Виды коррозионных разрушений: Основные виды коррозионного разрушения металлов

alexxlab | 18.05.1981 | 0 | Разное

Основные виды коррозионного разрушения металлов

Главная / Интересные факты /Версия для печати

04 Июня 2020 г.

Стальные резервуары и сосуды, которые изготавливаются Саратовским резервуарным Заводом, покрываются различными типами антикоррозионных покрытий в цехе обработки изделий. За счет покрытий предотвращается разрушение металла из-за ряда причин, таких как осадки, влажность, подземные воды и т.д.

Если рассматривать процесс коррозионного разрушения с точки зрения причин возникновения, то существуют следующие виды коррозий:

• химическая – на металл воздействует агрессивная, коррозионная среда;
• электрохимическая – металл взаимодействует с раствором электролита;
• газовая – разрушение металла происходит в газовой среде с минимальным содержанием влаги, чаще всего не более 0,1%;
• атмосферная – металл разрушается из-за негативного атмосферного воздействия;
• подземная – разрушение происходит вследствие влияния грунтовых вод, влажности почвы и грунта;
• биологическая – коррозия является результатом работы микроорганизмов;
• контактная – коррозия появляется из-за соприкосновения металлов с разными стационарными потенциалами;
• радиационная – металл разрушается из-за радиоактивного излучения.

В списке представлены основные виды коррозионного разрушения, но также существуют и комбинированные виды. Например, коррозия под напряжением, которая возникает при сочетании механических напряжений и воздействия разрушающей среды. Такие ситуации характерны для валков прокатных станков, рессор автомобилей и т.д.

Также коррозию можно рассматривать со стороны области распространения и в таком случае можно подразделить на следующие типы:

• сплошная – металлическое изделие захватывается коррозией полностью, например, как происходит в случае с постепенным разрушением железных труб на воздухе;
• местная – охватывается часть детали или отдельный участок металла, например, при взаимодействии стали с грунтом или при воздействии морской воды;
• подповерхностная – коррозия разрушает сначала верхний слой, но затем проникает внутрь, что ведет к расслоению металла;
• межкристаллитная – металл разрушается внутри своей структуры по границам зерен, при этом внешний вид изделия не изменяется. Особо часто встречается при использовании хромистых сталей и никелевых сплавов;
• щелевая – коррозия возникает на неплотно прилегающих участках, таких как зазоры, резьбовые крепления, под прокладками и т.д.;
• избирательная – разрушению подвергается только один компонент сплава. Например, обесцинкование латуни, когда поверхностные слои латунного изделия растворяются в реагенте.

Разнообразие видов коррозионного разрушения делает необходимым предусматривать защиту металла специальными покрытиями. Специалисты Завода САРРЗ обсуждают виды лакокрасочных и гидроизоляционных покрытий вместе с Заказчиком и при заказе резервуаров предоставляют качественное нанесение на наружные и внутренние поверхности сосудов.

Опасный вид – коррозионное разрушение

Опасный вид – коррозионное разрушение

Cтраница 1

Опасный вид коррозионного разрушения – растрескивание элементов, изготовленных из аустенитных сталей, в водных растворах, содержащих хлориды.  [1]

Опасным видом коррозионного разрушения сварных конструкций из титановых сплавов является разрушение вследствие наводораживания при коррозии в растворах неорганических кислот. Сварные соединения подвержены более интенсивному наводораживанию по сравнению с основным металлом вследствие наличия крупноигольчатой структуры мартенситного типа. Наводораживание приводит к резкому падению прочности и пластичности и к коррозионному растрескиванию.  [2]

Межкристаллитная коррозия-наиболее опасный вид коррозионного разрушения, поскольку она приводит к быстрому уменьшению механической прочности металла, причем в большинстве случаев процесс коррозии протекает внешне незаметно.  [4]

Одним из опасных видов коррозионного разрушения является растрескивание поверхности при одновременном действии коррозионной среды и статических или повторно-статических нагрузок.  [6]

Точечная коррозия-один из широко распространенных и опасных видов коррозионного разрушения, характерный для пассивного состояния металлов и сплавов. Коррозионные поражения локализуются в отдельных точках, в которых металл растворяется со значительной скоростью, причем вся остальная поверхность может оставаться в пассивном состоянии, почти не затронутой коррозией. Во влажном-хлоре ери 25 – i.30 eC этому виду разрушений подвергаются такие конструкционные материалы, как коррозионностойние ( нержавеющие) стали и алюминиевые сплавы.  [7]

Склонность сплавов к этому опасному виду коррозионного разрушения определяется структурой металла, величиной и характером напряжений, а также составом коррозионной среды. Коррозионные среды, вызывающие избирательное разрушение сплава, способствуют коррозионному растрескиванию его.  [8]

Питтинговая коррозия представляет один из опасных видов коррозионного разрушения, характерного для пассивного состояния металлов и сплавов. В этих случаях коррозии отдельные ограниченные участки металла растворяются со значительной скоростью, причем вся остальная поверхность может оставаться в пассивном состоянии, почти не затронутой коррозией. Это приводит к образованию глубоких поражений – точечных язв или питтингов.  [9]

Межкристаллитная коррозия – один из самых опасных видов коррозионного разрушения, заключающийся в том, что при незначительных весовых потерях металл становится хрупким, теряет прочность и пластичность. Разрушение металла происходит по границам зерен.  [11]

Питтинговая коррозия представляет собой один из опасных видов коррозионного разрушения, характерного для условий, когда пассивное состояние сплава может частично разрушаться. При этом коррозии подвергаются весьма ограниченные участки металла, а вся остальная поверхность устойчива и находится в пассивном состоянии, что приводит к образованию глубоких поражений – точечных язв или питтингов.  [12]

Известно, что сульфидное растрескивание под напряжением является опасным видом коррозионного разрушения промысловых трубопроводов и оборудования нефтегазовых месторождений Западной Сибири. Оно проявляется внезапно и сопровождается тяжелыми материальными и экологическими последствиями. Поэтому изучение механизма коррозионного сульфидного растрескивания и факторов, влияющих на него, весьма актуально и требует проведения дополнительных исследований.  [13]

Обладая высокой коррозионной стойкостью, аусте-нитная и хромистые стали подвержены опасному виду коррозионного разрушения – межкристаллитной коррозии. При сварке жаростойких сталей нужно стремиться приблизить состав металла шва к составу основного металла. Азот хорошо растворяется в высоколегированных сталях, поэтому пор в сварных швах не вызывает. При сварке в аргоне некоторых аустенитных сталей наблюдается образование пор по границе сплавления. Добавка к аргону 2 – 5 % кислорода предупреждает появление пор.  [14]

Обладая высокой коррозионной стойкостью, аустенитные и хромистые стали подвержены опасному виду коррозионного разрушения межкристаллитной коррозии.  [15]

Страницы:      1    2

Какие виды коррозии бывают – Морской флот

Коррозия представляет собой процесс разрушительного характера, возникающий на различных поверхностях начиная от керамики и заканчивая металлом. Возникает она в результате воздействия химического либо химико-физического типа. Причинами возникновения этого процесса может выступать несколько факторов. Основными специалисты называют именно неустойчивость материала к воздействию термодинамического характера, которое возникает в окружающей среды.

Виды коррозии металлов

На сегодняшний день разновидностей коррозии металлов достаточно много, так как источниками её возникновения может выступать довольно большое количество разнообразных факторов. В целом коррозийные процессы классифицируют по нескольких параметров, а определённые типы коррозии различают между собой по схожести признаков проявления.

В зависимости от общего характера протекания коррозия может проявляться в двух основных формах, которые можно встретить и в повседневной жизни.

1. Общего характера — иными словами, её ещё называют равномерной. Эта разновидность является одной из самых распространённых, так как причинами её появления являются химические и электрохимические реакции. Общая может приводить к ухудшению всей поверхности предмета. Однако, несмотря на это, она является одной из самых безопасных, среди всех существующих. Связанна эта особенность, прежде всего, с тем, что такой процесс можно как предсказать, так и угадать. В этом случае коррозия может быть:
2. равномерной — в этом случае ржа даёт о себе знать одновременно на всей поражённой территории. Примером может быть разрушение труб, изготовленных из железа, которые находятся на открытом воздухе;
3. неравномерной — при этой разновидности скорость реакции разрушения на поверхности варьируется, то есть разрушения одного участка может происходить значительно быстрее, нежели, например, соседнего.
4. Местного характера — в отличие от предыдущего эта разновидность ориентирована на одну конкретную область, на которой и возникает поражение.

Механизм возникновения

Коррозийные процессы разделяют на различные разновидности в зависимости от механизмов протекания. Этот факт необходимо учитывать при эксплуатации изделий из металла. Выделяют два основных механизма:

1. Химический — возникает в результате контакта, происходящего во время взаимодействия металла со средой. В процессе развития происходят реакции окисления элемента и восстановления одновременно. При этом продукты, который входят в состав реакции, не сепарированы в пространстве.
2. Электрохимического характера — возникает в результате соприкосновения раствора электролита с существующим металлом. В качестве электролита может выступать как конденсат, так и вода от дождя. Таким образом, можно говорить о том, что чем больше содержание солей и кислот в жидкости, тем больше будет и электропроводность, а также и скорость протекания самого процесса. Наиболее уязвимыми перед электрохимическим типом являются конструкции из металла, а именно различные заклёпки, соединения, которые сварены, а также места их повреждений.​ Если конструкционные особенности материала делают его максимально устойчивым к образованию ржавчины, то процесс развития коррозии значительно замедляется. Примером можно назвать оцинковку. Цинк имеет потенциал отрицательный, если сравнивать его, например, с железом, именно по этой причине железный сплав восстанавливается, а цинк продолжает коррозировать. Однако, если на поверхности имеется специальная защитная плёнка, это значительно замедляет скорость развития коррозийных процессов.

Влияние окружающей среды на металл

Ни для кого не станет секретом тот факт, что это процесс развивается в основном на поверхности металла, однако, существуют и исключения, при которых происходит проникновения очагов поражения далеко внутрь. Кроме этого, коррозийный процесс может развиваться практически во всех существующих средах.

1. Газового типа — ржавления металлов происходит только в присутствии газовой среды и только если есть минимальное содержания воды. Этот тип коррозии наиболее часто встречается в сферах промышленности, а также в химических отраслях.
2. Подземная — такая разновидности возникает в грунтовой среде, когда происходит ржавления труб или иных оставляющих.
3. Атмосферный тип — процессы возникают в воздухе либо если есть присутствие влажного газа.
4. Биотипа — такой тип развивается преимущественно под воздействием различного рода микроорганизмов на материалы.
5. Коррозия контактного типа — в этой разновидности принимают участие несколько разных металлов, которые отличаются друг от друга по своим потенциалам электролита.
6. Коррозия, которая возникает преимущественно под напряжением — ржавление металла при этом типе происходит, только если присутствуют механические напряжения. Подобного рода процесс является небезопасным для конструкций опорного типа. Важным нюансом при этом типе является именно коррозийная усталость, которая имеет накопительный эффект и может возникать при периодическом напряжении.
7. Межкристальный тип — ржа при таком типе появляется преимущественно по краям вкраплений. Металл при такой коррозии в минимальные сроки не только лишается своей эластичности, но и прочности. Наиболее часто от такой разновидности страдают именно сплавы, имеющие в своём составе никель и алюминий.
8. Питтинговый тип — коррозия возникает в небольшом отверстии либо полости металла. Наиболее часто этот типа ассоциируют именно с застойной зоной агрессивной среды, например, под различными прокладками либо зажимами.

Коррозия металла или сплава происходит, как правило, на границе раздела фаз, т. е. на границе соприкосновения твердого вещества с газом или жидкостью.

Коррозионные процессы подразделяются на следующие виды: по механизму взаимодействия металла со средой; по виду коррозионной среды; по виду коррозионных разрушений поверхности; по объему разрушенного металла; по характеру дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.

По механизму взаимодействия металла со средой различают химическую и электрохимическую коррозию.

Коррозию, протекающую под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, относят к биологической коррозии, а протекающую под действием радиоактивного излучения – к радиационной коррозии.

По виду коррозионной среды, участвующей в коррозионном разрушении металла или сплава, различают коррозию в жидкостях-неэлектролитах, коррозию в растворах и расплавах электролитов, газовую, атмосферную, подземную (почвенную) коррозию, коррозию блуждающим током и др.

По характеру изменения поверхности металла или сплава или по степени изменения их физико-механических свойств, в процессе коррозии независимо от свойств, среды коррозионные разрушения бывают нескольких видов.

1. Если коррозия охватывает всю поверхность металла, то такой вид разрушения называется – сплошной коррозией. К сплошной коррозии относится разрушение металлов и сплавов под действием кислот, щелочей, атмосферы. Сплошная коррозия может быть равномерной, т. е. разрушение металла происходит с одинаковой скоростью по всей поверхности, и неравномерной, когда скорость коррозии на отдельных участках поверхности неодинакова. Примером равномерной коррозии может служить коррозия при взаимодействии меди с азотной, железа – с соляной, цинка – с серной кислотами, алюминия – с растворами щелочей. В этих случаях продукты коррозии не остаются на поверхности металла. Аналогично коррозируют железные трубы на открытом воздухе. Это легко увидеть, если удалить слой ржавчины; под ним обнаруживается шероховатая поверхность металла, равномерно распределенная по всей трубе.

2. Сплавы некоторых металлов подвержены – избирательной коррозии, когда один из элементов или одна из структур сплава разрушается, а остальные практически остаются без изменений. При соприкосновении латуни с серной кислотой происходит компонентно-избирательная коррозия – коррозия цинка, а сплав обогащается медью. Такое разрушение легко заметить, так как происходит покраснение поверхности изделия за счет увеличения концентрации меди в сплаве. При структурно-избирательной коррозии происходит преимущественно разрушение какой-либо одной структуры сплава, так, например, при соприкосновении стали с кислотами феррит разрушается, а карбид железа остается без изменений. Этому виду коррозии особенно подвержены чугуны.

3. При местной коррозии на поверхности металла обнаруживаются поражения в виде отдельных пятен, язв, точек. В зависимости от характера поражений местная коррозия бывает в виде пятен, т. е. поражений, не сильно углубленных в толщу металла; язв – поражений, сильно углубленных в толщу металла; точек, иногда еле заметных глазу, но глубоко проникающих в металл. Коррозия в виде язв и точек очень опасна для таких конструкций, где важно поддерживать условия герметичности и непроницаемости (емкости, аппараты, трубопроводы, применяемые в химической промышленности).

4. Подповерхностная коррозия начинается с поверхности металла в тех случаях, когда защитное покрытие (пленки, оксиды и т. п.) разрушено на отдельных участках. В этом случае разрушение идет преимущественно под покрытием, и продукты коррозии сосредотачиваются внутри металла. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание и расслоение металла. Определить ее возможно только под микроскопом.

5. Щелевая коррозия – разрушение металла под прокладками, в зазорах, резьбовых креплениях, в клепаных соединениях и т. п. Она чаще развивается на участке конструкции, находящейся в зазоре (щели).

6. Межкристаллитная коррозия – разрушение металла по границам кристаллитов (зерен) с потерей его механической прочности, внешний вид металла при этом не меняется, но он легко разрушается на отдельные кристаллики под механическим воздействием. Объясняется это образованием между зернами металла или сплава рыхлых, малопрочных продуктов коррозии. Этому виду коррозии подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы. Чтобы избежать межкристаллитной коррозии, в последние годы широко используют нержавеющие стали с пониженным содержанием углерода или в их состав вводят карбидообразователи – титан, тантал, ниобий (в 5-8 – кратном количестве от содержания углерода).

При одновременном воздействии на металл или сплав сильно агрессивных сред и механических растягивающих напряжений возможно коррозионное растрескивание, или транскристаллитная коррозия. В этом случае разрушение происходит не только по границам кристаллитов, но разделяется на части сам кристаллит металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, несущих механические нагрузки (мосты, оси, тросы, рессоры, автоклавы, паровые котлы, двигатели внутреннего сгорания, водяные и паровые турбины и др.).

Коррозионное растрескивание зависит от конструкции аппаратуры, характера агрессивной среды, строения и структуры металла или сплава, температуры и т. д. Например, коррозионное растрескивание углеродистых сталей очень часто происходит в щелочных средах при высоких температурах; нержавеющих сталей – в растворах хлоридов, медного купороса, ортофосфорной кислоты; алюминиевых и магниевых сплавов – под действием морской воды; титана и его сплавов – под действием концентрированной азотной кислоты и растворов йода в метаноле.

Следует отметить, что в зависимости от природы металла или сплава и свойств агрессивной среды существует критическое напряжение, выше которого коррозионное растрескивание наблюдается часто.

По характеру дополнительных воздействий, которым подвергается металл, одновременно с воздействием агрессивной среды можно выделить коррозию под напряжением, коррозию при трении и кавитационную.

