не обязательно ждать много лет, чтобы обнаружить на кузове следы ржавчины. К сожалению, многие серийные автомобили среднего класса могут подвергнуться коррозийным процессам уже в первую зиму эксплуатации. Конечно, приятного ничего нет в том, чтобы по весне обнаружить, к примеру, на днище участки с проступившей ржавчиной. Рассмотрим подробнее, каким образом на кузове авто возникает коррозия и как с ней бороться?

Немного химии

В первую очередь разберемся в том, что есть коррозия. С химической точки зрения, данный процесс проявляется вследствие наличия в структуре кузова гальванических пар, которые образуются между неоднородными в электрохимическом плане поверхностями. Примером гальванических пар могут стать никель и серебро, медь и алюминий, сталь и магний и т.д. Таким образом, посредством электролита, чем, по сути, является любая субстанция, способна проводить ток, на поверхности металла возникает гидратированный оксид железа, по-нашему – ржавчина. В данном контексте электролитом выступает простая вода. Отметим, что дистиллированная вода, выступающая электролитом в аккумуляторе, не способна способствовать ржавчине.

Влага – враг кузова

Итак, мы разобрались в том, что при взаимодействии двух химически неоднородных металлических поверхностей под воздействием воды начинает происходить коррозия. Как известно, при интенсивной круглоготичной эксплуатации автомобиля невозможно избежать агрессивного воздействия влаги на кузов. Особенно ярко это проявляется в холодный период года, когда идут дожди, выпадает и тает снег. Поэтому если автомобилист часто прибегает к такой услуге, как аренда автомобилей в городе, перед тем как выехать из салона зимой, будет лучше тщательно проверить состояние кузова машины, чтобы убедиться в отсутствии коррозии и тем самым удостовериться в качественном уходе сотрудников сервиса за своими транспортными средствами.

Создание защитной пленки

Теперь рассмотрим варианты предотвращения уже известного нам явления коррозии. Наиболее действенным методом защитить свой автомобиль от проникновения в структуру металла влаги и не дать возможности гальванической паре взаимодействовать, становится создание на кузове верхнего пленочного слоя. Речь идет не о полиэтилене, предотвратить попадание электролита можно при помощи краски или грунта. Краска в данном случае несовершенна тем, что с течением времени она начинает трескаться, как и снижается уровень защиты у грунтовки. Однако не зря многие производители автомобилей используют в производстве такие металлы, как цинк и алюминий. Таким образом, добавление некоторого количества порошка данных металлов в грунт перед нанесением на кузов позволит на долгое время защитить его от проникновения влаги, тем самым запретив коррозию.

Читать далее:

В каких странах получают права раньше 18 лет?

Разработка урока по теме « Физические и химические явления. Химические реакции».

Ответы к упражнениям § 2. Химия 8 класс.

17)Явление коррозии. Электрохимическая коррозия и меры защиты от нее. Жаростойкость и жаропрочность. Способы их повышения. Жаростойкие и жаропрочные стали.

Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов под воздействием химического или физико-химического влияния окружающей среды.

Электрохимическая коррозия возникает при контакте металла с окружающей электролитически проводящей средой.

Методы защиты металлов от коррозии.

В зависимости от характера коррозии и условий ее протекания применяются различные методы защиты. Выбор того или иного способа определяется его эффективностью в данном конкретном случае, а также экономической целесообразностью. Любой метод защиты изменяет ход коррозионного процесса, либо уменьшая скорость, либо прекращая его полностью. Коррозионные диаграммы, наиболее полно характеризующие коррозионный процесс, должны отражать и те изменения в ходе протекания, какие наблюдаются в условиях защиты. Коррозионные диаграммы можно использовать, поэтому при разработке возможных путей предохранения металлов от коррозии. Они служат основой для выяснения принципиальных особенностей того или иного метода. В связи с этим при рассмотрении существующих методов защиты поляризационные диаграммы будут использованы в их несколько упрощенном виде (4). На таких диаграммах постулируется линейная зависимость между плотностью и потенциалом каждой частной реакции. Это упрощение оказывается вполне допустимым при качественной оценке особенностей большинства методов

Жаростойкость (окалиностойкость) — сопротивление металла окислению при высоких температурах.

путем использования различных методов упрочения: легирования, термомеханической обработки, методов поверхностного упрочения и т.д. Оценка эффективности использования того или иного метода возможна на основании глубокого изучения особенностей развития процессов ползучести и разрушения.Жаропрочность — Википедия

Жаропро́чность — способность конструкционных материалов работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения.

Повышения жаропрочности достигают легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи

18) Электротехнические материалы

лектротехнические материалы представляют собой совокупность проводниковых, электроизоляционных, магнитных и полупроводниковых материалов, предназначенных для работы в электрических и магнитных полях.

19)Инструментальные материалы

Инструментальный материал должен иметь высокую твердость, чтобы в течение длительного времени срезать стружку. Значительное превышение твердости инструментального материала по сравнению с твердостью обрабатываемой заготовки должно сохраняться и при нагреве инструмента в процессе резания. Способность материала инструмента сохранять свою твердость при высокой температуре нагрева определяет его красностойкость (теплостойкость). Режущая часть инструмента должна обладать большой износостойкостью в условиях высоких давлений и температур.

20)Полимеры: определение, строение, отношение к нагреву. Влияние строения полимера на его поведение под нагрузкой при нагреве.

Полимеры (греч. πολύ- — много; μέρος — часть) — неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, состоящие из «мономерных звеньев», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Полимер — это высокомолекулярное соединение: количество мономерных звеньев в полимере (степень полимеризации) должно быть достаточно велико.

По отношению к нагреву полимеры подразделяют на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол) при нагреве размягчаются, даже плавятся, а при охлаждении затвердевают. Этот процесс обратим.

19.9: Коррозия – нежелательные окислительно-восстановительные реакции

Цели обучения

• Чтобы понять процесс коррозии.

Коррозия — это гальванический процесс, при котором металлы разрушаются в результате окисления — обычно, но не всегда, до их оксидов. Например, на воздухе железо ржавеет, серебро тускнеет, а медь и латунь приобретают голубовато-зеленую поверхность, называемую патиной. Из различных металлов, подверженных коррозии, железо является наиболее важным с коммерческой точки зрения.По оценкам, только в Соединенных Штатах ежегодно тратится 100 миллиардов долларов на замену железосодержащих объектов, разрушенных коррозией. Следовательно, разработка методов защиты металлических поверхностей от коррозии представляет собой весьма активное направление промышленных исследований. В этом разделе мы опишем некоторые химические и электрохимические процессы, ответственные за коррозию. Мы также изучаем химическую основу некоторых распространенных методов предотвращения коррозии и обработки корродированных металлов.

Коррозия – это окислительно-восстановительный процесс.

В условиях окружающей среды окисление большинства металлов термодинамически самопроизвольно, за заметным исключением золота и платины. Поэтому на самом деле несколько удивительно, что какие-либо металлы вообще полезны во влажной, богатой кислородом атмосфере Земли. Однако некоторые металлы устойчивы к коррозии по кинетическим причинам. Например, алюминий в банках для безалкогольных напитков и в самолетах защищен тонким слоем оксида металла, который образуется на поверхности металла и действует как непроницаемый барьер, предотвращающий дальнейшее разрушение.Алюминиевые банки также имеют тонкий пластиковый слой для предотвращения реакции оксида с кислотой в безалкогольном напитке. Хром, магний и никель также образуют защитные оксидные пленки. Нержавеющие стали удивительно устойчивы к коррозии, поскольку они обычно содержат значительную долю хрома, никеля или того и другого.

В отличие от этих металлов, железо при коррозии образует красно-коричневый гидратированный оксид металла (\(\ce{Fe2O3 \cdot xh3O}\)), широко известный как ржавчина, который не образует плотной защитной пленки (рис. \(\PageIndex{1}\)).Вместо этого ржавчина постоянно отслаивается, обнажая свежую металлическую поверхность, уязвимую для реакции с кислородом и водой. Поскольку для образования ржавчины необходимы и кислород, и вода, железный гвоздь, погруженный в деоксигенированную воду, не заржавеет даже в течение нескольких недель. Точно так же гвоздь, погруженный в органический растворитель, такой как керосин или минеральное масло, не заржавеет из-за отсутствия воды, даже если растворитель насыщен кислородом.

Профилактическая защита

Одним из наиболее распространенных методов предотвращения коррозии железа является нанесение защитного покрытия из другого металла, который труднее окисляется. Например, смесители и некоторые внешние детали автомобилей часто покрывают тонким слоем хрома с помощью электролитического процесса.Однако с увеличением использования полимерных материалов в автомобилях использование хромированной стали в последние годы сократилось. Точно так же «жестяные банки», в которых хранятся супы и другие продукты, на самом деле состоят из стального контейнера, покрытого тонким слоем олова. Хотя ни хром, ни металлы олова по своей природе не устойчивы к коррозии, они оба образуют защитные оксидные покрытия, которые препятствуют доступу кислорода и воды к основной стали (железному сплаву).

Более активный металл вступает в реакцию с кислородом и в конечном итоге растворяется, «жертвуя» собой, чтобы защитить железный предмет. Катодная защита – это принцип, лежащий в основе оцинкованной стали, которая представляет собой сталь, защищенную тонким слоем цинка. Оцинкованная сталь используется в различных предметах, от гвоздей до мусорных баков.