7. Коррозия под напряжением – это коррозия при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или временных напряжений. Одновременное воздействие циклических растягивающих напряжений и коррозионной среды вызывает коррозионную усталость, т. е. Происходит преждевременное разрушение металла. Этот процесс можно представить следующим образом: сначала на поверхности изделия возникает местная коррозия в виде язв, которые начинают действовать в качестве концентратора напряжений, максимальное значение напряжения будет на дне язв, которое имеет более отрицательный потенциал, чем стенки, в результате чего разрушение металла будет идти вглубь, а язва будет переходить в трещину. Этому виду коррозии подвержены валы гребных винтов. Рессоры автомобилей, канаты, охлаждаемые валки прокатных станов и др.

8. Коррозия при трении – разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения. При колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды происходит коррозия истиранием, или фреттинг-коррозия. Устранить коррозию при трении или вибрации возможно правильным выбором конструкционного материала, снижением коэффициента трения, применением покрытий и т.д.

9. Газовая коррозия – это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.

10. Атмосферная коррозия – это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.

11. Подземная коррозия – это коррозия металлов в почвах и грунтах.

12. Контактная коррозия – это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

Химические и физико-химические реакции, возникающие в момент взаимодействия окружающей среды с металлами и сплавами, в большинстве случаев приводят к их самопроизвольному разрушению. Процесс саморазрушения имеет собственный термин – «коррозия». Результатом коррозии является существенное ухудшение свойств металла, вследствие чего изделия из него быстро выходят из строя. Каждый металл обладает свойствами, позволяющими ему сопротивляться разрушению. Коррозийная стойкость или, как ее еще называют, химическое сопротивление материала, является одним из главных критериев, по которым осуществляется отбор металлов и сплавов для изготовления тех или иных изделий.

В зависимости от интенсивности и длительности коррозийного процесса металл может быть подвергнут как частичному, так и полному разрушению. Взаимодействие коррозийной среды и металла приводят к образованию на поверхности металла таких явлений, как окалина, оксидная пленка и ржавчина. Данные явления отличаются друг от друга не только внешним видом, но еще и степенью адгезии с поверхностью металлов. Так, например, в процессе окисления такого металла, как алюминий, его поверхность покрывает пленка оксидов, отличающаяся высокой прочностью. Благодаря этой пленке разрушительные процессы купируются и не проникают вовнутрь. Если говорить о ржавчине, то результатом ее воздействия является образование рыхлого слоя. Процесс коррозии в данном случае очень быстро проникает во внутреннюю структуру металла, что способствует его скорейшему разрушению.

Показатели, по которым осуществляется классификация коррозийных процессов:

• вид коррозийной среды;
• условия и механизм протекания;
• характер коррозийных разрушений;
• вид дополнительных воздействий на металл.

По механизму коррозийного процесса различают как химическую, так и электрохимическую коррозию металлов и сплавов.

Химическая коррозия – это взаимодействие металлов с коррозийной средой, в процессе которого наблюдается единовременное осуществление окисления металла и восстановление окислительного компонента среды. Взаимодействующие между собой продукты не разделены пространственно.

Электрохимическая коррозия – это взаимодействие металлов с коррозийно-активной средой, представляющей собой раствор электролита. Процесс ионизации атомов металла, а также процесс восстановления окислительного компонента данной коррозийной среды протекают в разных актах. Электродный потенциал раствора электролита оказывает существенное влияние на скорость этих процессов.

В зависимости от типа агрессивной среды существует несколько видов коррозии

Атмосферная коррозия представляет собой саморазрушение металлов в воздушной атмосфере, либо в газовой атмосфере, отличающейся повышенной влажностью.

Газовая коррозия – это коррозия металлов, происходящая в газовой среде, содержание влаги в которой минимально. Отсутствие влаги в газовой среде не единственное условие, способствующее саморазрушению металла. Также коррозия возможна и при высоких температурах. Наиболее часто встречается данный вид коррозии в нефтехимической и химической промышленности.

Радиационная коррозия представляет собой саморазрушение металла под воздействием на него радиоактивного излучения разной степени интенсивности.

Подземная коррозия – это коррозия, происходящая в почвах и различных грунтах.

Контактная коррозия представляет вид коррозии, образованию которого способствует контакт нескольких металлов, отличающихся друг от друга стационарными потенциалами в конкретном электролите.

Биокоррозия – это коррозия металлов, происходящая под воздействием различных микроорганизмов и их жизнедеятельности.

Коррозия током (внешним и блуждающим) – еще один вид коррозии металлов. Если на металл воздействует ток от внешнего источника, то это коррозия внешним током. Если же воздействие осуществляется посредством блуждающего тока, то это коррозия блуждающего тока.

Коррозийная кавитация представляет собой процесс саморазрушения металлов, возникновению которого способствует как ударное, так и коррозионное воздействие внешней среды.

Коррозия под напряжением представляет собой коррозию металла, причиной появления которой является взаимодействие коррозийно-активной среды и напряжений механического типа. Данный вид коррозии представляет существенную опасность для конструкций из металла, которые подвергаются сильнейшим механическим нагрузкам.

Фреттинг-коррозия — вид коррозии металлов, к которой приводит совокупность вибрации и воздействие коррозийной среды. Чтобы минимизировать вероятность возникновения коррозии при трении и вибрации, необходимо внимательно подходить к выбору конструкционного материала. Также необходимо применять специальные покрытия и по возможности снизить коэффициент трения.

По характеру разрушений коррозия разделяется на сплошную и избирательную

Сплошная коррозия полностью покрывает поверхность металла. Если скорость разрушений на всей поверхности одинакова, то это равномерная коррозия. Если разрушение металла на различных его участках происходит с разной скоростью, то коррозия называется неравномерной.

Избирательная коррозия подразумевает разрушение одного из компонентов сплава или же одной структурной составляющей.

Местная коррозия, проявляющаяся в виде отдельно разбросанных по поверхности металла пятен, представляет собой углубления разной толщины. Разрушения могут представлять собой раковины или точки.

Подповерхностная коррозия образуется непосредственно на поверхности металла, после чего активно проникает вглубь. Данный вид коррозии сопровождается расслоением изделий из металла.

Межкристаллитная коррозия проявляется в разрушении металла по границам зерен. По внешнему виду металла ее достаточно сложно определить. Однако очень быстро меняются показатели прочности и пластичности металла. Изделия из него становятся хрупкими. Наиболее опасен этот вид коррозии для хромистых и хромоникелевых видов стали, а также для алюминиевых и никелевых сплавов.

Щелевая коррозия образуется на тех участках металлов и сплавов, которые находятся в резьбовых креплениях, различных зазорах и под всевозможными прокладками.

Виды коррозионных повреждений – algoritmist.ru

Металлы и сплавы, употребляемые для изготовления теплоэнергетического оборудования, обладают способностью вступать во взаимодействие с соприкасающейся с ними средой (вода, пар, газы), содержащей те или иные коррозионноагрессивные примеси. В результате воздействия содержащей такие примеси среды происходит коррозионное разрушение металла вследствие электрохимических и химических процессов, которое обычно начинается с поверхности и более или менее быстро продвигается вглубь.

 

 

При появлении на поверхности металла макро- или микрогальванических элементов на тех участках, где он соприкасается с растворами электролитов и влажным паром, протекает электрохимическая коррозия, которая наиболее часто встречается в практике эксплуатации электростанций. В процессе эксплуатации паросилового оборудования всегда существуют условия для протекания электрохимической коррозии: контакт различных металлов с неодинаковым электродным потенциалом, неоднородность поверхности и дефекты кристаллической решетки металла, неравномерность температурного и теплового полей, воздействующих на металл, различия в концентрации примесей контактирующих с металлом слоев раствора и ряд других факторов.

 

Химическая коррозия происходит в результате непосредственного окисления котельного металла высокотемпературным паром, а также, в некоторых случаях, и непосредственно контактирующей с незащищенной поверхностью металла водой. В практике эксплуатации энергооборудования наблюдается также совместное протекание химической и электрохимической коррозии.

 

Различают следующие основные формы коррозионных разрушений: общую и местную.

 

О б щ а я к о р р о з и я охватывает всю или почти всю поверхность металла, находящуюся под действием агрессивной среды. Равномерная коррозия протекает примерно с одинаковой скоростью по всей поверхности металла, а неравномерная коррозия протекает с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла.

 

М е с т н а я к о р р о з и я охватывает лишь некоторые участки поверхности металла; при этом различают коррозию пятнами, язвенную, точечную, межкристаллитную и избирательную коррозию. Сюда же следует отнести трещины, вызываемые коррозионной усталостью металла.

 

Следует учитывать, что чем больше степень локализации коррозии, тем она опасней из-за большой скорости проникновения вглубь металла. На поверхности энергетического оборудования, соприкасающегося с водой и паром, могут иметь место все указанные формы коррозионных разрушений. На практике встречаются различные модификации и сочетания этих форм коррозии.

 

В водном пространстве барабанных котлов могут встречаться язвы разнообразной величины. Язвы малого диаметра (до 4–5 мм) присущи коррозионному воздействию на металл кислорода, как во время простоя, так и во время работы котлов. К этому же классу повреждений относится так называемая “ракушечная коррозия”, развивающаяся на стенках кипятильных труб в виде язв большого диаметра, которые прикрыты плотным слоем окислов железа. Элементы оборудования, изготовленные из аустенитной стали, могут испытывать межкристаллитную коррозию с образованием трещин. Протекание же химической коррозии характеризуется значительной степенью равномерности.

 

Разнообразие форм коррозионных разрушений объясняется сложностью явления коррозии и влиянием большого количества факторов на ее развитие.

 

Определение контролирующего фактора коррозии является задачей большого практического значения, так как, воздействуя на данный фактор, можно управлять коррозионным процессом и замедлять ход коррозионного разрушения.

 

Коррозия металлов

Коррозия металлов Характер коррозионного разрушения металлических конструкций в зависимости от условий коррозии может быть весьма разным. Наряду с общим (сплошным) коррозионным разрушением, более или менее соизмеримым по своей интенсивности на всей металлической поверхности, контактирующей с коррозионной средой, весьма часты случаи, когда лишь отдельные в большей или меньшей степени локализованные участ­ки поверхности металла подвергаются избирательному разрушению, тогда как остальная поверхность (гораздо более значительная) остается почти неразрушенной. Наиболее распространенными видами локальной коррозии, приносящими основной ущерб, являются щелевая (ЩК), питтинговая (ПК), межкристаллитная (МКК) коррозия. Наличие механических растягивающих напряжений ведет обычно к еще более локализованной местной коррозии – коррозионная усталость (КУ) и коррозионное растрескивание (КР). Общая коррозия ответственна за основной объем корродируемого и коррозионно-распыляемого металла, тогда как при местной коррозии изделие может потерять свои эксплуатационные качества уже при относительно малых потерях массы. По этой причине местная (локальная) коррозия чаще наиболее опасна. Например, МКК, КР и КУ часто катастрофически понижают прочность конструкции и выводят ее из строя при ничтожных количествах прокорродировавшего металла. Аналогично этому ПК в химических аппаратах, цистернах и других емкостях может приводить к потере герметичности при относительно небольших общих потерях металла. Научному исследованию и разработке методов борьбы с локальными видами коррозии уделяется исключительно большое внимание. 1. Щелевая коррозия Во многих практических случаях эксплуатации металлических конструк­ций наблюдается ЩК, т.е. избирательное, интенсивное разрушение металла в щели (зазоре). Щели в аппаратах и конструкциях обычно неизбежны при сочленении разных деталей, в частности между прокладочными материалами и металлом. Избирательная коррозия может привести к преждевременному износу конструкций, эксплуатирующихся также в атмосферных условиях. От этого вида коррозии часто страдают клепаные конструкции, например железнодорожные мосты. Возможны случаи разрушения строительных конструкций в местах контакта со строительными материалами. Наибольшую чувствительность к ЩК проявляют пассивные металлы (КС-стали, AI-сплавы, ) в случае возможной их депассивации в щелях. Методы защиты. В качестве защитных можно предложить следующие методы. Уплотнение зазоров полимерными пленками, резиной, смазкой, что должно обеспечивать герметичность, исключающую попадание влаги в цель. Рациональное конструирование, предусматривающее невозможность попадания агрессивной среды в зазоры разных конструктивных соединений. Выбор КС-материалов. На основании данных о стойкости к ЩК можно видеть, что металлы и сплавы, КС которых обусловлена их пассивными свойствами, весьма чувствительны к ЩК, так как пассивное состояние может быть легко разрушено в щели. ЭХ-защита. Во избежание ЩК можно использовать катодную защиту, т.е. поляризацию конструкций от внешнего источника, или контактирование с жертвенными анодами (протекторами). Барьерная защита. Применение лакокрасочных материалов, стойких к условиям эксплуатации. 2. Питтинговая коррозия Это – один из опасных видов коррозионного разрушения, характерного для условий, когда пассивное состояние сплава может частично разрушаться. ПК подвергаются весьма ограниченные участки металла, а вся остальная поверхность устойчива и находится в пассивном состоянии, что приводит к образованию глубоких поражений – точечных язв или питтингов. Для изучения ПК и обобщения накопленных экспериментальных данных проведено много исследований. Обычно этому виду коррозии подвергаются легко пассивирующие металлы и сплавы: Fe и особенно такие важные и широко распространенные конструкционные материалы, как КС-стали, а также Аl и его сплавы, Ni, Zr, Ti и др. Методы защиты металлов от ПК Выбор КС-сплава. Сr высокостоек к ПК. Поэтому в условиях опасности ПК более предпочтительны стали с большим содержанием Сr. Особенно высокой стойкостью к ПК отличаются высокохромистые ферритные стали повышенной чистоты по примесям внедрения, содержащие 18 или 25 -29 % Сr, а также эти стали, дополнительно легированные 1 – 4%. В очень агрессивных условиях: при повышении концентрации галоидных анионов и температуры следует использовать Ti или его сплавы Ti – (0,15 + 0,20)% Pd.Ti – 2,5% Ni – 2% Zr, Tj – 2% Ni – (1 + 2)% Mo -наиболее стойкие к ПК из доступных конструкционных материалов. ЭХ-защита и применение ингибиторов. Для предотвращения ПК можно сместить потенциал сплава или в сторону менее положительных значе­ний пассивной области (анодная защита), или отрицательнее стационарного потенциала (катодная). Надежность применения анодной защиты сталей от ПК повышается в случае присутствия некоторых ингибиторов в растворе. Барьерная защита. Применение лакокрасочных материалов, стойких к условиям эксплуатации. 3. Межкристаллитная коррозия МКК – одна из наиболее опасных разновидностей местной коррозии сплавов, вызывающих избирательное разрушение по границам зерен, в результате которого теряются прочность и пластичность сплава и преждевременно разрушаются конструкции. МКК наблюдается у многих технических Fe-сплавов и в особенности у КС-сталей: Fe-Сr, Fe-Ni-Cr, Fe – Mn – Ni – Сr и др., у Ni- и Al-сплавов Ni – Mo, Ni – Cr – Mo, Al – Cu, Al-Mg-Si. Защита от МКК На основании исследования причин МКК предложены разные способы борьбы с нею, направленные на изменение состава и структуры сталей: снижение содержания С до ? 0,03% в твердом растворе стали при выплавке, легирование стали стабилизирующими элементами (такими, как Ti и Nb), термическая обработка стали (аустенитизация, стабилизирующий отжиг). МКК стали подвергаются в зоне термического влияния сварного шва, поэтому для предотвращения МКК следует подвергнуть стабилизирующему отжигу или аустенитизации все сварное изделие. Барьерная защита. Применение лакокрасочных материалов, стойких к условиям эксплуатации. 4. Коррозионное растрескивание КР – разрушение металлов и сплавов при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих механических напряжений вследствие ускоренного образования коррозионных трещин. Оно наблюдается для многих металлов и сплавов: углеродистых и низколегированных сталей, КС-сталей, сплавов Сu, А1, Ti, Mg и др. Разные аспекты КР усиленно изучаются, они обобщены в ряде работ. Защита от КР ЭХ-защита. Небольшая катодная поляризация ЭХ защищает сталь от КР. Однако при увеличении катодной поляризации время до растрескивания уменьшается, что уже, по-видимому, связано с водородным охрупчиванием стали. Катодную защиту целесообразно применять раньше, чем образуются тонкие начальные трещины, т.е. накладывать катодную поляризацию перед наложением напряжений или одновременно с погружением детали в электролит. КС-сплавы. Наиболее стойки к КР аустенитные сплавы с высоким содержанием Ni (?45%), а также ферритные Cr-стали, не содержащие Ni. Благоприятное влияние Ti, несмотря на увеличение поглощения водорода сталью, объясняется аномально высокой способностью атомов Ti захватывать водород, связывать его в устойчивые Ti – Н-кластеры и препятствовать диффузии Н2 в области максимальных трехосных напряжений. Уменьшение внутренних растягивающих напряжений в поверхностном слое сплава снижает склонность к КР. Изменение состава среды. Указывается на достижение значительного повышения устойчивости к этому виду разрушений в теплоэнергетических установках удалением кислорода из воды. Введение ингибиторов в коррозионную среду также используется в целях борьбы с КР этих установок. 5. Коррозионная усталость Усталость металлов – их хрупкое разрушение в результате образования трещин меж- и транскристаллитного характера под одновременным воздействием коррозионной среды и переменных (циклических) напряжений, обычно не превышающих область упругости. При воздействии коррозионной среды усталостное разрушение металла, как правило, происходит гораздо быстрее, чем в вакууме или сухой атмосфере при одинаковой интенсивности циклических напряжений. КУ-разрушение металлов и сплавов наблюдается при эксплуатации валов гребных винтов пароходов, рессор автомобилей, морских и рудничных канатов и т.п. KУ сплавов и сталей происходит в пресной и морской воде, в конденсатах продуктов горения и разных химических средах. 6. Коррозионная кавитация КК – разрушение материала в быстро движущихся жидких коррозионных средах. Ей подвержены гребные винты морских судов, охлаждающие рубашки дизелей, быстроходные центробежные насосы, гидротурбиныи т.д. При быстром турбулентном движении жидкости образуется с последующим быстрым охлопыванием большое число мелких пузырьков. При охлопывании каждого пузырька возникает гидравлический удар в ближайшей точке поверхности металла. Повторные непрерывные гидравлические удары создают условия для одновременного механического и коррозионного воздействия. 7. Коррозионная эрозия КЭ или коррозионно-механический износ – разрушение поверхности твердого тела, в данном случае металла, вызываемое механическим истирающим воздействием другого твердого тела при одновременном действии коррозионной среды, или непосредственно истирающим действием самой коррозионной среды, содержащей или не содержащей твердые частицы. В первом случае это явление называется также истирающей коррозией или фреттингом. Подобные разрушения конструкций наблюдаются в разных машинах и соединениях деталей (например, в шариковых и роликовых подшипниках, зубчатых колесах и трущихся узлах даже при незначительных амплитудах взаимного перемещения на вибрирующих деталях в процессе работы). Разрушения от КЭ также, происходят, когда взвешенные твердые частицы находятся непосредственно в коррозионной среде, например, при перекачке пульпы или при, трубопроводном гидротранспорте твердых порошкообразных пород.