В аналогичной стратегии расходуемые электроды с использованием магния, например, используются для защиты подземных резервуаров или труб (рис. \(\PageIndex{4}\)). Замена жертвенных электродов более рентабельна, чем замена железных предметов, которые они защищают.

Со временем железные винты растворятся, и лодка развалится.

2. B Возможные способы предотвращения коррозии, в порядке убывания затрат и неудобств, следующие: разборка лодки и ее сборка с помощью бронзовых винтов; снятие лодки с воды и хранение ее в сухом месте; или прикрепление недорогого куска металлического цинка к гребному валу в качестве жертвенного электрода и замена его один или два раза в год.Поскольку цинк является более активным металлом, чем железо, он будет действовать как расходуемый анод в электрохимической ячейке и растворяться (уравнение \(\ref{Eq7}\)).

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Предположим, что водопроводные трубы, ведущие в ваш дом, сделаны из свинца, а остальная сантехника в вашем доме – из железа.Чтобы исключить возможность отравления свинцом, вы вызываете сантехника для замены свинцовых труб. Он назовет вам очень низкую цену, если он сможет использовать свой существующий запас медных труб для выполнения этой работы.

1. Вы принимаете его предложение?
2. Что еще должен делать сантехник, пока ты дома?

Ответить на

Нет, если только вы не планируете продавать дом в ближайшее время, потому что соединения труб \(\ce{Cu/Fe}\) приведут к быстрой коррозии.

Ответ б

Все существующие соединения \(\ce{Pb/Fe}\) должны быть тщательно проверены на наличие коррозии железных труб из-за соединения \(\ce{Pb–Fe}\); менее активный \(\ce{Pb}\) будет служить катодом для восстановления \(\ce{O2}\), способствуя окислению более активного \(\ce{Fe}\) поблизости.

Резюме

Коррозия — это гальванический процесс, который можно предотвратить с помощью катодной защиты.Ухудшение металлов в результате окисления представляет собой гальванический процесс, называемый коррозией. Защитные покрытия состоят из второго металла, который труднее окисляется, чем защищаемый металл. В качестве альтернативы на металлическую поверхность можно нанести более легко окисляющийся металл, что обеспечит катодную защиту поверхности. Тонкий слой цинка защищает оцинкованную сталь. Жертвенные электроды также могут быть прикреплены к объекту для его защиты.

Понимание явлений коррозии: процесс, механизм и метод

Явления коррозии материалов очень сложны, поскольку коррозионные реакции и/или процессы в значительной степени зависят от систем материал/окружающая среда.Повреждение материалов, вызванное коррозионными явлениями, привело к потере энергии и ресурсов, нестабильности жизни людей, снижению надежности инфраструктуры и так далее. Чтобы преодолеть их, были введены последние достижения в понимании явлений и механизмов коррозии для новых аспектов и перспектив изучения роли анионных частиц и пленок, образующихся в коррозионном поведении, факторов, влияющих на восприимчивость к SCC (коррозионное растрескивание под напряжением), проникновение водорода поведение, связанное с водородным охрупчиванием, и так далее.Это привело к разработке материала с более высокой коррозионной стойкостью, более подходящего ингибитора и метода предотвращения коррозии, а также к разумному выбору материала в данной коррозионной среде. Поэтому этот специальный выпуск был посвящен последним разработкам в области коррозионного растрескивания под напряжением, достижениям в области коррозионно-стойких материалов, роли атомарного водорода в водородном охрупчивании, стабильности и прочности образующихся пленок, новым аспектам локальной коррозии (точечная коррозия и щелевая коррозия). , последние разработки в области ингибиторов, новые методы изучения коррозионного поведения и т.д.

В нескольких статьях описаны защита от коррозии, атомное моделирование явлений коррозии, продукты коррозии, подвергающиеся длительному воздействию атмосферной среды, и коррозионное поведение усовершенствованного материала (интерметаллического соединения на основе никеля). Т. Оцука рассмотрел защиту стали от коррозии путем покрытия проводящими полимерами, такими как полианилин, полипиррол и политиофен. Он описал, что они действуют как сильный окислитель, вызывая потенциальный сдвиг в благородном направлении.К. Д. Тейлор рассмотрел и рассмотрел атомистическое моделирование процессов коррозии, таких как граница раздела металл-вода, реакция воды, конкурентная адсорбция, структура металлической поверхности и т. д. F. Q-Li и соавт. исследовал множество бронзовых изделий династии Цинь, извлеченных из гробниц в городе Синьфэн, с помощью SEM / EDS, XRD и RM и получил ценную информацию о сохранении бронзовых изделий. С. О. Адеосун и соавт. исследовал коррозионное поведение сплавов Al-Mg в литом состоянии и после регрессии в растворах NaCl, FeCl ₃ и т.д.Они указали, что кристаллы Mg ₂ Si, являющиеся анодными по отношению к матрице, влияют на коррозионное поведение. Коррозионное поведение двухфазных интерметаллидов Ni ₃ Al/Ni ₃ V было исследовано в различных кислых растворах с использованием иммерсионного теста и СЭМ G. Priyotomo et al. Они обнаружили, что преимущественное растворение фазы (L1 ₂ + D0 ₂₂ ) имело место, и коррозионное поведение в значительной степени зависело от анионов.