Основные виды коррозии бетона – Специальные виды работ в строительстве

В процессе эксплуатации зданий в результате взаимодействия строительных материалов со средой происходит изменение их первоначальных свойств, которое зависит от различных факторов. Например, каменные материалы, бетон и железобетон по своей структуре и характеру взаимодействия со средой отличаются от металлов в первую очередь своей пористостью и сложностью химического состава, поэтому процесс разрушения этих материалов чрезвычайно сложен. Кроме того, разрушение бетона в строительных конструкциях может происходить в результате преобладающих физико-химических или физико-механических явлений. Выделяют три основных вида физико-химической коррозии бетона:

I – выщелачивание растворимых компонентов бетона;

II – образование растворимых соединений или продуктов, не обладающих вяжущими свойствами, в результате обменных реакций между компонентами цементного камня и жидкой агрессивной средой;

коррозия III вида характеризуется образованием и накоплением в бетоне малорастворимых солей, которые увеличиваются в объеме при переходе в твердую фазу (эти три вида коррозионного разрушения бетона официально признаны в действующем СНиП 11-28-73).

Существует также классификация коррозии бетона по В. А. Кинду: коррозия выщелачивания; общекислотная; углекислотная; сульфатная; магнезиальная.

Физико-механическое разрушение бетонных конструкций происходит в результате замораживания и оттаивания влаги, кристаллизационного давления солей при увлажнении конструкций водой, содержащей соли, с последующим испарением влаги, механического разрушения бетона при коррозии арматуры и т. д.

Коррозионное разрушение металлоконструкций классифицируется по механизму, условиям, а также по характеру протекания коррозии. В зависимости от условий различают следующие виды коррозии: атмосферная, газовая, жидкостная в неэлектролите и в электролите, подземная коррозия, вызываемая внешними или блуждающими токами, контактная и др. По характеру протекания коррозионный процесс в металлах подразделяется на различные виды (рис. 1). Скорость коррозионного разрушения металла определяется качественными и количественными показателями коррозии.

Рис. 1 Внешнее проявление коррозии металлов:
а – равномерная; б – неравномерная; в – местная; г – точечная; д – подповерхностная; е – коррозия растрескивания; ж – межкристаллитная коррозия

Качественная оценка определяется по внешнему виду образцов, реакции цветных индикаторов, с помощью которых обнаруживают анодные и катодные участки коррозирующей поверхности металла. Количественная – по изменению массы, электрического сопротивления, механических показателей, а также отражательной способности поверхности металла за время коррозионного процесса. Качественная и количественная оценки коррозионной стойкости металлов определяются по десятибалльной шкале коррозионной стойкости металлов, рекомендуемой’ ГОСТ 13819-68. Степень воздействия агрессивных сред на строительные конструкции определяется видом и концентрацией газов (табл. 1, 2), растворимостью газов в воде, их влажностью и температурой, наличием и концентрацией агрессивных агентов в жидкой среде, температурой, величиной напора или скоростью движения жидкости у поверхности конструкции. Для твердых сред – соль, аэрозоль, пыль, грунт – степень агрессивного воздействия определяется дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью и влажностью окружающей среды.

Виды коррозии металлов. Химические и электрохимические виды коррозии металлов и сплавов

Виды Коррозии

Виды коррозии

   

Химическая коррозия >>>Электрохимическая коррозия >>>Газовая коррозия >>>Атмосферная коррозия >>>Подземная коррозия >>>Биокоррозия >>>Контактная коррозия >>>Радиационная коррозия >>>Коррозионная кавитация >>>Фреттинг-коррозия >>>Межкристаллитная коррозия >>>Щелевая коррозия >>>

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

По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.

Химическая коррозия— это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают единовременно в одном акте. Продукты взаимодействия пространственно не разделены.Электрохимическая коррозия— это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.

По виду коррозионной среды и условиям протекания различают несколько видов коррозии. Газовая коррозия- это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.

Атмосферная коррозия— это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.

Подземная коррозия— это коррозия металлов в почвах и грунтах.

Биокоррозия— это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.

Контактная коррозия— это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

Радиационная коррозия- это коррозия, обусловленная действием радиоактивного излучения.

Коррозия внешним током и коррозия блуждающим током.В первом случае — это коррозия металла, возникающая под воздействием тока от внешнего источника. Во втором случае — под воздействием блуждающего тока.

Коррозия под напряжением— коррозия, вызванная одновременным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. Если это растягивающие напряжения, то может произойти растрескивание металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, испытывающих механические нагрузки (оси, рессоры, автоклавы, паровые котлы, турбины и т.д.). Если металлические изделия подвергаются циклическим растягивающим напряжениям, то можно вызвать коррозионную усталость. Происходит понижение предела усталости металла. Такому виду коррозии подвержены рессоры автомобилей, канаты, валки прокатных станов.

Коррозионная кавитация— разрушение металла, обусловленное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды.

Фреттинг-коррозия— это коррозия, вызванная одновременно вибрацией и воздействием коррозионной среды. Устранить коррозию при трении или вибрации возможно правильным выбором конструкционного материала, снижением коэффициента трения, применением покрытий и т.д.

Коррозия называется сплошной, если она охватывает всю поверхность металла. Сплошная коррозия может быть равномерной, если процесс протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла, и неравномерной когда скорость процесса неодинакова на различных участках поверхности. Равномерная коррозия наблюдается, например, при коррозии железных труб на воздухе. Приизбирательной коррозииразрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава. В качестве примеров можно привести графитизацию чугуна или обесцинкование латуней.

Местная (локальная) коррозияохватывает отдельные участки поверхности металла. Местная коррозия может быть выражена в виде отдельных пятен, не сильно углубленных в толщу металла; язв – разрушений, имеющих вид раковины, сильно углубленной в толщу металла, или точек (питтингов), глубоко проникающих в металл. Первый вид наблюдается, например, при коррозии латуни в морской воде. Язвенная коррозия отмечена у сталей в грунте, а питтинговая — у аустенитной хромоникелевой стали в морской воде.

Подповерхностная коррозияначинается на поверхности, но затем распространяется в глубине металла. Продукты коррозии оказываются сосредоточенными в полостях металла. Этот вид коррозии вызывает вспучивание и расслоение металлических изделий.

Межкристаллитная коррозияхарактеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образованием между зернами рыхлых малопрочных продуктов коррозии. Этому виду разрушений особенно подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы.

Щелевая коррозия вызывает разрушение металла под прокладками, в зазорах, резьбовых креплениях и т.д.

studfiles.net

питтинговая коррозия, сквозная, межкристаллитная, щелевая, фреттинг-коррозия и другие

Различные сплавы и металлы могут разрушаться и корродировать под влиянием электрохимического, химического или механического (эрозия) действия окружающей среды. Все коррозионные процессы делятся на несколько групп:

• по типу среды;
• по объему распада и разрушения металла;
• по реакции между средой и металлом;
• по типу коррозионных разрушений.

Виды коррозии

• Атмосферная – данный тип коррозии охватывает изделия, эксплуатирующиеся во влажной воздушной среде. Условно ее можно поделить на три типа:1. Сухая – происходит при отсутствии внешних следов жидкости на металлической поверхности.2. Влажная – протекает при образовании на поверхности практически незаметной, тончайшей пленки влаги, как правило, вследствие конденсации.3. Мокрая – может образоваться, если на поверхности в течение длительного времени сохраняется явная (видимая) влага.
• Газовая – это явление, протекающее в любой газовой среде при повышенных температурах и с минимальным количеством влаги. Встречается преимущественно в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.
• Поверхностная – вид распада, при котором разрушительный процесс охватывает всю имеющуюся металлическую поверхность. К данному типу относятся разрушения металла под воздействием щелочей, кислот и атмосферы. Может быть неравномерной или равномерной, в зависимости от скорости поражения разных поверхностей и деталей, находящихся на одном изделии.
• Подповерхностная – начинается такой вид разрушения, в основном, на участках с поврежденным защитным покрытием. Распад протекает, прежде всего, под покрытием и основная часть продуктов коррозии концентрируются внутри металла.
• Контактная – случается при взаимодействии разнородных материалов, которые имеют разные электрохимические свойства. Происходит это чаще всего при неверной компоновке металлических частей или контакте одинаковых металлов соединенных сваркой.
• Избирательная – при ней один из металлических элементов или какая либо структура разрушаются, а остальные компоненты остаются неизменными. Например, при контакте стали и кислоты ферриты разрушаются, а Fe3C (карбид железа) не изменяется.
• Фреттинг-коррозия — процесс корродирования происходит при колебательном повторяющемся передвижении двух поверхностей по отношению друг к другу в условиях воздействия любой коррозионной среды. Такому явлению подвержены шестерни, листовые рессоры, муфты, болтовые соединения т. д.

Разновидности локальной коррозии

Все виды коррозии металлов, протекающие по локальному типу, характеризуются весьма стремительной скоростью поражения металла на относительно небольшой площади. Особую опасность этих процессов представляет то, что обнаруживаются они, как правило, уже после значительных, необратимых разрушений или во время нарушения работы оборудования.

• Межкристаллитная коррозия – самый опасный вид коррозийного поражения, при котором распад идет по границам кристаллов. При этом внешняя металлическая поверхность не меняется. Материал, пораженный этим типом коррозии, легко разрушается от любого механического воздействия.
• Питтинговая коррозия – возникает на изделиях находящихся в растворах солей, морской воде, в охлаждающих системах холодильников. К ней предрасположены очень многие металлы (Zn, Fe, Cu, Ni, Co, Ta, Mn и др.) и конструкционные материалы, изготовленные на их основе. Основная причина возникновения этого вида корродирования — неоднородность или дефектность структуры металлических изделий. К данному типу относятся точечная и сквозная коррозии:- точеная – небольшие ржавые точки, преимущественно развивающиеся в глубину;- сквозная коррозия – следующая фаза точечного разрушения, при котором материал поражается вглубь, вплоть до образования сквозных отверстий.
• Язвенная – как правило, происходит на внешней поверхности металлоизделий, по характеру развития во многом сходна с питтинговой, поэтому четкая классификация может быть затруднена. Различие составляет размер язв пораженных поверхностей, как правило, диаметр здесь гораздо больше чем их глубина. В большинстве случаев ей подвергаются низколегированные и углеродистые стали, используемые в хлоридсодержащих водных средах.
• Щелевая коррозия – развивается в зазорах, щелях, фланцевых и резьбовых соединениях, под креплениями, а также на участках с неплотным контактом прокладочных материалов с металлом. Обусловлено это тем, что все названные участки, как правило, находятся в неудобных и труднодоступных местах с плохой вентиляцией.

Оставить комментарий

korroziya-rzhavchina.ru

Коррозия металлов, виды коррозии.

Коррозией металла называется его разрушение, вызванное электрохимическим воздействием внешней среды на его поверхность.

Разрушение металла труб почвенной коррозией происходит под действием малых электрических токов, возникающих на поверхности металла в результате взаимодействия с ним почвенного электролита. Поверхность металла и электролит образуют гальваническую пару. Та часть поверхности металла, из которой ток переходит в электролит, называется анодом, а та часть, где ток выходит из электролита, – катодом. В анодных зонах металл подвергается разрушению, а в катодных зонах происходит накопление продуктов коррозии без разрушения металла.

Подземная электрохимическая коррозия металла, в почвах и грунтах характерна для трубопроводов уложенных в землю, где грунтовые воды являются электролитами.

Коррозия блуждающими токами – электрохимическая коррозия металла под воздействием блуждающего тока, подвергаются трубы, уложенные в землю вблизи электрических кабелей и рельсов.

В зависимости от типа разрушений коррозии разделяются на сплошную, местную и структурную.

Сплошная коррозия охватывает всю поверхность металла.

Местная охватывающая отдельные участки с нарушением гладкой поверхности в виде царапин и др. она подразделяется на точечную и сквозную (кровли зданий).

Структурная – связанная со структурной неоднородностью металла, подразделяется на межкристаллитную, которая распространяется по границам зерен металла, и избирательную разрушающие структурные составляющие сплава. Так в серых чугунах разрушается металлическая основа, остается лишь скелет из включений графита.

Способы защиты металлических изделий от коррозии.

Процесс разрушения труб под действием окружающей среды называется коррозией.

По характеру взаимодействия металла труб, различают два типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химической коррозией называется процесс разрушения всей поверхности металла при его контакте с агрессивным химическим веществом.

Электрохимической коррозией называется процесс разрушения металла сопровождающийся образованием и прохождением эл.тока при этом на поверхности металла образуется не сплошное, а местное повреждение металла в виде пятен и раковин.

Биокоррозия трубопроводов вызывается жизнедеятельностью микроорганизмов

Существует два способа защиты от коррозии: пассивный и активный.

Пассивный – изоляционные покрытия различными материалами ( битумно-резиновые и полимерные). Требования к покрытию:

1. водонепроницаемость;

2. прочность сцепления с металлом;

3. хорошая изоляция от эл.тока;

4. достаточная прочность и способность сопротивляться механическим воздействиям при засыпке траншеи.

К числу активным способам защиты относится катодная и протекторная защиты.

Сущность катодной защиты сводится к созданию отрицательного потеннцала на поверхности трубы. Благодаря чему предотвращается утечка электронов с поверхности трубы, сопровождающаяся ее коррозионным разъеданием.

Протекторная защита отличается тем, что необходимый для защиты ток, создается не станцией, а протекторами имеющие более отрицательный потенциал, чем защищаемый объект.

Основной металл защищается покрытием лакокрасочным, неметаллическим и металлическим, легированием электрохимическую (пластина цинка, магнитные протекторы. Основан на создании гальванических пар).

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ защиты – катодная, протекторная и дренажная.

При катодной – коррозия анодных участков трубы ликвидируется наложением на неё отрицательного потенциала, получаемого от внешнего источника постоянного тока, положительный потенциал которого соединяется с заземленным анодом. При такой схеме происходит разрушение заземленного анода (куска металла) и предотвращается разрушение трубы (катода).

При протекторной защите защитный ток возникает в результате работы гальванической пары протектор – труба, причем потенциал протектора должен быть ниже потенциала стали. Здесь не требуется источника электроэнергии, но расходуется значительное количество цветных металлов, поскольку протектор (анод) изготавливают из специальных сплавов – цинка, магния и алюминия.

Для повышения эффективности работы протектора его обычно обмазывают смесью глины с гибсовым порошком, что понижает сопротивление анодного заземлителя.