В других документах описывалось локальное коррозионное поведение, такое как межкристаллитная коррозия, точечная коррозия и SCC M.Э. Арикан и соавт. определили подверженность межкристаллитной коррозии дуплексной нержавеющей стали типа UNS 31803, которая подвергалась старению в разное время при 725°C, с использованием метода электрохимической реактивации и испытания на потерю веса. Они обнаружили, что степень сенсибилизации была связана с областями, обедненными хромом и молибденом. Н. Хара и соавт. изучали стойкость к точечной коррозии нержавеющей стали марки 316 L. Они пришли к выводу, что повышение стойкости к точечной коррозии было связано с положительным эффектом удаления включений MnS с поверхности стали, а не с эффектом модификации химического состава пассивных пленок.SCC стали для сосудов под давлением A516 исследовали с помощью испытаний с медленной скоростью деформации в растворах H ₂ O-CO-CO ₂ , проведенных JW van der Merwe. Установлено, что компонент СО играет важную роль в инициировании КРР, то есть торможении коррозионной реакции. Х. Накано и соавт. исследовали свойство SCC сплава Al-Mg, обработанного равноканальным угловым прессованием (ECAP) методом медленной деформации в 3% NaCl с pH 4 при 303 K. Они обнаружили, что снижение восприимчивости к SCC было связано с улучшением коррозионная стойкость, обеспечиваемая ECAP.О. М. Алюсиф и соавт. исследовали влияние приложенного напряжения на индуцированное окружающей средой растрескивание (EIC) алюминиевого сплава (5052) в 0,5 M растворе NaCl с использованием метода постоянной нагрузки. Они пришли к выводу, что стационарная скорость удлинения стала параметром для прогнозирования времени до разрушения, а EIC был вызван SCC, а не HE (водородное охрупчивание).

Рокуро Нисимура
Тору Цуру
Тошиаки Оцука
Нобуёси Хара
Эн-Хоу Хан
Осама Алюсиф

Авторское право

Авторское право © 2012 Rokuro al Nishimura et.Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Коррозия | Encyclopedia.com

Коррозия — это разрушение материала в результате взаимодействия с окружающей средой. Хотя это определение применимо к любому типу материала, оно обычно используется для металлических сплавов .Из 105 известных химических элементов примерно восемьдесят представляют собой 90 245 металлов 90 246 , и примерно половина из них может быть сплавлена ​​с другими металлами, что дает более 40 000 различных сплавов. Каждый из сплавов будет иметь разные физические, химические и механические свойства, но все они могут подвергаться коррозии в той или иной степени и по-разному.

Коррозия является естественным явлением. Когда только что изготовленная сталь впервые подвергается воздействию воздуха, ее первоначально блестящая поверхность покрывается ржавчиной через несколько часов.Склонность металлов к коррозии связана с малой устойчивостью металлического состояния. Металлы встречаются либо в чистом металлическом состоянии, нулевой степени окисления , либо в виде соединений с другими элементами (приобретают положительные степени окисления). В природе большинство металлов встречается в виде соединений с другими элементами, что свидетельствует о большей устойчивости их окисленных форм. По этой причине, чтобы получить чистый металл из одного из его соединений, необходимо затратить энергию.Обратное верно, когда металл подвергается воздействию окружающей среды: он имеет тенденцию высвобождать эту накопленную энергию в процессе коррозии. Это довольно похоже на то, что происходит, когда объект подвешен в точке над землей (эквивалентно металлическому состоянию). Когда ему позволено упасть или достичь стабильного состояния, он возвращается в положение с минимальной энергией на земле (эквивалентно окисленному состоянию металла).

Химические реакции, происходящие в процессах коррозии, представляют собой реакции восстановления-окисления (окислительно-восстановительные).Для таких реакций требуется один вид материала, который окисляется (металл), и другой, который восстанавливается (окислитель). Таким образом, полную реакцию можно разделить на две частичные реакции: первая реакция окисления; другой, сокращение. При окислении металл теряет электроны. Зона, в которой это происходит, называется анодом. В реакции восстановления окислитель получает электроны, отброшенные металлом, и зона, в которой это происходит, является катодом.

Коррозионные процессы влияют не только на химические свойства металла, но и вызывают изменения его физических свойств и механического поведения.Именно поэтому последствия коррозии проявляются в различных формах. Наиболее распространенной формой является равномерная коррозия, при которой происходит генерализованная общая «атака» всей открытой поверхности металла, приводящая к более или менее равномерному уменьшению толщины пораженного металла. Напротив, существует процесс локальной коррозии, при котором интенсивная коррозия происходит только в определенных зонах металла и вокруг них, оставляя остальную часть металла незатронутой; пример – точечная коррозия.Некоторыми другими формами коррозии являются коррозионное растрескивание под напряжением, гальваническая коррозия , селективное разрушение сплава, межкристаллитная коррозия, усталость, трение, эрозия, кавитация, водородное охрупчивание, биокоррозия и высокотемпературное окисление.

Легко найти предметы повседневного обихода со следами коррозии. Подержанный автомобиль состоит в основном из различных металлов, пластмасс, красок, металлических покрытий и т. д., которые подвергались различным агрессивным воздействиям.Эти материалы подвергаются воздействию атмосферных факторов в условиях высокой температуры, включаются в замкнутые водные контуры или подвергаются механическому износу. В результате мы видим много признаков коррозии в автомобилях, в основном на кузове и в выхлопной системе, особенно после многих лет эксплуатации.

Дорожные знаки, фонари, металлические барьеры и заборы и многие другие предметы, встречающиеся вдоль дорог, обычно изготавливаются из оцинкованной стали (обычная мягкая сталь с цинковым покрытием).На таких предметах обычно наблюдается «белая» коррозия (оксид цинка), характерная для окисления цинкового покрытия, часто с появлением пятен красной ржавчины, указывающих на коррозию стальной основы.

Море и соленая атмосфера являются солеными средами, очень агрессивными к металлам. Морские конструкции, такие как корабли, мосты, буровые установки и платформы, обычно имеют признаки сильной коррозии, если они не защищены должным образом. Автомобили, хранящиеся у океанов, имеют признаки коррозии.

Сплавы меди, используемые при литье скульптур и наружной отделке некоторых зданий, обычно имеют зеленоватую окраску, соответствующую слою продукта коррозии, известному как медная патина, который обеспечивает некоторую защиту от дальнейшей коррозии.

Разрушение железобетона в зданиях обычно вызывается коррозией стальных арматурных стержней внутри бетона, а не потерей механических свойств бетона.

Коррозионные процессы затрагивают многие области деятельности человека, в которых используются изделия из металла.В целом, по мере повышения уровня экономического развития растут и затраты, связанные с коррозией. Подсчитано, что затраты, связанные с коррозией металлических материалов, составляют 4 процента валового внутреннего продукта развитых стран. И эта стоимость, представляющая собой потерю ресурсов, была бы еще выше, если бы методы защиты от коррозии не применялись так широко. Подсчитано, что благодаря этой защите население может сократить эти потенциальные потери примерно на 30 процентов.

Существует множество методов предотвращения или уменьшения коррозии, большинство из которых так или иначе направлены на замедление скорости коррозии. Разработан ряд методов, основанных на нанесении на поверхность металлической конструкции слоя вторичного материала, препятствующего контакту конструкции с агрессивной средой. Наиболее распространенной из них является покраска, и в настоящее время доступен широкий ассортимент защитных красок. По общей оценке, на каждые 100 м ² открытой металлической поверхности наносится краска на 90 м ² .К числу этих методов покрытия поверхности относятся обработка металлической поверхности, такая как хромирование, никелирование и гальваническое покрытие, и неорганическая обработка, такая как хроматирование, анодирование и фосфатирование.

В другом методе защиты используются ингибиторы, представляющие собой вещества, добавляемые в жидкую среду, опять же для снижения скорости коррозии. Жидкие антифризы, используемые в контурах охлаждения двигателей транспортных средств, содержат ингибиторы, включенные в их состав, чтобы уменьшить проблемы с коррозией.

Катодная защита представляет собой метод защиты от коррозии, широко используемый на судах и в подземных или подводных трубопроводах. Этот метод направлен на снижение скорости коррозии защищаемой конструкции за счет соединения ее с «жертвенными» анодами. Другими словами, конструкция соединена с другим металлом (анодом), который более подвержен коррозии, эффективно отводя тенденцию к коррозии от конструкции.

В качестве альтернативы использованию металлов, которые должны быть защищены тем или иным из описанных методов, инженеры часто имеют возможность использовать сплав, выбранный из-за большей устойчивости к коррозии, вызванной окружающей средой.Но лучшая коррозионная стойкость обычно достигается за счет более высоких материалов и/или производственных затрат. Инженеры должны учитывать, что коррозионная стойкость любого сплава зависит как от среды, так и от условий работы. Следовательно, сплавы с хорошей стойкостью в одной среде могут иметь плохую стойкость в другой, и их стойкость также может варьироваться в зависимости от различий в условиях воздействия, таких как температура или напряжение.