Дренажная защита предназначена для отвода блуждающих токов, в зоне прохождения поездов и трамваев, проходящих с газопровода обратно в рельсовую сеть.

studfiles.net

Типы коррозии металлов

Под химической коррозией понимают разрушение металла при взаимодействии его с сухими газами или жидкостями, которые не проводят электрического тока. При нагревании металлов на воздухе Большинство окисляется. Если оксид плотно покрывает поверхность металла, то он предохраняет металл от дальнейшего окислению и разрушению. В некоторых металлов, особенно в железа и его сплавов оксиды образуются в виде пористого слоя, который не защищает поверхности металла от дальнейшего окисления.

Газовая коррозия металлов происходит в печах, выхлопных трубах и тому подобное. Атмосферная коррозия обусловлена ​​окислением металла кислородом, сероводородом, галогенами, серы (IV) оксидом и другими газами, содержащимися в атмосфере.

Наибольший вред наносит электрохимическая коррозия. Электрохимическая коррозия наблюдается при контакте двух металлов разной активности с водой или другим электролитом. На поверхности любого металла конденсируется вода, в которой растворены атмосферные газы, то есть образуется раствор электролита. В почве электролитом служат растворы солей. Если металл содержит примеси или сталкивается с другим металлам, возникает гальваническая пара и начинается электрохимическая коррозия — электроны переходят от более активного металла к менее активному. Только чистые металлы не подвержены коррозии. Так, чистое (метеоритное) железо на воздухе не ржавеет.

Способы защиты от коррозии

Защитные поверхностные покрытия металлов бывают металлическими (покрытие цинком, оловом, свинцом, никелем, хромом, золотом и другими металлами) и неметаллическими (покрытие лаком, красками, смазками, резиной, каучуком). Эти покрытия изолируют металл от внешней среды. Кроме того, покрытие железных изделий придает им привлекательный внешний вид.

Добавки никеля, меди, кобальта усиливают антикоррозионные свойства стали. Введением в состав стали около 12% хрома добывают нержавеющую сталь устойчивую к коррозии.

Для замедления коррозии металлических изделий в электролита вводят вещества (чаще органические), называемые ингибиторами. В последнее время сделаны летучие (атмосферные) ингибиторы, которыми пропитывают бумагу и обертывают им металлические изделия. Пары ингибиторов адсорбируются на поверхности металла и образуют на ней защитную плёнку.

Электрохимические методы используются в средах, которые хорошо проводят электрический ток.

Чем больше различаются между собой по химической активностью два металла, сталкивающихся тем сильнее корродирует более активный из них и тем надежнее защищен от коррозии менее активный металл. Протекторная защита применяют в том случае, когда защищается конструкция (корпус судна, подземный трубопровод), которая находится в среде электролита (морская вода, подземные грунтовые воды и т.д.). Суть такой защиты заключается в том, что конструкцию соединяют с протектором (от лат. Protector — «защитный») — более активным металлом, чем металл конструкции. Металлические детали, например, рейсы, скрепляют заклепками с более активных металлов.

Защитить металл от коррозии можно, сделав его катодом, то есть соединив с отрицательным полюсом источника тока — катодную защиту. При определенной силы тока окислитель восстанавливается на катоде, анод окисляется, что обеспечивает устойчивость изделия к коррозии.

Для торможения коррозии сейчас все шире внедряют методы искусственного осушения воздуха, окружающей изделия. Неблагоприятное коррозии среду создают в паронепроницаемых чехлах или металлических контейнерах с помощью специальных веществ (например, силикагеля). В этих условиях на поверхности изделия не образуется пленки влаги и коррозия не возникает. Такой способ защиты применяют при транспортировке машин и деталей морскими путями. Сейчас разрабатываются новые методы защиты металлов, а также создаются вещества — заменители металлов — пластмассы, кислотоупорные цементы, и тому подобное.

Теги: лекции по химии, материал по химии, природа, реферат по химии, химия, химия – наука о природе, химия и жизнь, химия изучает

bagazhznaniy.ru

Основные виды коррозии металлов – Справочник химика 21

    Основные виды коррозии металлов определяются характером разрушений ) сплошная (равномерная и неравномерная) — разрушение охватывает всю поверхность металла 2) местная — поражения локальны, большая часть поверхности не затронута — может иметь вид [c.248]     Виды коррозии. Различают три основных вида коррозии металла  [c.330]

    Основные виды коррозии металлов определяются характером разрушений 1) сплошная (равномерная и неравномерная) — разрушение охватывает всю поверхность металла 2) местная — поражения ло- [c.228]

    Рассмотрены основные виды коррозии металлов, освещены тео рия и механизм протекания коррозионных процессов. Описано кор розионное поведение основных конструкционных металлов и сила ВОВ в естественных и производственных условиях. Подробно изло жены принципы борьбы с коррозией и меры защиты от нее Приведены методы коррозионных исследований. [c.2]

    ОСНОВНЫЕ виды КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ [c.138]

    Основные виды коррозии металлов [c.169]

    В зависимости от характера разрушения металла различают следующие основные виды коррозии. [c.173]

    Атмосферная коррозия считается самым распространенным видом коррозии металлов и сплавов. До 80 % металлических конструкций эксплуатируется в условиях атмосферы. Это сельскохозяйственные и горнодобывающие машины, конструкции электропередач, оборудование промышленных предприятий и транспорт, мосты, здания и сооружения. Основным фактором, определяющим механизм и скорость атмосферной коррозии, является степень увлажненности корродирующей поверхности материалов оборудования. По степени увлажненности поверхности металлов и сплавов коррозию принято разделять на  [c.55]

    Факторы, определяющие характер и вид коррозии, весьма разнообразны. Основные причины коррозии металлов заложены в их сЕойствах, термодинамической неустойчивости, стремлении переходить из металлического состояния в более энергетически устойчивое— окисное или ионное состояние. Большое многообразие металлов, коррозионных сред и условий их контакта обусловливают различные виды корразии. На рис. 83 приведена обобщенная классификация процессов коррозии металлов, составленная по [c.358]

    Книга является вторым изданием учебника для техникумов, переработанным и дополненным (первое вышло в 1977 г.). Состоит из двух частей. В первой части рассмотрены теория и основные виды коррозии, коррозия важнейших металлов и сплавов, а также оборудования электрохимических цехов, методы коррозионных испытаний и заш,иты от коррозии, коррозионно-стойкие металлы и неметаллические материалы. Вторая часть книги посвящена гальваностегии — приведена классификация покрытий, изложены основы электроосаждения металлов, описаны условия и закономерности нанесения покрытий из цветных металлов и контроль качества покрытий. Приведены также сведения об оборудовании гальванических цехов, очистке сточных вод и технике безопасности. [c.2]

    Проблема борьбы с коррозией металлов возникла в глубокой древности одновременно с появлением первых железных изделий, т. е. 4—5 тыс. лет тому назад. Основным видом защиты металлов от разрушения, применяемым с тех далеких времен, явились защитные покрытия. В древнем Египте использовали в качестве покрытий природные смолы. В 950 г. до н. э. при строительстве дворца Соломона железные сооружения покрывали асфальтом. Римский философ Плиний старший (23—79 гг. н. э.) в Естественной истории перечисляет несколько типов покрытий для железных изделий, в том числе свинцовые белила и деготь. [c.9]

    Основными видами коррозии латуней являются их обес-цинкование и растрескивание. Обесцинкование латуни — результат растворения цинка, содержащегося в сплаве. Процесс обесцинкования может происходить по всей поверхности металла или преимущественно в отдельных местах. В последнем случае образуются язвы небольшой площади, постепенно углубляющиеся в металл. [c.83]

    По характеру разрушения поверхности металла различают следующие основные виды коррозии  [c.10]

    Факторы, определяющие характер и вид коррозии, весьма разнообразны. Основные причины коррозии металлов заложены в их свойствах термодинамической неустойчивости, стремлении переходить из металлического состояния в более энергетически устойчивое — оксидное или ионное состояние. Большое. многообразие металлов, коррозионных сред и условий их контакта обусловливают различные виды коррозии. На рис. 23.2 приведена обобщенная классификация различных видов коррозии металлов в зависимости от коррозионной среды характера разрушения условий эксплуатации и механизма коррозионного процесса. Первая группа не нуждается в комментариях о четвертой было сказано раньше. [c.280]

    По характеру среды, в которой эксплуатируется изделие, различают следующие основные виды коррозии газовую, атмосферную и жидкостную. Газовая коррозия встречается на практике при эксплуатации металла при повышенных температурах и отсутствии влаги (например, печные дверцы, заслонки). [c.43]

    Понятие о трении и износе, смазочная способность смазок. Граничная и жидкостная смазка и факторы, влияющие на смазочное действие. Основные виды коррозии и формы ее проявления. Способы защиты металлов от коррозии. Требования к защитным смазкам и методы исследования защитных свойств. Герметизирующая способность смазок и факторы, ее определяющие. [c.81]

    Разновидностью межкристаллитной коррозии металлов является ножевая коррозия (рис. 3. 2з) — коррозия местного вида, возникающая в сварных конструкциях в очень узкой зоне на границе сварной шов — основной металл при сварке хромоникелевых сталей с повышенным содержанием углерода, даже легированных титаном или ниобием. В узкой околошовной зоне перегретого почти до расплавления металла (порядка 1300° С и выше) растворяются карбиды титана или хрома. При последующем быстром охлаждении (при контакте с ненагретым металлом) этой зоны карбиды титана или ниобия не успевают выделиться вновь и углерод остается в твердом растворе. Последующее достаточно длительное пребывание этой зоны при температурах 600—750° С, например, при сварке двухсторонним швом, приводит [c.424]

    В качестве показателей коррозии металлов при атмосферных испытаниях используют изменение внешнего вида образцов, время появления первого коррозионного очага, площадь, занятую продуктами коррозии основного металла и металлического защитного слоя, микроисследование, очаговый, глубинный, убыли массы, механический, отражательный показатели коррозии. [c.467]

    Электрохимические процессы имеют большое практическое значение. Электролиз используется в металлургии легких и цветных металлов, в химической промышленности, в технологии гальванотехники. Химические источники тока широко применяются в быту и промышленности. Электрохимические процессы лежат в основе многих современных методов научного исследования и анализа. Новая отрасль техники — хемотроника — занимается созданием электрохимических преобразователей информации. Одной из важнейших задач электрохимии является изучение коррозии и разработка эффективных методов защиты металлов. В неравновесных условиях в растворе электролита возникают явления переноса вещества. Основные виды переноса диффузия — перенос вещества, обусловленный неравенством значений химических потенциалов внутри системы или между системой и окружающей средой конвекция — перенос вещества под действием внешних механических сил миграция — перенос заряженных частиц в электрическом поле, обеспечивающий электрическую проводимость электролитов. [c.455]

    Чистый алюминий мягок и непрочен. Легируют его в основном для повышения прочности. Для того чтобы можно было воспользоваться высокой коррозионной стойкостью чистого алюминия, высокопрочные сплавы покрывают слоем чистого алюминия или более коррозионностойкого сплава (например, сплава Мп—А1 с 1 % Мп), который более электроотрицателен в ряду напряжений, чем основной металл. Наружный слой называют плакирующим, а сам двухслойный металл — алькледом. Плакирующий металл катодно защищает основу, выполняя функцию протекторного покрытия. Его действие аналогично действию цинкового покрытия на стали. Помимо катодной защиты от питтинга покрытие из менее благородного металла защищает также от межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). Это особенно важно, когда основной высокопрочный сплав приобретает склонность к этим видам коррозии в процессе производства или при случайном нагреве до высокой температуры. [c.342]

    Основное количество повреждений (247) наблюдалось в течение первых шести лет эксплуатации. В 1971-1973 гг. оно непрерывно возрастало. В следующие три года несколько снизилось, но все же находилось на недопустимо высоком уровне. Затем количество повреждений снизилось до минимума и держалось на таком уровне до 1995 г. В последние годы начали поступать сведения об одиночных коррозионных повреждениях трубопровода, причина возникновения которых требует выяснения. Большинство повреждений имело вид нераскрывшихся коррозионных трещин различной длины (20-150 мм) на продольных заводских сварных швах поблизости от кольцевых монтажных швов или непосредственно на них. Известно, что с момента ввода в эксплуатацию по апрель 1972 г. по трубопроводу Оренбург-Заинск транспортировался неингибированный газ с содержанием НгЗ до 2,5% об., который мог вызвать сероводородную коррозию металла, проявляющуюся в разных формах — от общей равномерной коррозии до водородного расслоения и сероводородного растрескивания. [c.62]

    Основной способ защиты металлов от коррозии заключается в их покрытии разнообразными материалами. В зависимости от вида защитного материала и от метода его нанесения на металл различают следующие типы покрытий металлов. [c.261]

    Коррозионно-механическое разрушение металлов происходит при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений. Основные виды коррозионно-механического разрушения металлов коррозионное растрескивание, коррозионная усталость, фреттинг-коррозия, коррозионная эрозия, кавитация, сульфидное растрескивание, водородное охрупчивание. [c.14]

    КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И БОРЬБА С НЕЙ 12. Основные виды коррозим металлов [c.294]

    Приведены основные сведения по теории химической и электрохимичеокоЯ коррозии металлов. Дана краткая оценка коррозионной стойкости конструкционных материалов в различных условиях, рассмотрены принципы основных видов защиты металлов от коррозии, технология производства некоторых видов антикоррозионных работ и ремонта ос5ое дов0ния. [c.2]

    Атмосферная коррозия развивается в условиях не прерывного изменения во времени и пространстве физико-химических параметров коррозионной среды. Многообразие факторов, влияющих на скорость коррозионно-электрохимических реакций в реальной атмосфере, является особенностью этого вида коррозии металлов. Установлению количественных связей между основными параметрами атмосферы и коррозионной стойкостью металлов посвящена значительная часть исследований последних лет [67—69].  [c.69]

    В монографии рассматриваются два основных вида коррозии под механическим напряжением коррозионное растрескивание (разрушение металлов под совместным воздействием статической нагрузки и агрессивной среды) и коррозионная усталость (разрушение под одновременным воздействием периодической нагрузки и агрессивной среды). Механизмы растрескивания и усталости проанализированы на рснове положений механики разрушения, объясняющей их с позиций зарождения и развития в металле трещин. [c.3]

    Различают два основных вида коррозии — химическую и электрохимическую При химической коррозии, например в без водных жидких или газовых средах, происходит непосредствен ная реакция металла с неэлектролитом При наиболее распро страненной электрохимической коррозии, возникающей в рас творах электролитов, во влажных газах и пр, на поверхности металла протекают электрохимические процессы окислитель ный (растворение металла) и восстановительный (восстановле ние компонентов среды) [c.121]

    Испытывался керосин со следующими свойствами н. к. 147 50% выкипает при 202° 90% — при 252° 98% — при 278° кислотность 0,56 мг КОН йодное яисло 0,30 серы 0,05% плотность 0,819. Основной причиной коррозии металлов под действием керосина Т-1 являются органич. к-ты, образующиеся в керосине в результате самоокисления керосина кислородом воздуха в присутствии металлов. Кроме органич. к-т, на коррозию оказывает влияние вода, как находящаяся в растворенном виде, так и особенно содержащаяся в виде отдельного слоя. [c.270]

    Основным видом коррозии латунных труб под действием охлаждающей воды является обесцинкованне [3]. При этом образуется поверхностный пористый слой лишенной цинка медной массы с чрезвычайно низкими механическими свойствами. Рост этого слоя приводит к сквозному разрушению металла в результате неспособности обесцинкованного слоя сопротивляться внутреннему давлению. [c.319]

    Обследование действующих аппаратов, изготовленных из сплавов алюминия (АМц и АМг), показало, что основным видом коррозии. является язвенная коррозия, особенно сильно развивающаяся в местах контакта со шлаковой ватой. Наиболее подвержены язвенной коррозии горизбнтальные поверхности и поверхности, контактирующие с медными или латунными трубами. Отмечается, что алюминиевое литье и наплавленный металл сварных швов более устойчивы к коррозии, чем обычный прокат из алюминиевых сплавов. Для аппаратов с тонкими стенками из алюминиевых сплавов-следует считать обязательной химическую обработку по типу фосфатиро-вания или лакокрасочное покрытие. [c.508]

    Третье издание справочника было выпущено в 1973 г. под названием Коррозионная стойкость нержавеющих сталей и чистых металлов . Приведены показатели коррозионной стойкости нержавеющих сталей, сплавов и чистых металлов во многих химических средах различной концентрации и при разных температурах, химический состав нержавеющих сталей и сплавов, режимы оптимальной термической обработки, методы удаления окалины, механические и другие свойства, а также ГОСТы и ТУ на постйвку металла. Рассмотрено влияние некоторых видов обработки и новых методов выплавки на коррозионную стойкость сталей и сплавов, условия повышения их коррозионной стойкости и основные виды коррозии. [c.2]

    Ржавчина – продукт коррозии железа, образуемый под действием кислорода в присутствии воды, является основным видом загрязнения металлической поверхности. Бурая рыхлая масса ржавчины состоит, главным образом, из водной окиси железа, ис связанной с металлом, поэтому не защищающей его оч дальнейшего разрушения. Ее состав приблизительно отвечаеа формуле [c.90]

    Железо также реагирует с кислородом, но гораздо медленнее. Ржавление металла (один из видов коррозии) включает в себя ряд реакций, в которых принимают участие вода и газообразный кислород. Хорошо известно, например, что сухая железная кухонная утварь не ржавеет. Машины также быстрее ржавеют на морском берегу, чем в пустыне. С химической точки зрения ржавчина — это смесь ряда железосодержащих соединений, в основном состава Ре20з. [c.129]

    Процесс разрушения металла вследствие взаимодействия его с окружающей средой называется коррозией. Различают два основных вида коррозийных процессов химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия — это разрушение металла в результате химического взаимодействия его с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрцческого тока (бензин, керосин, нефть и др.). Большой вред народному хозяйству приносит так называемая газовая коррозия — окисление металлов различными газообразными окислителями (кислородом воздуха, SO2, 4 алогенами и др.)-Наиример, под действием кислорода воздуха уже при комнатной температуре поверхности многих металлов покрываются оксидными пленками. Дальнейшее окисление металлов зависит от плотности образовавшейся пленки и ее дефе1 тов. Электрохимическая коррозия — это разрушение металла в присутствии воды или другого электролита. Причем наряду с химическими процессами (потеря электронов) в этом случае происходят и электрические (перенос электронов от одного участка к другому). Электрохимическая коррозия наблюдается при контакте двух различных металлов в присутствии электролита вследствие образования гальванической пары. Этот про- [c.213]

    По внешнему виду разрушения металла от ударной коррозии в основном представляют собой разнообразные ио форме и глубине язвинки и углубления, располагающиеся чаще всего в паираилении движения охлаждаюи1его потока. [c.152]

    Один из основных видов изоляционных покрытий подземных трубопроводов – полимерные изоляционные ленты. Их выпускают на основе поливинилхлорида (ПВХ) и полиэтилена. Изоляционные ленты могут быть липкими и нелипкими. Липкие ленты состоят из полимерной пленки-основы, на которую наносят подклеивающий липкий слой. К ним относятся ленты отечественного и зарубежного производства. Основа ленты воспринимает главным образом механические и химические воздействия грунта и обладает высокими электроизоляционными и другими свойствами, обеспечивающими защиту трубопровода от коррозии. Подклеивающий липкий слой кроме перечисленных функций способствует также герметизации нахлеста между слоями ленты, а также удержанию покрытия на защищаемой поверхности металла в процессе строительства и эксплуатации трубопровода. На некоторых лентах отечественного производства на пленку-основу наносят нелип- [c.19]

chem21.info

электрохимическая коррозия, химическая коррозия, катодная коррозия, атмосферная коррозия, газовая коррозия и др.

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

По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.

Химическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают единовременно в одном акте. Продукты взаимодействия пространственно не разделены.Электрохимическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.

По виду коррозионной среды и условиям протекания различают несколько видов коррозии.

Газовая коррозия – это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.

Атмосферная коррозия — это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.

Подземная коррозия — это коррозия металлов в почвах и грунтах.

Биокоррозия — это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.

Контактная коррозия — это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

Радиационная коррозия – это коррозия, обусловленная действием радиоактивного излучения.

Коррозия внешним током и коррозия блуждающим током. В первом случае — это коррозия металла, возникающая под воздействием тока от внешнего источника. Во втором случае — под воздействием блуждающего тока.

Коррозия под напряжением — коррозия, вызванная одновременным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. Если это растягивающие напряжения, то может произойти растрескивание металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, испытывающих механические нагрузки (оси, рессоры, автоклавы, паровые котлы, турбины и т.д.). Если металлические изделия подвергаются циклическим растягивающим напряжениям, то можно вызвать коррозионную усталость. Происходит понижение предела усталости металла. Такому виду коррозии подвержены рессоры автомобилей, канаты, валки прокатных станов.

Коррозионная кавитация — разрушение металла, обусловленное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды.

Фреттинг-коррозия — это коррозия, вызванная одновременно вибрацией и воздействием коррозионной среды. Устранить коррозию при трении или вибрации возможно правильным выбором конструкционного материала, снижением коэффициента трения, применением покрытий и т.д.

Коррозия называется сплошной, если она охватывает всю поверхность металла. Сплошная коррозия может быть равномерной, если процесс протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла, и неравномерной когда скорость процесса неодинакова на различных участках поверхности. Равномерная коррозия наблюдается, например, при коррозии железных труб на воздухе.При избирательной коррозии разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава. В качестве примеров можно привести графитизацию чугуна или обесцинкование латуней.

Местная (локальная) коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Местная коррозия может быть выражена в виде отдельных пятен, не сильно углубленных в толщу металла; язв – разрушений, имеющих вид раковины, сильно углубленной в толщу металла, или точек (питтингов), глубоко проникающих в металл.Первый вид наблюдается, например, при коррозии латуни в морской воде. Язвенная коррозия отмечена у сталей в грунте, а питтинговая — у аустенитной хромоникелевой стали в морской воде.

Подповерхностная коррозия начинается на поверхности, но затем распространяется в глубине металла. Продукты коррозии оказываются сосредоточенными в полостях металла. Этот вид коррозии вызывает вспучивание и расслоение металлических изделий.

Межкристаллитная коррозия характеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образованием между зернами рыхлых малопрочных продуктов коррозии. Этому виду разрушений особенно подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы.

Щелевая коррозия вызывает разрушение металла под прокладками, в зазорах, резьбовых креплениях и т.д.

ingibitory.ru

Основные виды коррозии металлов – химические и электрохимические

Все нюансы данного вопроса детально расписаны в ГОСТ № 5272 от 1968 года (Коррозия металлов, термины). Характерной особенностью всех официальных документов является то, что досконально понять их содержание может лишь профильный специалист, с большим практическим опытом. Эта статья дает общее представление о видах коррозии и предназначена тем, кто так или иначе связан с металлообработкой.

• Согласно ГОСТ, все виды коррозии подразделяются на 2 типа – химическое и эл/химическое разрушение. В последнем случае речь идет о непосредственном контакте металла с электролитическим раствором (скорость протекания процессов регулируется электродным потенциалом). Категорирование видов коррозии подразумевает, что каждый из них относится или к 1-му, или ко 2-му типу.
• В отношении сплавов чаще применяется термин «ржавление».
• Существует множество причин, по которым происходит разрушение металлов. Если все их подробно классифицировать, то наберется более 15. Влияющими факторами являются среда, в которой находится образец, его химический состав (например, вид металла или сплава), температура воздуха (жидкости) и ряд других. Далее рассмотрены лишь основные варианты.

Атмосферная

Одна из разновидностей – газовая. Последняя протекает даже при нормальных температурах, и их повышение только инициирует ускорение процесса разрушения металлов.

Подземная

Характерно для конструкций с заглублением (трубопроводы, свайные фундаменты, металлические опоры). Степень интенсивности зависит в основном от характеристик грунта (например, кислотности), в который помещен металл.

Подводная

Подразумевается полное погружение образца. Причем в данном случае средой является вода. Если речь идет о жидкости, относящейся к категории «электролит», то определены следующие разновидности коррозии в зависимости от степени погружения металла и времени – при неполном, переменном, полном и по ватерлинии.

Биологическая

Разрушение металлов происходит из-за влияния микроорганизмов, содержащихся в данной среде.

Коррозия, вызванная токами – внешними, блуждающими.

Контактная коррозия

Такой вид разрушения металла инициируется в электролитической среде соприкосновением проводников с разными потенциалами.

В зависимости от степени поражения образца коррозия классифицируется на следующие разновидности:

• сплошная;
• равномерная/неравномерная;
• сквозная;
• точечная;
• подповерхностная/подслойная;
• местная;
• структурная коррозия;
• нитевидная;
• щелевая;
• избирательная;
• межкристаллитная;
• ножевая;
• под механическим напряжением.

От любого вида коррозии разработаны методики защиты — подробнее описано здесь. Они выбираются на основе анализа специфики эксплуатации металла и всех сопутствующих этому факторов.

ismith.ru

Коррозионное повреждение – обзор

2.3 Факторы коррозии

Коррозия имплантата – это сложный прогрессирующий процесс разрушения, который включает химический состав раствора, химический состав, состав границ зерен, состояние поверхности, напряжение и геометрию поверхности. В этом разделе изучаются индивидуальные и комбинированные эффекты механической (трибологической) и электрохимической (коррозии) реакции металлических имплантатов медицинского класса в физиологической среде.

Коррозия металла – это процесс разрушения поверхности металлических материалов из-за их реакции с окружающей средой.Большинство металлических материалов подвержены коррозии, если на поверхности отсутствует прочный оксидный слой. Однако, когда поверхностный слой проницаем для кислорода и влаги, процесс коррозии будет продолжаться и в конечном итоге приведет к поломке. Среди множества механизмов коррозии коррозия металла вызывается в основном электрохимическим потенциалом. Во время воздействия водной среды атомы металлической поверхности подвергаются анодному процессу; электроны высвобождаются из сбалансированных атомов, образуя ионы металлов (окисление).Локализованный электрический потенциал ускоряет процесс окисления до тех пор, пока электрохимический потенциал не уравновесится.

Формы коррозии материалов имплантата включают локальную, металлургическую, механическую коррозию и коррозию, вызванную воздействием окружающей среды. Щелевая и точечная коррозия создает локальные повреждения и вызывает мелкомасштабные поверхностные дефекты, которые могут переходить в поверхностные трещины. Межкристаллитная коррозия – это преимущественное коррозионное воздействие вдоль границы зерен и происходит в основном в водной среде.Химическая сегрегация или металлургическое осаждение приводит к образованию анодной зоны вблизи границ зерен и снижает коррозионную стойкость по сравнению с основной массой зерна. Фреттинг-коррозия – это тип химического разложения с механическим воздействием. Повреждение фреттинг-коррозией определяется сочетанием растворения атомов металла через разрушенный пассивный слой и реформирования оксида металла. Оксидная пленка разрушается в результате вспашки неровностей на контактирующих поверхностях и воздействия на чистую металлическую поверхность коррозионной среды (Hallab and Jacobs, 2003).Твердость – важное механическое свойство имплантатов на ранней стадии процесса фреттинг-коррозии. Постоянное повторение контакта неровностей, особенно в ортопедических соединениях, приводит к разрушению оксидного слоя, растворению ионов металла и повторному образованию оксидной пленки. В результате происходит локальное удаление материала на самой мягкой поверхности. Рисунок 2.3 иллюстрирует общий механизм фреттинг-коррозии на металлической поверхности.

2.3. Фреттинг-коррозионное повреждение за счет комбинированного эффекта разрушения оксидной пленки и растворения ионов металлов.

Коррозионное повреждение имплантата в основном зависит от физических свойств поверхности имплантата, условий механической нагрузки и физиологической химии. Двумя основными химико-механическими характеристиками металлических имплантатов являются следующие:

•

Типы металлических имплантатов и их поверхностные свойства

Природа этой оксидной пленки определяет коррозионную стойкость металла. Преобладающими металлическими сплавами, используемыми для искусственных суставов, являются нержавеющая сталь, сплавы на основе кобальта и сплавы на основе титана.Их стабильный оксидный слой отделяет нижележащие металлические элементы от реактивной среды. Сплавы, выбранные для имплантатов, не являются абсолютно инертными в отношении химических реакций, но пленка естественного оксида устойчиво блокирует металлы от кислорода и влаги. Диффузия ионов металлов через оксидный слой в тело слишком мала, чтобы оказывать неблагоприятное воздействие на перипротезную область. Однако механический отклик металлической поверхности ускоряет диффузию ионов металла и коррозию.

Сплавы нержавеющей стали были первым металлическим материалом, используемым для биомедицинских имплантатов.Однако их низкое сопротивление износу ограничивало их срок службы, хотя их высокая пластичность по-прежнему привлекательна для использования в динамических нагрузках. Продукты коррозии частиц износа, образованные этими имплантатами, вызвали серьезные проблемы с биосовместимостью (Goldberg et al., 2002). Высокое качество сопротивления усталости сплавов на основе кобальта позволяет применять их в протезах суставов (He et al., 2001). Стабильные оксиды хрома (CrO и Cr ₂ O ₃ ) защищают сплав от коррозии.Наиболее распространенными сплавами кобальта и хрома являются кобальт-хром-молибден (CoCrMo), кобальт-никель-хром-молибден (CoNiCrMo) и кобальт-хром-молибден-вольфрам (CoCrMoW). Титановые сплавы имеют низкую плотность, высокую прочность и просты в изготовлении. Наиболее привлекательной характеристикой Ti-сплавов является высокая коррозионная стойкость, поскольку титан легко образует слой диоксида титана (TiO ₂ ), который создает барьер для электрохимических реакций. Однако их низкая износостойкость и сопротивление трению ограничивают их применение в компонентах шарнирных подшипников.

•

Влияние физиологической среды на электрохимию.

Физиологическая среда человеческого тела представляет собой насыщенный кислородом солевой раствор с содержанием соли около 0,9% и почти нейтральным уровнем pH 7,4 (Mudali 2003). Жидкость организма представляет собой электрохимически активный раствор из-за непрерывной подачи кислорода и реактивных молекул в форме ионов натрия и хлорида, а также использования проводящей воды в качестве электролита.Стабильный оксидный слой защищает поверхность металла и предотвращает постоянное растворение ионов металла. Однако диффузионное высвобождение ионов металлов все еще происходит из-за химических и электрохимических свойств человеческого тела (Hiromoto and Mischler, 2004). Природа синовиального раствора определяет физико-химические и трибологические характеристики между интерфейсами имплантата и окружающими растворами. Синовиальная жидкость – это суставная жидкость, которая смазывает поверхность сустава, обеспечивая питательными веществами хрящ и защищая структуру сустава от больших сжимающих сил.В то время как синовиальный раствор образует жидкую смазку, уменьшая трение подшипника и контактную нагрузку на стыке модульных соединений, физико-химические составы увеличивают растворенный металл и уменьшают толщину защитной оксидной пленки (Lewis et al. , 2005). Влияние белка в синовиальном растворе на коррозию имплантата регулируется сложными взаимодействиями между такими факторами, как адсорбция белка, топография поверхности и химический состав поверхности раздела. Физико-химический процесс, влияющий на имплантаты, вызванный секрецией белка, происходит, когда белок, адсорбированный на поверхности материала, ограничивает диффузию кислорода и приводит к нестабильной репассивации (Hiromoto and Mischler, 2004).Однако, напротив, белковый слой защищает поверхность от электрохимического растворения ионов металлов. Следовательно, фактор концентрации белка имеет решающее значение, поскольку белок влияет на работу суставов, вызывая нестабильную смазку и неустойчивую коррозию. Прямое влияние адсорбции белка на коррозию имплантата еще четко не изучено (Wimmer et al., 2001).

2.3.1 Поверхностные свойства металлических сплавов медицинского класса

Модульные конструкции ортопедических имплантатов получили широкое распространение для обеспечения оптимальных характеристик для отдельных пациентов.Модульный интерфейс требует определенной степени шероховатости для улучшения самоблокировки между компонентами (Gilbert and Jacobs, 1997). Однако более высокая шероховатость поверхности в модульном интерфейсе увеличивает контактное напряжение и царапины из-за циклических относительных движений во время действий пациента. Механически поврежденная поверхность подвергнется коррозии, и напряжение ускорит скорость высвобождения ионов металла. Следовательно, поверхность имплантата должна обладать высокой износостойкостью, а также стойкостью к коррозии.Износостойкость можно измерить, проверив твердость материала. Специальная обработка поверхности повышает износостойкость до такой степени, что упрочнение и термическая обработка могут улучшить механические свойства. Металлургические технологии также успешно повысили коррозионную стойкость металлических имплантатов.

Могут быть добавлены химические компоненты для повышения коррозионной стойкости. Молибден добавляется в нержавеющую сталь для улучшения коррозионной стойкости на границах зерен, а использование хрома приводит к образованию оксидного слоя, который защищает поверхность от электрохимических реакций в агрессивных средах.Хром и молибден помогают сплавам на основе кобальта контролировать устойчивость поверхности к коррозии. Никельсодержащие сплавы обладают повышенной устойчивостью к трению и износу, но широко не используются из-за цитотоксичности и аллергических реакций, возникающих в результате высвобождения никеля. Большая стабильность оксидного слоя на титановых сплавах является причиной их превосходной биологической совместимости. Из-за высокой пластичности технически чистого титана (CPTi) он использовался для пористых покрытий, а Ti-6Al-4 V использовался в компонентах для замены соединений.