см. также Кислород.

Ф. Хавьер Ботана

Библиография

Брэдфорд, Сэмюэл А.(1993). Защита от коррозии. Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд.

Фонтана, Марс Гай (1986). Corrosion Engineering , 3-е издание. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Джонс, Денни А. (1996). Принципы и предотвращение коррозии , 2-е издание. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Прентис-холл.

Роберж, Пьер Р. (2000). Справочник по коррозионной инженерии. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Shreir, L.L.; Джарман, Р.А.; и Бурштейн Г.Т., ред. (1994). Коррозия. Бостон: Баттерворт-Хайнеманн.

Интернет-ресурсы

Информация доступна на сайте: .

Химия: основы и приложения Botana, F. Javier

(PDF) ЯВЛЕНИЕ КОРРОЗИИ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

S. Bensaada et al. / Larhyss Journal, 15 (2013), 7-19. (9)

M + S

2

сульфиды (10)

Сухая коррозия металлов представляет собой реакцию между ними и окружающим их газом.

Эта реакция представляет собой окисление. В большинстве случаев кислород воздуха соединяется с

атомами металлов с образованием оксидов, сероокисляющих атмосфер (SO2) минусами,

продуктами коррозии являются сульфиды. Наконец, атака также может быть связана с

галогенами (Cl, Br и I) и атмосферой горения (CO, CO2, h3O и т. д.).

Этот тип коррозии вызывает проблемы, в том числе проблемы с работоспособностью при температурах

значительно выше комнатной температуры.

АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ

Этот раздел посвящен подробному анализу различных примеров промышленных

аварий, вызванных главным образом коррозией, для того, чтобы выделить связь

между коррозией и промышленной безопасностью.

Case1

В 1975 году произошел взрыв на литейном заводе в Сканторпе в Англии

Appleby-Frodingham Steelworks, (Сканторп, Англия, 1975). На рис. 2 показан

общий вид литейного цеха, разрушенного взрывом, снимок

сделан через 60 часов после происшествия.

Результат: 12 погибших из-за огромного материального ущерба

Причина: Коррозия

Чтобы понять происшествие, мы должны описать весь процесс:

К колошнику доменной печи (рис. 5) вводим железную руду, флюсы и кокс. Он

подает горячий воздух (950°С – 1000°С) внутрь через сопла (рис. 6), сопла

охлаждаются циркулирующей холодной водой. На выходе из доменной печи горячий металл

поступает в литейный цех, расположенный в нескольких метрах в больших ковшах на вагоне

, получившем название «Торпедо» (рис. 3 и рис. 4).Именно в системе охлаждения форсунок

произошел отказ из-за коррозии. Буфер (Рисунок 8) из латуни (сплав

Cu-Zn), привинченный к узлу форсунки 13 № 2 (Рисунок 7), имеет

коррозию, в результате чего сотни литров утечек воды остаются затопленными на протяжении всего определения коррозии

– сообщество – О коррозии

После моей оригинальной статьи об определениях коррозии несколько коллег поделились своими мнениями о том, как мы могли бы (пере)определить не только термин коррозия , но и коррозионную науку и инженерную область в целом.

Этот пост обобщает их личные взгляды и мнения, и его не следует воспринимать как формальное или стандартное определение .

Определения

Хайме Торрес Э. : Коррозия – это разрушительное воздействие на материал в результате реакции с окружающей средой. Источник : Справочник по коррозионной инженерии Пьера Р. Робержа — McGraw Hill (купить на Amazon).

Te-Lin Yau : Химическая или электрохимическая реакция между материалом и окружающей средой, которая приводит к ухудшению материала и его свойств. Источник : Справочник ASM, том 13A Коррозия: основы, испытания и защита, ASM, Materials Park, OH 2003 (купить на Amazon).

Почти все определения полностью отрицательные в отношении коррозии. Действительно, коррозия может привести ко многим полезным результатам. Вот несколько примеров: анодная (катодная) защита, определенные процессы нанесения покрытий, такие как конверсионные покрытия, электрохимическая обработка, цветная металлография и ювелирные изделия из титана/ниобия. Я думаю, что коррозию можно определить так:

«Коррозия возникает в результате воздействия окружающей среды на материалы, что приводит к нежелательному износу или предполагаемому изменению свойств.

Определение слова часто меняется со временем в результате социальных и технологических изменений. Возникает вопрос: отражают ли современные определения коррозии всецело, что такое коррозия? Думаю, нет. Я, конечно, не считаю коррозию полностью отрицательным явлением.

Коррозия бывает хорошей, плохой и безобразной. Хорошая часть находится в меньшинстве с большим количеством примеров. Тем не менее, это должно быть включено в определение.

Правда, мы не можем остановить коррозию. Коррозия все еще может быть желательной во многих отношениях до достижения нулевого ожидаемого срока службы.Это может быть продуктивно, например, в процессе гидрирования и обезвоживания при изготовлении металлических порошков. Это может быть сложно, например, использование методов фотомаскирования для формирования сложных узоров. Это может быть красиво, например, архитектурный титан используется во многих отличительных зданиях.

Часто для смягчения коррозии требуется коррозия».

Я полностью согласен с тем, что все должно быть как можно проще. Предложенное определение проще большинства определений и вместе с тем более полно.

«Коррозия возникает в результате воздействия окружающей среды на материалы, что приводит к нежелательному износу или предполагаемому изменению свойств».

Аналогично коррозионный может быть определен как:

«Коррозионная среда — это среда, которая вызывает нежелательное ухудшение свойств или предполагаемое изменение свойств материалов».

Rudy Hausler : Профессор доктор Гюнтер Шмитт (Заслуженный технический университет Изерлона, Германия) цитирует ISO 8044 следующим образом: «Коррозия – это реакция материала с окружающей средой, которая происходит с измеримым изменением материала и/или окружающая обстановка.Такая реакция может привести к коррозионному повреждению материала и/или окружающей среды». Он указывает (…), что любой природный или искусственный материал может подвергаться коррозии в соответствии с этим определением. Кроме того, термин «разрушающий» в связи с коррозией является слишком ограничивающим, поскольку он подразумевает понятие отказа. Коррозия может произойти, не обязательно приводя к отказу.

Мы должны, я думаю, также осознавать тот факт, что по мере развития технологий и понимания вместе с ними, определение моего изменения.

Том Кокс : У меня не возникло проблем, продолжая с доктором Марсом Фонтаной, когда я начал работать в этой области в конце 50-х, он был на высшем уровне. Моя работа привела меня к HTHP ( Примечание автора : HPHT относится к операциям с нефтью и газом под высоким давлением и высокой температурой, см. Технический отчет API 17TR8 для получения дополнительной информации) влияние износа на стали при бурении нефтяных и газовых скважин, включая кислые газы и не стоит забывать о «настоящем» виновнике – PPB (части на миллиард) растворенного кислорода в водных флюидах – 4 ppm растворенного кислорода в некоторых морских водах было достаточно, чтобы создать реальные проблемы при BHT (забойных температурах) при таких низких температурах, как 300 градусов и послужило основой для некоторых моих фундаментальных исследований в этой области.

Abdul Rehman Noor : Коррозия – это возвращение металла в его естественное окисленное состояние, происходящее в результате химической или электрохимической реакции в зависимости от окружающей среды.

Roberto Giorgini : В контексте Corrosion Science : «(Коррозия) это реакция твердого тела с окружающей средой».

В контексте Corrosion Engineering : «(Коррозия — это) реакция металла (или (а) материала) с окружающей средой с () последующим ухудшением свойств металла (или материала)».

Гурудас Саха : «Коррозия — это непреднамеренное ухудшение свойств материалов в результате реакции с окружающей средой».

Хади Моайед : «Коррозия — это явление увеличения валентности металлического элемента ( Примечание автора : степень окисления), приводящее к () ухудшению () его свойств»

Профессор В. С. Раджа : Я думаю, что термин «коррозия» контекстуален. Таким образом, использование термина разрушение для определения коррозии очень желательно и уместно.Если вырвать из контекста, коррозия может означать электрохимию для одних, металлургию для других и проектирование для инженеров-механиков и т. д.

Термин пассивность в эталонных металлах является (антитезисом) коррозии, порожденной коррозией. Итак, определения должны быть простыми и однозначными, служить намеченной цели (контексту) и явно отличаться от обобщения, а последнее может конкретизировать многие сопутствующие явления.

Использование термина разрушение для определения коррозии очень желательно и уместно».

Ilker Kasikci : После прочтения определений словаря и определений справочника, которые вставлены в статью;

Использование слова «эрозия» вместо «коррозия», я думаю, помогает (в дальнейшем) уточнению.

Рассмотрим эрозию почвы ветром. В нем упоминается физическое явление.

Когда вы используете слово «коррозия», я просто понимаю, что это химическое (конечно, электрохимическое) явление, которое в основном рассматривается для металлов, а сегодня и для полупроводников ( Примечание автора : в соответствии со стандартом ASTM/NACE G193, любой тип материала, не только металлы и полупроводники, но и полимеры, керамика и композиты разъедают ).