2.3.2 Щелевая коррозия

Соприкасающиеся поверхности создают щели на стыке модульных имплантатов. Небольшой объем модульного пространства ограничивает длительную аэрацию суставной жидкости. Непрерывное окисление в этой конфигурации щелей приводит к увеличению локальной концентрации водорода (снижает уровень pH) за счет потребления кислорода, растворенного в синовиальном растворе. Кроме того, электрохимия между биомолекулами и поверхностью металла активируется при их первом контакте.Сильное связывание ионов металлов и биомолекул приводит к диффузии ионов металлов (Williams et al., 1985) и ограничивает кислород, необходимый для образования стабильного пассивного слоя (Zhang, 2004). Адсорбция белка в суставной щели – еще одна причина повышенного растворения ионов металлов. Недостаток кислорода из-за условий щели и адсорбции белка синергетически ограничивает стабильную репассивацию. Комбинация щелевой среды и концентрации белка постепенно увеличивает электрохимическую реактивность и инициирует ускоренное растворение ионов металлов.Фундаментальная база наших знаний о влиянии механической нагрузки на биохимическое растворение материалов имплантата будет обсуждаться с использованием синергетического механизма трибокоррозии поверхности имплантата.

2.3.3 Реакции тканей на трибокоррозию

Биологическое воздействие тела на материалы имплантата зависит от механизма биоразложения, посредством которого материалы имплантата попадают в тело в непосредственной близости от имплантата. Реакция тканей во время процесса заживления ран в раннем послеоперационном периоде влияет на электрохимию поверхности имплантата.Хирургическая имплантация повреждает ткани или органы и нарушает гомеостатические механизмы. Патофизиологическое состояние, вызванное имплантацией, приводит к реакции организма хозяина на биоматериалы. Реакция на инородное тело и гигантские клетки, обнаруживаемые в большинстве реакций хозяина, прилипают и инкапсулируют поверхность имплантата. Исследования показали, что присутствие прилипшего белка увеличивает скорость коррозии как нержавеющей стали, так и технически чистого титана (Williams et al., 1988).

В фазе краткосрочной адаптации костей процесс заживления ран постоянно изменяет концентрацию белка и уровень pH.Непрерывная эволюция физиологии периимплантата в ответ на реакцию ткани будет в значительной степени влиять на нестабильность трибокоррозионных характеристик суставных имплантатов. Активированная электрохимия из-за присутствия биомолекул в растворе развивает прочные связи между ионами металлов и биомолекулами. Последующая диффузия ионов металлов ограничивает кислород, необходимый для образования стабильного пассивного слоя. В щелях, особенно между двумя соединяемыми поверхностями, недостаток кислорода препятствует восстановлению поврежденных оксидов металлов.Адсорбция белка в суставной щели приводит к ускоренному растворению ионов металлов за счет механических повреждений и нестабильной репассивации.

Кроме того, биологический ответ, вызванный адсорбцией белка и взаимодействием клеток с поверхностью имплантата, вызывает различные проблемы биосовместимости, такие как воспаление, иммунитет и свертывание крови. Воспалительное событие, вызванное токсичным продуктом коррозии и растворенным ионом металла, увеличивает количество окислителя и усиливает электрохимические условия (Germain et al., 2003). Следовательно, воспалительные клетки производят окислители и создают сильную коррозионную среду. Эта причинно-следственная цепочка воспалительных явлений увеличивает скорость коррозии и одновременно приводит к потере костной массы и преждевременному разрушению имплантатов.

Распространенные типы коррозии – Bortec

Когда дело доходит до коррозии металлов, существует множество различных типов коррозии , которые определяются их химической реакцией, экологическими проблемами и химическим составом материала.В этой статье мы представим и обобщим наиболее распространенные типы коррозии . Наша технология борирования может значительно улучшить коррозионную стойкость любого вида. Вы можете узнать больше о BoroCoat® здесь или связаться с нами здесь.

Гальваническая коррозия

Также называется «коррозия разнородных металлов» , гальваническая коррозия вызывается соединением по меньшей мере двух разнородных металлов в коррозионном электролите .Когда два разных материала находятся в электрическом контакте друг с другом, образуется гальваническая пара. Это приводит к тому, что один из металлов становится анодом и корродирует быстрее, тогда как другой материал становится катодом и корродирует медленнее, чем обычно.

Питтинговая коррозия

Питтинговая коррозия наиболее распространенная тип коррозии. В отличие от общей коррозии, повреждение сосредоточено на одной небольшой площади , поэтому точечная коррозия является особым видом локальной коррозии .Отверстия образуются как на поверхности, так и на внутренней стороне металла. Точечная коррозия довольно опасна , потому что ее трудно предсказать, обнаружить и удалить.

Механизм точечной коррозии аналогичен механизму гальванической коррозии в том, что небольшая область материала становится анодной , тогда как окружающая область становится катодной , в результате чего анодная область до корродирует быстрее , чем обычно.

Очень похожий вид коррозии – это Щелевая коррозия .Вместо небольших отверстий жертвами коррозии могут стать зазоры между деталями и другие щели. Предполагается, что общий механизм такой же.

Общая коррозия

Также известный как «Общая атака» и «Равномерная коррозия» , этот тип коррозии распространяется более или менее равномерно по открытой поверхности . Из-за этого износа такие материалы, как стальные листы, истончаются до точки разрушения. Общая коррозия возникает, когда материал подвергается воздействию агрессивных сред и продуктов коррозии.

Хорошие новости об общей коррозии: ее относительно легко предсказать. Часто потери металла учитываются при проектировании материала. В других случаях материал окрашивают или покрывают защитным слоем .

Коррозия при высоких температурах

Когда металл ухудшается из-за нагрева и появления коррозионных газов в окружающей среде, имеет место высокотемпературная коррозия . В присутствии кислорода, серы и кислот металлы могут начать окисляться, что приведет к разрушению материала.

Микробная коррозия

Микробная коррозия относится к коррозии, вызываемой микроорганизмами , а также может возникать в неметаллах. Аэробные бактерии могут окислять железо и производить оксиды и гидроксиды железа . Когда нет кислорода, сульфатредуцирующие бактерии могут производить сероводород . Эти организмы влияют на уже существующие коррозионные повреждения, такие как точечная или щелевая коррозия. Микробная коррозия может, например, возникать в металлических частях, находящихся под водой, где бактерии могут усугубить коррозию .

Коррозионное растрескивание под напряжением

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) относится к растрескиванию восприимчивых материалов, вызванному высоким растягивающим напряжением и агрессивной средой . SCC может возникнуть, когда материалы подвергаются растягивающим напряжениям выше порогового значения. Это может быть вызвано холодной штамповкой, сваркой, механической обработкой и термообработкой.

9 различных типов коррозии

🕑 Время чтения: 1 минута

Коррозия – это процесс разрушения металла, вызванный действием химикатов или электрохимических веществ, присутствующих в окружающей атмосфере.Коррозия является серьезной проблемой, особенно в строительной отрасли, где для строительных целей используются различные металлы. В этой статье описаны различные типы коррозии.

Виды коррозии

Ниже приведены 9 различных типов коррозии металлов.

1. Атмосферная коррозия
2. Эрозионная коррозия
3. Избирательная коррозия
4. Равномерная коррозия
5. Питтинговая коррозия
6. Фреттинг-коррозия
7. Коррозия под напряжением
8. Межкристаллитная коррозия2
9. Коррозия

Усталость.Атмосферная коррозия

Атмосферная коррозия – это вид влажной коррозии, вызываемой действием электролитов. В этом случае влага, присутствующая в атмосфере, дожде и т. Д., Действует как электролит, вызывая коррозию открытой металлической поверхности.

Рис.1: Атмосферная коррозия

2. Эрозионная коррозия

Эрозионная коррозия вызывается механическим истиранием из-за относительного движения между металлическими поверхностями и коррозионными жидкостями. В этом случае поверхность металла постепенно ухудшается из-за истирания быстро движущихся жидкостей, и также образуются полости.Этот тип коррозии обычно наблюдается в металлических трубах, по которым движутся жидкости.

Рис 2: Эрозионная коррозия

3. Избирательная коррозия

Селективная коррозия возникает в сплавах, у которых одна из составные металлы расслаиваются из-за агрессивной среды. Этот тип коррозию можно увидеть в трубах из латунного сплава, где цинк обычно используется в качестве другого компонент, и здесь цинк расплавляется. Аналогично в случае медно-никелевого сплава трубы, в которых никель удален в результате селективной коррозии.

Рис.3: Избирательная коррозия латунной трубы

4. Равномерная коррозия

В случае равномерной коррозии на поверхности металлов образуется равномерный слой ржавчины, который распространяется по всей поверхности металла. Этот тип коррозии наблюдается в металлах, не защищенных поверхностным покрытием. Алюминий, цинк, свинец и т. Д. – это некоторые металлы, которые обычно подвержены равномерной коррозии.

Рис.4: Равномерная коррозия

5. Питтинговая коррозия

Точечная коррозия – это образование ямок или ямок ржавчины на поверхности.Точечная коррозия – это локальная форма коррозии, при которой коррозия ограничивается небольшими участками. Формы ямок ржавчины могут быть разными, но в большинстве случаев они имеют полусферическую форму.

Питтинговая коррозия возникает при повреждении защитного оксидного слоя поверхности или из-за структурных дефектов металла. Он считается более опасным, поскольку вызывает разрушение конструкции с относительно низкой общей потерей материала. Его можно наблюдать в стали, алюминии, никелевых сплавах и т. Д.

Рис 5: Питтинговая коррозия

6. Фреттинг-коррозия

Фреттинг-коррозия возникает в области контакта двух материалов, которые соединяются вместе. Это происходит, когда контактная площадка подвергается скольжению и вибрации. Этот вид коррозии проявляется в болтовых и клепаных соединениях, зажимаемых поверхностях и т. Д.

Рис.6: Фреттинг-коррозия

7. Коррозия под напряжением

Коррозия под напряжением, вызванная комбинированным действием коррозионной среды и механического воздействия на поверхность материала.На начальном этапе появляются небольшие трещины, которые в конечном итоге приводят к разрушению всей конструкции. Этот тип коррозии можно наблюдать в нержавеющей стали, когда они подвергаются нагрузке в хлоридной среде, в латунных материалах, когда они подвергаются нагрузке в присутствии аммиака и т. Д.

Рис.7: Коррозия под напряжением

8. Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия – коррозия происходит по границам зерен, и в этом случае зерна не затрагиваются. Это происходит, когда между границами зерен и зернами существует заметная разница в реакционной способности по отношению к примесям.Эта разница в реактивности возникает из-за дефектной сварки, термообработки нержавеющих сталей, меди и т. Д.

Рис 8: Межкристаллитная коррозия

9. Коррозионная усталость

Усталость материалов определяется как разрушение материала из-за многократного приложения напряжения. Когда усталость металла развивается в коррозионной среде, это называется коррозионной усталостью. Этого можно избежать, улучшив сопротивление усталости материала.

Рис.9: Коррозионная усталость

Типы коррозии – AMPP

Коррозия поражает металлические активы в различных отраслях промышленности, ежегодно вызывая ущерб в триллионы долларов во всем мире.Это предотвратимая проблема, которая может быть частично решена путем понимания различных типов коррозии, которые могут поражать критически важные объекты.

Способ коррозии металла зависит от того, как он был спроектирован, как с ним обращались во время и после производства, были ли нанесены защитные покрытия, какой износ происходит во время его эксплуатации и окружающей среды, в которой он используется или хранится.

Коррозионные атаки бывают разных форм и имеют множество причин, которые описаны ниже:

Равномерная коррозия

Равномерная коррозия возникает, когда вся поверхность подвергается воздействию примерно с одинаковой скоростью.Равномерная коррозия проста в том, что это естественный результат, когда металлические поверхности подвергаются воздействию таких атмосфер, как вода, почва или воздух. Его также легко обнаружить, потому что он атакует целые поверхности. Другие формы коррозии более локализованы и имеют более сложные причины.

Питтинговая коррозия

Питтинговая коррозия получила свое название от небольших полостей или ямок, которые образуются на металлической поверхности во время атаки. Ямы могут образовываться разными способами, в том числе:

• После любого удара о поверхность, повреждающего защитную оксидную пленку, которая естественным образом образуется после ее изготовления.
• Когда металлические поверхности не были должным образом очищены перед нанесением защитных покрытий. Защитные покрытия, предназначенные для металлических поверхностей, могут не прилипать к участкам, где присутствуют посторонние предметы. Коррозия, вероятно, последует в области, где защитное покрытие вышло из строя.
• Если соответствующие защитные покрытия не наносятся, как указано, или если на металл наносятся защитные покрытия, не предназначенные для использования на металлических подложках.

Точечная коррозия более опасна, чем кажется на первый взгляд, потому что коррозия проникает внутрь от поверхности.Масштабы ущерба, который он может нанести, практически не видны.

Коррозия разнородных металлов

Когда металлы с разными электрическими потенциалами соединяются в агрессивной среде, более нестабильный металл (с большим электрическим потенциалом) в реакции становится анодом, а более стабильный металл (с меньшим электрическим потенциалом) становится катодом.

В гальванической серии металлы перечислены в порядке их стабильности.

Скорость коррозии в этих реакциях зависит от того, насколько далеко данные металлы находятся в гальваническом ряду.Например, никель и бронза относительно близки друг к другу в серии. Коррозия разнородных металлов с участием этих металлов будет прогрессировать медленнее, чем если бы рассматриваемыми металлами были платина и углеродистая сталь, которые находятся далеко друг от друга в серии.

Щелевая коррозия

Щелевая коррозия возникает, когда влага попадает в щели, углы или зазоры в детали или конструкции. Эти области поддерживают более застойную среду по сравнению с областями, где воздух и вода могут свободно перемещаться – это рецепт проблем с коррозией.

Щелевая коррозия, наиболее часто наблюдаемая под головками болтов, при стыковых углах или при пропусках сварки. Влага легко просачивается в эти пространства, но трудно избавиться от нее. Возникающая в результате стагнация характеризуется более низкими значениями pH и концентраций кислорода, что способствует более быстрой коррозии, чем обычно.

Блуждающая коррозия

Заглубленные части металлических конструкций могут подвергаться коррозии в непосредственной близости от электрических железных дорог или крановых систем, когда они находятся рядом с заземленными сварочными генераторами или когда они размещаются рядом с системами катодной защиты.Измерение разницы в напряжении на разных участках металлической конструкции может проверить, продолжается ли коррозия из-за блуждающего тока.

Этого можно избежать, уменьшив токи, протекающие через близлежащие системы, изменив токи посредством электрического соединения или установив уравновешивающую катодную защиту на поврежденной конструкции.

Разборка

Делегирование происходит с течением времени как часть естественного усилия металлического актива по возвращению в его наиболее стабильное состояние. По мере того, как легирующие элементы выщелачиваются из деталей, они теряют массу и критическую добавленную прочность, для достижения которой были разработаны легирующие элементы.

Эрозионная коррозия

Когда абразивные материалы ударяются о деталь или конструкцию, они могут медленно стирать защитные покрытия или защитный оксидный слой с металлической поверхности. Это создает почву для возникновения коррозии. Примеры включают ил или шлам, перемещающийся по металлическим трубам, или переносимые ветром или водой отложения, ударяющие по конструкции.

Отшелушивание

Металлопрокат, особенно листовой прокат из алюминиевого сплава, подвержен риску расслоения, которое описывается как продвинутая форма межкристаллитной коррозии, при которой металл отслаивается по границам зерен.

Не допускайте коррозии

SSPC помогает промышленным и коммерческим партнерам защитить свои критически важные активы от коррозии. Мы делаем контроль коррозии частью наших программ сертификации, и у нас есть публикации по коррозии, доступные для продажи, включая это введение в коррозию для специалистов по нанесению покрытий и эту книгу по контролю коррозии с помощью защитных покрытий.

Еще один отличный способ быть впереди всех – стать участником SSPC. Узнайте больше о преимуществах членства здесь.

Эта статья является первой частью нашего руководства по основам борьбы с коррозией. Руководство доступно для бесплатной загрузки ниже. Чтобы узнать больше о науке, лежащей в основе коррозии, прочтите первую часть. Мы вводим меры по борьбе с коррозией в третьей части.

Коррозия может разрушать металлы – но как это работает?

Коррозия – самый большой враг каждого металла. Химическая реакция может нанести серьезный ущерб металлам и даже нарушить их функциональность. Прочтите о возможных причинах этого явления и о том, как предотвратить связанные с этим расходы.

Всем известна статуя свободы и то, как она возвышается над гаванью Нью-Йорка в своем слегка зеленоватом сиянии. Но не всегда он был зеленоватым, потому что своим цветом он обязан коррозии. Многие материалы, в том числе металлы, со временем меняются, потому что они вступают в контакт с различными другими материалами. Воздух, вода, газы, кислоты и щелочи могут воздействовать на металлы. Этот процесс называется коррозией. Самая известная коррозия – ржавчина. Однако, строго говоря, ржавчина – это просто результат процесса коррозии.Но как именно работает коррозия?

Коррозия – природное явление

Коррозия – это химическая реакция. Металл выпускает электрон в окружающую среду, вызывая изменение материала. Это может быть оптическое изменение, например обесцвечивание металла или потеря его блеска. Однако часто происходят физические изменения, такие как потеря веса или деформация. Эти изменения в материалах могут затем привести к производственным сбоям и / или потере производства в промышленности.

Различные виды коррозии

В зависимости от того, где происходит коррозия материала, различают разные типы коррозии. Среди прочих различают следующие виды коррозии:

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)

Коррозионное растрескивание под напряжением возникает при наличии определенного растягивающего или остаточного напряжения. Медно-цинковые сплавы, такие как латунь, различные типы сталей и некоторые пластмассы, особенно подвержены этому типу коррозии.С другой стороны, алюминий практически не подвержен коррозионному растрескиванию под напряжением.

Эрозионная коррозия

Эрозионная коррозия – это точечная эрозия металла, вызванная высокой скоростью потока на металлической поверхности. Соответственно, это часто происходит на изгибах и концах труб, которые влияют на направление или скорость потока. Непрерывный поток жидкости заставляет слой защитной пленки отделяться от поверхности металла.

Кавитация

Подобно эрозии, кавитация также приводит к истиранию материала, например.грамм. внутри насоса. В жидкостях образуются полости, заполненные паром. Это происходит, когда статическое давление в жидкой системе, температура и давление пара не совпадают. Сплавы AMPCO® были специально протестированы известным производителем для определения их относительной устойчивости к кавитации. Это испытание подтвердило превосходную устойчивость сплавов AMPCO® к кавитации.

Питтинговая коррозия

Питтинговая коррозия ограничивается небольшими участками. На этих участках образуются узкие углубления или даже отверстия.Слой защитной пленки удаляется, и поверхность металла становится уязвимой. Например, трубы
могут протекать из-за точечной коррозии и перестают выполнять свою функцию.

Щелевая коррозия

Подобно точечной коррозии, щелевая коррозия вызывается разрушением слоя защитной пленки. Однако его не так просто распознать, потому что, как следует из названия, он в основном встречается в трещинах. Даже нержавеющая сталь может подвергнуться коррозии в этих трещинах, если кислород не образует защитный слой.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия возникает между двумя разными металлическими материалами, когда они окружены общим электролитом (например, морская вода, влажность). Менее благородный металл отдает свои электроны более благородному металлу. Это приводит к медленному растворению или коррозии основного металла.

Как предотвратить расходы, вызванные коррозией

Коррозия ежегодно наносит огромный материальный ущерб. Следует учитывать, что возникают не только прямые затраты, но и косвенные затраты, связанные с простоями производства или операционными сбоями.Эксперты оценивают ежегодные затраты на коррозию в промышленно развитых странах до 5% ВВП.

Поскольку существует множество различных обстоятельств, которые могут вызывать различные причины коррозии, очень важно знать уже при покупке материала, в какой среде он будет находиться позже. При правильном выборе металла риск коррозии можно свести к минимуму.

Коррозия – непростая задача. Получите поддержку от эксперта по коррозии AMPCO METAL, чтобы провести тщательный анализ выбора материала и найти наиболее экономичное решение для вашего конкретного применения.

Загрузите нашу техническую документацию «Преимущества алюминиевой бронзы в агрессивных средах», чтобы узнать больше.

---

Понимание и предотвращение коррозии крепежных деталей

Неисправности крепежа возникают, когда для проекта используются неправильные крепежные элементы или неправильные крепежи обрабатываются неправильно.Коррозия крепежа – одна из наиболее распространенных проблем, вызывающих отказ крепежа. Давайте разберемся, что такое коррозия, типы коррозии и как ее избежать в вашем проекте.

Как возникает коррозия крепежа

Коррозия – это деструктивное изменение металла в результате химических или электрохимических реакций в окружающей его среде. Корродированные детали выходят из строя по разным причинам, в том числе:

• Нарушение механической целостности: корродированные участки не обладают механической прочностью
• Усталость: место коррозии вызывает трещины в креплении
• Потеря окружающих зажимаемых материалов: материал, который зажимает крепежный элемент, разрушается вокруг головки застежки
• Коррозия под напряжением: воздействие агрессивных сред, вызывающих охрупчивание

Типы коррозии крепежа

Существует две основные категории коррозии крепежа: прямое химическое воздействие и электрохимическая коррозия.

Прямое химическое воздействие происходит, когда материал, из которого изготовлена ​​застежка, растворяется в окружающей среде. Обычно это происходит в суровых условиях, например в нефтегазовой отрасли. Чтобы этого не произошло, убедитесь, что материал крепежа не подвержен действию растворителя, или выбирайте подходящее покрытие, которое выдерживает воздействие растворителя.

Электрохимическая коррозия включает в себя многие типы коррозии, в результате чего через крепежный элемент протекает множество небольших электрических токов. Этот процесс возникает в результате контакта двух разных типов металлов или присутствия кислорода воздуха в присутствии электролита.Вот несколько типов электрохимической коррозии, с которыми вы можете столкнуться:

• Гальваническая коррозия – возникает, когда два разных металла контактируют, что приводит к точечной коррозии или эрозии.
• Коррозионное растрескивание под напряжением – возникает, когда детали, подверженные растягивающим нагрузкам, находятся в коррозионной среде. Крепежный элемент слишком сильно натянут, что делает его более подверженным выходу из строя. Коррозионное растрескивание под напряжением может происходить намного быстрее, чем другие виды коррозии.
• Щелевая коррозия – возникает в щелях застежки, которая не вентилируется должным образом.Это происходит в любом месте, где скапливается грязь или влага. Это один из наиболее опасных видов коррозии, поскольку он часто не обнаруживается до тех пор, пока не произойдет повреждение.
• Равномерная коррозия – возникает из-за неправильного покрытия крепежа, вызывая ржавчину, затрудняющую замену крепежа.
• Точечная коррозия – возникает, когда на крепежном элементе образуются микроскопические отверстия.

Предотвращение коррозии крепежа

Лучший способ избежать коррозии – это использовать подходящие материалы и покрытия для работы.Вы также должны убедиться, что крепеж правильно хранится на строительной площадке и правильно установлен. Если у вас есть какие-либо вопросы, всегда обращайтесь к своему инженеру проекта и соблюдайте соответствующие стандарты проекта.

CET Коррозия – формы коррозии

---

В описанных здесь формах коррозии используется терминология, используемая в NASA-KSC. Существуют и другие не менее действенные методы классификации коррозии, но общепринятой терминологии нет. Имейте в виду, что данная ситуация может привести к нескольким формам коррозии одного и того же куска материала.

---

Равномерная коррозия

Это также называется общей коррозией. Поверхностный эффект от большинства прямых химических атак (например,г., как кислотой) – равномерное травление металла. На полированной поверхности этот тип коррозии сначала рассматривается как общее потускнение поверхности, и, если позволить ей продолжаться, поверхность становится шероховатой и, возможно, матовой. Изменение цвета или общее потускнение металла, вызванное его воздействием повышенных температур, не следует рассматривать как однородную коррозию травлением. Использование химически стойких защитных покрытий или более стойких материалов решит эти проблемы.

Хотя это наиболее распространенная форма коррозии, она, как правило, не имеет большого инженерного значения, поскольку конструкции обычно становятся неприглядными и требуют технического обслуживания задолго до того, как на них возникнут структурные повреждения.Объекты, показанные на рисунке ниже, показывают, как эта коррозия может прогрессировать, если не будут приняты меры контроля.

Вернуться наверх

---

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия – это электрохимическое действие двух разнородных металлов в присутствии электролита и пути, проводящего электроны. Это происходит при контакте разнородных металлов.

Это можно определить по образованию коррозии на стыке между разнородными металлами.Например, когда алюминиевые сплавы или сплавы магния контактируют со сталью (углеродистой сталью или нержавеющей сталью), может возникнуть гальваническая коррозия, которая ускорит коррозию алюминия или магния. Это можно увидеть на фотографии выше, где алюминиевая лопасть вертолета корродировала в месте контакта со стальным противовесом.

Гальваническая серия в морской воде

Благородный
(наименее активный)

Платина
Золото
Графит
Серебро
18-8-3 Нержавеющая сталь, тип 316 (пассивный)
18-8 Нержавеющая сталь, тип 304 (пассивный)
Титан
Нержавеющая сталь с 13-процентным хромом, тип 410 (пассивный)
Сплав 7НИ-33Cu
Сплав 75НИ-16Cr-7Fe (пассивный)
Никель (пассивный)
Серебряный припой
M-бронза
G-бронза
70-30 Купроникель
Кремниевая бронза
Медь
Красный латунь
Алюминиевая бронза
Латунь Admiralty
Желтая латунь
76NI-16Cr-7Fe сплав (активный)
Никель (активный)
Морская латунь
Марганцевая бронза
Металл Muntz
Олово
Свинец
18-8-3 Нержавеющая сталь, тип 316 ( активный)
18-8 Нержавеющая сталь, тип 304 (активный)
Нержавеющая сталь с 13-процентным содержанием хрома, тип 410 (активный)
Чугун
Мягкая сталь
Алюминий 2024
Кадмий
Альклад
Алюминий 6053
Оцинкованная сталь
Цинк
Магниевые сплавы
Магний
A узловой
(наиболее активный)

Естественные различия в потенциалах металлов вызывают гальванические различия, такие как гальванический ряд в морской воде.Если между любыми двумя из этих материалов возникает электрический контакт в присутствии электролита, между ними должен протекать ток. Чем дальше друг от друга находятся металлы в гальванической последовательности, тем больше будет эффект или скорость гальванической коррозии. Металлы или сплавы на верхнем конце благородны, а на нижнем – активны. Более активным металлом является анод или тот, который подвержен коррозии.
Контроль гальванической коррозии достигается за счет использования металлов ближе друг к другу в гальванической последовательности или путем электрической изоляции металлов друг от друга.Катодная защита также может использоваться для контроля эффектов гальванической коррозии.

Акваланг выше подвергся гальванической коррозии, когда латунный клапан и стальной резервуар были увлажнены конденсатом. Фланцы с гальванической изоляцией, подобные показанным справа, используются для предотвращения гальванической коррозии. Между фланцами вставляются изоляционные прокладки, обычно полимерные, а изолирующие втулки и шайбы изолируют болтовые соединения

Акваланг выше подвергся гальванической коррозии, когда латунный клапан и стальной резервуар были увлажнены конденсатом.Фланцы с гальванической изоляцией, подобные показанным справа, используются для предотвращения гальванической коррозии. Между фланцами вставляются изоляционные прокладки, обычно полимерные, а изолирующие втулки и шайбы изолируют болтовые соединения.

KSC проводит исследования эффектов гальванической коррозии. На фото ниже показана коррозия, вызванная винтом из нержавеющей стали, вызывающим гальваническую коррозию алюминия. На снимке показана коррозия, возникшая в результате всего лишь шести месяцев воздействия на испытательный полигон в атмосфере.

Вернуться наверх

---

Коррозия ячейки концентрации

Коррозия ячейки концентрации возникает, когда два или более участков металлической поверхности контактируют с разными концентрациями одного и того же раствора. Существует три основных типа коррозии концентрационных ячеек:

1. Ячейки для концентрации ионов металлов
2. ячейки концентрации кислорода и
3. активно-пассивных ячеек.

Ячейки для концентрирования ионов металлов

В присутствии воды высокая концентрация ионов металлов будет существовать под прилегающими поверхностями, а низкая концентрация ионов металлов будет существовать рядом с щелью, созданной прилегающими поверхностями. Между двумя точками будет существовать электрический потенциал. Область металла, контактирующая с ионами металла с низкой концентрацией, будет катодной и будет защищена, а область металла, контактирующая с ионами металла с высокой концентрацией, будет анодной и корродированной.Это состояние может быть устранено путем герметизации прилегающих поверхностей таким образом, чтобы исключить попадание влаги. Правильное нанесение защитного покрытия с неорганическими цинковыми грунтовками также эффективно снижает коррозию поверхности.

Ячейки для концентрации кислорода

Водный раствор, контактирующий с поверхностью металла, обычно содержит растворенный кислород. Кислородная ячейка может развиться в любой точке, где кислород из воздуха не может равномерно диффундировать в раствор, тем самым создавая разницу в концентрации кислорода между двумя точками.Обычно ячейки для измерения концентрации кислорода находятся под металлическими или неметаллическими отложениями (грязью) на металлической поверхности и под прилегающими поверхностями, такими как заклепочные соединения внахлест. Кислородные ячейки также могут образовываться под прокладками, деревом, резиной, пластиковой лентой и другими материалами, контактирующими с металлической поверхностью. Коррозия будет происходить в области с низкой концентрацией кислорода (анод). Серьезность коррозии из-за этих условий может быть сведена к минимуму за счет герметизации, поддержания чистоты поверхностей и отказа от использования материала, позволяющего впитывать влагу между прилегающими поверхностями.

Активно-пассивные элементы

Металлы, для защиты от коррозии которых используется плотно прилегающая пассивная пленка (обычно оксидная); например, аустенитная коррозионно-стойкая сталь может подвергаться коррозии под действием активно-пассивных ячеек. Коррозионное действие обычно начинается с ячейки концентрации кислорода; например, отложения солей на поверхности металла в присутствии воды, содержащей кислород, могут создавать кислородный элемент. Если пассивная пленка разрушена под солевым отложением, активный металл под пленкой подвергнется коррозии.Электрический потенциал будет развиваться между большой площадью катода (пассивная пленка) и небольшой площадью анода (активный металл). Это приведет к быстрой питтинговой коррозии активного металла. Этого типа коррозии можно избежать путем частой очистки и нанесения защитных покрытий.

Вернуться наверх

---

Питтинговая коррозия

Пассивные металлы, такие как нержавеющая сталь, устойчивы к агрессивным средам и могут хорошо работать в течение длительного времени.Однако, если коррозия все же возникает, она случайным образом образуется в ямах. Точечная коррозия наиболее вероятна в присутствии хлорид-ионов в сочетании с такими деполяризаторами, как кислород или окисляющие соли. Методы, которые можно использовать для контроля точечной коррозии, включают поддержание чистоты поверхностей, нанесение защитного покрытия и использование ингибиторов или катодной защиты при работе с погружением. Добавки молибдена в нержавеющую сталь (например, в нержавеющую сталь 316) предназначены для уменьшения точечной коррозии.

(любезно предоставлено www.eci-ndt.com)

Пузырьки или бугорки ржавчины на чугуне выше указывают на то, что происходит точечная коррозия. Исследователи обнаружили, что среда внутри пузырей ржавчины почти всегда содержит больше хлоридов и ниже по pH (более кислая), чем общая внешняя среда. Это приводит к сосредоточенной атаке внутри боксов.

Подобные изменения в окружающей среде происходят внутри щелей, трещин, вызванных коррозией под напряжением, и трещин коррозионной усталости. Все эти формы коррозии иногда включают в термин «коррозия окклюзионных ячеек».«

Точечная коррозия может привести к неожиданному и катастрофическому отказу системы. Раскол в трубке вверху слева возник в результате точечной коррозии нержавеющей стали. Типичная яма на этой трубке показана вверху справа.

Иногда точечная коррозия может быть совсем небольшой на поверхности и очень большой под поверхностью. На рисунке внизу слева показан этот эффект, который характерен для нержавеющих сталей и других металлов с защитной пленкой. Точечная коррозия, показанная внизу справа (белая стрелка), привела к коррозионному разрушению под напряжением, показанному черными стрелками.

Полное обсуждение этой коррозии содержится в Steven J. McDanels, «Анализ отказов трубопроводов пусковой площадки Космического центра Кеннеди», Microstructural Science, Vol. 25, 1998, ASM International, Materials Park, OH, стр. 125–129.

Вернуться наверх

---

Щелевая коррозия
Щелевая или контактная коррозия – это коррозия, возникающая в области контакта металлов с металлами или металлов с неметаллами.Это может произойти на шайбах, под ракушками, на песчинках, под нанесенными защитными пленками и в карманах, образованных резьбовыми соединениями. Независимо от того, свободны ли нержавеющие стали от зародышей ямок, они всегда подвержены такому виду коррозии, потому что зародыши не нужны.

Чистота, правильное использование герметиков и защитных покрытий – эффективные средства решения этой проблемы. Сорта нержавеющей стали, содержащие молибден (например, 316 и 316L), обладают повышенной стойкостью к щелевой коррозии.