Да, коррозия является (а) «разрушающим» процессом, и поэтому (такие термины, как) «защита», (т.г.) ​​катодная защита, есть.

Вместо разделения термина «коррозия» на «хороший», «плохой» и «уродливый», полезнее попытаться понять его в целом.

Профессор В.С. Раджа к комментарию Илкера Касикчи: Я размышлял над включением термина «эрозия» в определение коррозии, предложенное Илькером Касикчи. На мой взгляд, только (то) ухудшение, причиной которого является (а) химическая ( Примечание автора : или электрохимическая) реакция, должно быть (называется) коррозией.Отказ/разрушение/утончение материалов происходит по нескольким причинам, таким как тепло, износ, растяжение, удар, усталость и облучение различными лучами, чтобы привести несколько примеров, когда химические среды не должны способствовать разрушению, и они не могут быть включены в коррозию.

Вышеупомянутые отказы можно считать вызванными коррозией, если коррозия (химическая – Примечание автора : или электрохимическая реакция; реагенты могут быть твердыми, газообразными или жидкими) каким-то образом им способствует. Так что я бы предпочел отличать чистую эрозию от эрозионной коррозии.Это я делаю потому, что превентивные меры, механизмы сбоев различаются.

Марьям Хейдари Адл : разрушение материала (которое) происходит постепенно в результате химической реакции материала (с) окружающей средой. Мы не можем это остановить, но этим можно управлять .

Нравится:

Нравится Загрузка…

Что такое теория коррозии? – Определение из Corrosionpedia

Что означает теория коррозии?

Коррозия относится к постепенному разрушению объектов, обычно металлов, под воздействием окружающей среды и химической реакции.

Точно относится к электрохимическому окислению металлов кислородом в качестве окислителя. Одним из лучших примеров этого явления является образование оксида железа или ржавчина. Коррозия также может иметь место в неметаллических материалах, таких как полимеры и керамика.

Corrosionpedia объясняет теорию коррозии

Теория коррозии включает четыре основных компонента:

1. Катод
2. Анод
3. Электрическая связь, которая существует между катодом и анодом для протекания электронного тока
4. Электролит или проводящая среда для облегчения движения ионов

используется для описания любого процесса, связанного с деградацией или износом металлических элементов.Наиболее известным случаем является образование ржавчины на стали. Процесс обычно электрохимический, имеющий характеристики батареи. Когда атомы металлов подвергаются воздействию среды, содержащей воду, металл может производить электроны. Это действие может быть ограничено локально, чтобы создать трещину или яму. Это может распространиться дальше на окрестности, что приведет к общим потерям. Ограниченная коррозия, которая приводит к точечной коррозии, способна вызвать усталость, а коррозионные агенты, такие как морская вода, могут привести к резкому росту трещины.Коррозия также возникает с большей скоростью на участках с микроструктурными изменениями, в основном из-за сварки.

Теория коррозии предполагает, что процесс включает анодную реакцию. Этот тип реакции производится путем растворения металла, который генерирует электроны. Это далее потребляется другим процессом, называемым катодной реакцией. Эти два процесса уравновешивают производимые заряды. Места, генерирующие эти процессы, могут быть найдены близко или далеко друг от друга, в зависимости от ситуации.

Электроны, образующиеся в процессе, должны потребляться в результате катодной реакции.Это должно быть близко к самому процессу коррозии. Ионы водорода и электроны реагируют, образуя атомарный водород, а затем и газообразный водород. При образовании водорода дальнейшую коррозию можно предотвратить за счет тонкой газовой пленки на поверхности металла. Эта пленка служит поляризатором, уменьшающим контакт металла с водой и уменьшающим коррозию. Таким образом, все, что разрушает барьерную пленку, увеличивает скорость коррозии.

Преимущества замены металла: химическая и коррозионная стойкость

Коррозия металла явление электрохимического разложения типично для металлов, которое приводит к потере и отслоению материала, начиная с поверхности, и прежде всего к потере из механических свойств .

В особых суровых условиях эксплуатации, когда материал контактирует с некоторыми химическими веществами и водой, обработка поверхности металла имеет решающее значение для защиты поверхности от коррозионных явлений .

В отличие от металлов, полимеры не подвержены коррозии и часто используются в качестве металлических покрытий для создания защитных барьеров .

В частности, PEEK , с его непревзойденной химической стойкостью к агрессивным кислотам , может заменить металлические сплавы даже в самых суровых условиях, что позволяет снизить затраты на техническое обслуживание из-за такой коррозии металла . .

Невероятные характеристики коррозионно-резистентных полимеров широко используются в следующих секторах:

• Химическая промышленность
Масло и ГАЗ
• Aerospace

Химическая совместимость

A : Высокий; B : средний; C : Плохо; D : Не рекомендуется