Показанная выше щелевая коррозия произошла при использовании аэрокосмического сплава (титан – 6, алюминий – 4 ванадий) вместо более стойкого к коррозии сорта титана. В титан добавляют специальные легирующие добавки, чтобы получить сплавы, устойчивые к щелевой коррозии даже при повышенных температурах.

Винты и крепежные детали – частые источники проблем щелевой коррозии. Показанные ниже винты из нержавеющей стали корродировали во влажной атмосфере корпуса прогулочного катера.

(любезно предоставлено marinesurvey.com)

Вернуться наверх

---

Нитевидная коррозия

Этот тип коррозии возникает под окрашенными или покрытыми покрытиями поверхностями, когда влага проникает в покрытие. Наиболее подвержены этой проблеме лаки и «быстросохнущие» краски. Их использования следует избегать, если отсутствие побочного эффекта не было доказано практическим опытом.Если требуется покрытие, оно должно обладать низкими характеристиками пропускания водяного пара и отличной адгезией. Покрытия с высоким содержанием цинка также следует рассматривать для покрытия углеродистой стали из-за их качества катодной защиты.

(любезно предоставлено www.cp.umist.ac.uk)

Нитевидная коррозия обычно начинается с небольших, иногда микроскопических, дефектов покрытия.

На рисунке слева показана нитевидная коррозия, вызывающая просачивание сварного резервуара.На рисунке справа показаны «червеобразные» туннели нитевидной коррозии, образующиеся под покрытием на Атмосферном испытательном полигоне.

Нитевидная коррозия сводится к минимуму за счет тщательной подготовки поверхности перед нанесением покрытия, использования покрытий, устойчивых к этой форме коррозии (см. Выше), и тщательного осмотра покрытий, чтобы убедиться, что прослойки или отверстия в покрытии сведены к минимуму. .

Вернуться наверх

---

Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия – это поражение границ зерен металла или сплава или вблизи них.Сильно увеличенное поперечное сечение большинства промышленных сплавов покажет его зернистую структуру. Эта структура состоит из множества отдельных зерен, и каждое из этих крошечных зерен имеет четко определенную границу, которая химически отличается от металла в центре зерна. Термическая обработка нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов обостряет эту проблему.

На рисунке выше показана нержавеющая сталь, которая корродировала в зоне термического влияния на небольшом расстоянии от сварного шва.Это типично для межкристаллитной коррозии аустенитных нержавеющих сталей. Эту коррозию можно устранить, используя стабилизированные нержавеющие стали (321 или 347) или низкоуглеродистые марки нержавеющей стали (304L или 3I6L).

Термически обрабатываемые алюминиевые сплавы (сплавы серий 2000, 6000 и 7000) также могут иметь эту проблему. См. Раздел ниже, посвященный отслаивающейся коррозии.

Вернуться наверх

---

Отслаивающая коррозия

Отслоение – это форма межкристаллитной коррозии.Он проявляется в поднятии поверхностных зерен металла за счет силы расширения продуктов коррозии, возникающих на границах зерен чуть ниже поверхности. Это видимое свидетельство межкристаллитной коррозии и чаще всего наблюдается на экструдированных профилях, где толщина зерна меньше, чем в прокатных формах. Эта форма коррозии характерна для алюминия и может возникать на углеродистой стали.

На рисунке слева показано расслоение алюминия.В канале на панели экспонирования покрытия справа видно отслоение углеродистой стали. Расширение металла, вызванное отслаивающейся коррозией, может создавать напряжения, которые изгибают или разрывают соединения и приводят к разрушению конструкции.

Вернуться наверх

---

Коррозионное растрескивание под напряжением

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) вызывается одновременным воздействием растягивающего напряжения и определенной коррозионной среды.Напряжения могут возникать из-за приложенных нагрузок, остаточных напряжений в процессе производства или их комбинации.

Поперечные сечения SCC часто показывают разветвленные трещины. Эта схема разветвления реки уникальна для SCC и используется при анализе отказов, чтобы определить, когда возникла эта форма коррозии.

На фотографии ниже показан SCC изолированного трубопровода конденсата из нержавеющей стали. Вода смочила изоляцию и вызвала выщелачивание хлоридов из изоляции на горячую металлическую поверхность.Это обычная проблема паропроводов и конденсатопроводов. Контроль заключается в поддержании куртки вокруг строп, чтобы влага не попадала в изоляцию или быстро отводилась.

На следующих двух фотографиях показан межкристаллитный SCC алюминиевой аэрокосмической детали. Межкристаллитный характер коррозии можно увидеть на изображении, полученном с помощью сканирующего электронного микроскопа, слева и на микроскопическом поперечном сечении справа. Стрелки указывают на первичную трещину, показанную на обоих рисунках.Обратите внимание, что вторичные трещины также очевидны. Эти вторичные трещины обычны при коррозионном растрескивании под напряжением.

Вышеуказанный разрушение произошло на алюминиевом сплаве, подверженном остаточным напряжениям и соленой воде. Изменения в термообработке сплавов, рекомендованные Лабораторией материалов КНЦ, устранили эту проблему. McDanels, S.J., «Обзор режимов усталости и других металлургических отказов и анализ в Космическом центре Кеннеди» , Воспламеняемость и чувствительность материалов в атмосферах, обогащенных кислородом: восьмой том , ASTM STP 1319, W.Т. Роялс, Т. Чжоу, Т.А. Steinberg, Eds., Американское общество испытаний и материалов, 1997.

Вернуться наверх

---

Коррозионная усталость

Коррозионная усталость – это особый случай коррозии под напряжением, вызванной комбинированным воздействием циклического напряжения и коррозии. Ни один металл не застрахован от некоторого снижения его устойчивости к циклическим нагрузкам, если металл находится в агрессивной среде.Повреждение от коррозионной усталости превышает сумму повреждений от циклических напряжений и коррозии. Контроль коррозионной усталости может быть достигнут либо путем снижения циклических напряжений, либо путем контроля коррозии.

«Следы пляжа» на гребном винте, показанные ниже, указывают на прогрессирование усталости на этой поверхности.

Подобные отметки пляжа показаны на аэрокосмической части внизу слева. На изображении, полученном с помощью сканирующего электронного микроскопа с большим увеличением, справа видны полосы (отдельные следы развития трещин).Часть, показанная ниже, также обсуждается в разделе, посвященном фреттинг-коррозии.

Печально известный пример коррозионной усталости произошел в 1988 году на авиалайнере, летевшем между Гавайскими островами. Эта катастрофа, стоившая одной жизни, побудила авиакомпании посмотреть на свои самолеты и проверить их на коррозионную усталость.

Вернуться наверх

---

Фреттинг-коррозия

Быстрая коррозия, которая возникает на границе раздела между контактирующими, сильно нагруженными металлическими поверхностями, когда они подвергаются легким вибрационным движениям, известна как фреттинг-коррозия.

На фото выше показана фреттинг-коррозия столба забора и проводов, которые раскачиваются на ветру и истираются о столб. Столб ограды и соединительные провода подвержены коррозии.

Этот тип коррозии чаще всего встречается на опорных поверхностях машин, таких как шатуны, шлицевые валы и опоры подшипников, и часто вызывает усталостное разрушение. Это может происходить в конструктивных элементах, таких как фермы, где используются сильно нагруженные болты, и между ними происходит относительное движение.

(любезно предоставлено www.emersonbearing.com)

Фреттинг-коррозия значительно замедляется, если контактирующие поверхности могут быть хорошо смазаны, как в опорных поверхностях механизмов, чтобы исключить прямой контакт с воздухом.

Обойма подшипника, показанная выше, является классическим примером фреттинг-коррозии. Это значительно замедляется, когда контактирующие поверхности могут быть хорошо смазаны, как в опорных поверхностях машин, чтобы исключить прямой контакт с воздухом.

Заедание большой алюминиевой детали (вверху слева) привело к отложению мусора (показано на поперечных сечениях справа).Вибрационные движения, трение вперед и назад, также вызывают усталостные трещины, показанные в разделе, посвященном усталостной коррозии.

Вернуться наверх

---

Эрозия Коррозия

Эрозионная коррозия является результатом сочетания агрессивной химической среды и высоких скоростей движения поверхности жидкости. Это может быть результатом быстрого потока жидкости мимо неподвижного объекта, например, в случае с обратным клапаном нефтяного месторождения, показанного слева внизу, или это может быть результатом быстрого движения объекта в неподвижной жидкости, например, когда гребной винт корабля взбивает океан.

Поверхности, подвергшиеся эрозионной коррозии, обычно довольно чистые, в отличие от поверхностей, подвергшихся многим другим формам коррозии.

Эрозионную коррозию можно контролировать, используя более твердые сплавы (включая напыленные пламенем или сварные твердые покрытия) или используя более устойчивый к коррозии сплав. Изменения скорости жидкости и изменения схемы потока также могут уменьшить эффекты эрозионной коррозии.

Эрозионная коррозия часто является результатом удаления защитной окалины или покрытия с металлической поверхности.Показанная справа эксплуатационная колонна нефтяного месторождения корродировала, когда давление в скважине стало достаточно низким, чтобы вызвать многофазный поток жидкости. Удар схлопывающихся пузырьков газа вызвал повреждение стыков, к которым подсоединялись трубы, и турбулентность была сильнее.

Многие люди предполагают, что эрозионная коррозия связана с турбулентным потоком. Это верно, потому что все практические системы трубопроводов требуют турбулентного потока – жидкость не будет течь достаточно быстро, если бы поддерживался пластинчатый (нетурбулентный) поток.Большая часть, если не вся, эрозионная коррозия может быть связана с многофазным потоком флюида. Обратный клапан слева вверху вышел из строя из-за песка и других частиц в некоррозионной жидкости. Трубка справа вышла из строя из-за разницы давлений, вызванной схлопыванием пузырьков газа на стенке трубы и разрушением защитной минеральной накипи, которая ограничивала коррозию.

Вернуться наверх

---

Делегирование

Легирование – это редкая форма коррозии, обнаруживаемая в медных сплавах, сером чугуне и некоторых других сплавах.Расплавление происходит, когда сплав теряет активный компонент металла и сохраняет более стойкий к коррозии компонент в пористой «губке» на поверхности металла. Это также может происходить при повторном осаждении благородного компонента сплава на поверхности металла. Контроль осуществляется за счет использования более стойких латуни с ингибиторами сплавов, а также ковкого чугуна или чугуна с шаровидным графитом.

Латунь слева подверглась децинковке, оставив на поверхности пористую медную пробку.Водопроводная труба из серого чугуна, показанная на правой фотографии, имеет заглушки с графитированной и левой графитовой поверхностью, которые можно увидеть на поверхности среза. Бугорки или пузыри ржавчины также указывают на точечную коррозию.

На нижнем фото показан слой меди на поверхности трубки теплообменника из очищенного 70% меди и 30% мельхиора, снятой с корабля. Застойная морская вода настолько агрессивна, что даже этот обычно устойчивый к коррозии сплав подвергся коррозии. Практически все медные сплавы в некоторых средах подвергаются удалению легирования.

Вернуться наверх

---

Повреждение водородом

Водород может вызвать ряд проблем с коррозией. Водородная хрупкость – это проблема высокопрочных сталей, титана и некоторых других металлов. Контроль осуществляется путем удаления водорода из окружающей среды или использования стойких сплавов.

Водородные пузыри могут возникать, когда водород попадает в сталь в результате реакции восстановления на металлическом катоде.Одноатомные атомы водорода затем диффундируют через металл, пока не встретятся с другим атомом, обычно во включениях или дефектах в металле. Получающиеся в результате молекулы двухатомного водорода слишком велики, чтобы мигрировать и попасть в ловушку. В конце концов образуется пузырек газа, который может расколоть металл, как показано на рисунке ниже.

Водородные пузыри контролируются путем минимизации коррозии в кислой среде. Это не проблема в нейтральной или едкой среде или с высококачественной сталью с низким уровнем примесей и включений.

Сломанная пружина вверху слева была доставлена ​​в лабораторию материалов KSC для анализа отказов. Исследование при большом увеличении в сканирующем электронном микроскопе (вверху справа) выявило межкристаллитный раскол, характерный для водородного растрескивания (водородное охрупчивание). Деталь была оцинкована во время ремонта, и водород, попавший в металл во время процесса нанесения покрытия, не прогорелся. Процедура отжига после нанесения покрытия должна быть стандартной для высокопрочных сталей.

Вернуться наверх

---

Коррозия бетона

На снимке слева показаны трещины и пятна на дамбе возле Космического центра Кеннеди. Точечная коррозия на правой фотографии произошла на алюминиевом ограждении бетонной дороги над входом в Атлантический океан.

Бетон – широко используемый конструкционный материал, который часто армируют арматурными стержнями из углеродистой стали, тросом для предварительного натяжения или проволокой для предварительного напряжения.Сталь необходима для сохранения прочности конструкции, но она подвержена коррозии. Растрескивание, связанное с коррозией в бетоне, является серьезной проблемой в районах с морской средой (например, KSC) и в районах, где используются противообледенительные соли.

Существуют две теории возникновения коррозии в бетоне:

1. Соли и другие химические вещества попадают в бетон и вызывают коррозию. Коррозия металла приводит к появлению расширяющих сил, вызывающих растрескивание бетонной конструкции.
2. Трещины в бетоне позволяют влаге и солям достигать поверхности металла и вызывать коррозию.

У обеих возможностей есть свои сторонники, и также возможно, что коррозия в бетоне может произойти в любом случае. Механизм на самом деле не важен, коррозия приводит к повреждению, и повреждение необходимо контролировать.

В новом строительстве коррозию в бетоне обычно контролируют путем заделки стали на достаточно большую глубину, чтобы химические вещества с поверхности не достигли стали (достаточная глубина покрытия).Другие меры включают поддержание соотношения вода / цемент ниже 0,4, наличие высокого коэффициента цементации, надлежащую детализацию для предотвращения растрескивания и образования отложений, а также использование химических добавок. Эти методы очень эффективны, и большинство бетонных конструкций, даже в морской среде, не подвержены коррозии.

К сожалению, некоторые бетонные конструкции подвержены коррозии. Когда это происходит, корректирующие действия могут включать в себя ремонт треснувшего и расколотого бетона, покрытие поверхности для предотвращения дальнейшего проникновения коррозионных химикатов в конструкцию и катодную защиту – электрические средства контроля коррозии.KSC имеет опыт применения всех этих методов борьбы с коррозией существующих бетонных конструкций.

Вернуться наверх

---

Микробная коррозия

Микробная коррозия (также называемая микробиологической коррозией или MIC) – это коррозия, вызванная присутствием и деятельностью микробов. Эта коррозия может принимать различные формы, и ее можно контролировать с помощью биоцидов или обычных методов борьбы с коррозией.

Существует ряд механизмов, связанных с этой формой коррозии, и подробные объяснения доступны на веб-сайтах, перечисленных в нижней части этого раздела. Большая часть МПК имеет форму ям, которые образуются под колониями живого органического вещества, минералов и биологических отложений. Эта биопленка создает защитную среду, в которой условия могут стать очень агрессивными, а коррозия ускоряется.

На рисунке ниже показана биопленка на металлической поверхности конденсатора. Эти биопленки могут позволять агрессивным химическим веществам скапливаться внутри и под пленками.Таким образом, коррозионные условия под биопленкой могут быть очень агрессивными, даже в местах, где объемная среда не вызывает коррозии.

(любезно предоставлено www.asm.org)

(любезно предоставлено www.micscan.com)

MIC может быть серьезной проблемой в системах стоячей воды, таких как система противопожарной защиты, в которой образовались ямы, показанные выше.Использование биоцидов и методов механической очистки может снизить МПК, но МПК может возникать везде, где может скапливаться застойная вода.

Коррозия (окисление металла) может произойти только в том случае, если присутствует какое-либо другое химическое вещество, подлежащее восстановлению. В большинстве сред восстанавливаемое химическое вещество представляет собой растворенный кислород или ионы водорода в кислотах. В анаэробных условиях (отсутствие кислорода или воздуха) некоторые бактерии (анаэробные бактерии) могут процветать. Эти бактерии могут обеспечивать восстанавливаемые химические вещества, которые способствуют возникновению коррозии.Так возникла ограниченная коррозия, обнаруженная на корпусе Титаника. На картинке ниже изображен “рустик”, снятый с корпуса Титаника. Эта комбинация ржавчины и органического мусора ясно показывает расположение отверстий для заклепок и перекрытие двух стальных пластин.

(Couresy www.dbi.sk.ca)

В большинстве случаев микробная коррозия связана с анаэробными или застойными условиями, но ее также можно обнаружить на конструкциях, подверженных воздействию воздуха. На фотографиях ниже показаны водосбросные ворота плотины гидроэлектростанции на реке Колумбия.Коррозионные трещины под напряжением были вызваны голубиным пометом, который производил аммиак – химическое вещество, которое вызывает коррозионное растрескивание под напряжением медных сплавов, таких как шайбы, используемые на этой конструкции.