Виды коррозия металла: Виды коррозии | Руководство по выбору материалов
alexxlab | 17.01.1994 | 0 | Разное
Общие сведения о коррозии металла
Коррозия — это разрушение твердых тел, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности тела при его взаимо-действии с внешней средой. Особенный ущерб приносит коррозия металлов. Распространенный и наиболее знакомый всем нам вид коррозии — ржавление железа. Термин «коррозия» применим к металлам, бетону, некоторым пластмассам и другим материалам. Коррозия — это физико-химическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла.
Трудно учесть более высокие косвенные потери от простоев и снижения производительности оборудования, подвергшегося коррозии, от нарушения нормального хода технологических процессов, от аварий, обусловленных снижением прочности металлических конструкций, и т. п. Точная оценка ущерба от коррозии железа и стали, конечно, невозможна. Однако на основе некоторых доступных данных по среднему ежегодному объёму замены гофрированных металлических крыш, проводов, трубопроводов, стальных вагонеток и других железных и стальных объектов, подверженных коррозии, можно сделать вывод, что из-за неправильной защиты ежегодные затраты на замену в среднем могут достигать 2 процентов от общего объёма используемой стали.
О коррозии металлов
Не следует путать понятия «коррозия» и «ржавчина». Если коррозия — это процесс, то ржавчина один из его результатов. Это слово применимо только к железу, входящему в состав стали и чугуна. В дальнейшем под термином «коррозия» мы будем подразумевать коррозию металлов. Согласно международному стандарту ISO 8044 под коррозией понимают физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды или включающей их тех-нической системы. Ржавчина — это слой частично гидратированных оксидов железа, образующийся на поверхности железа и некоторых его сплавов в результате коррозии.
Кроме коррозии, металлические (в частности, строительные) конструкции подвергаются действию эрозии — разрушению поверхности материала под влиянием механического воздействия. Эрозию провоцируют дожди, ветры, песчаная пыль и прочие природные факторы.
Идеальная защита от коррозии на 80% обеспечивается правильной подготовкой поверхности под окраску и только на 20% качеством используемых лакокрасочных материалов и способом их нанесения (ISO).
Процесс коррозии
Коррозией металлов называется самопроизвольное их разрушение вследствие химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.
Среда, в которой металл подвергается коррозии (корродирует), называется коррозионной или агрессивной средой. В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют в виду нежелательный процесс взаимодей-ствия металла со средой.
Стадии коррозионного процесса:
- подвод коррозионной среды к поверхности ме-талла;
- взаимодействие среды с металлом;
- полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла.
Классификация коррозионных процессов
По природе разрушения различают следующие виды коррозии:
Химическая коррозия — это процесс, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают в одном акте.
Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она наблюдается в тех случаях, когда коррозионная среда не является элект-ролитом (газовая коррозия, коррозия в неэлектропро-водных органических жидкостях).
Электрохимическая коррозия — это разрушение металлов вследствие их электрохимического взаимодействия с электролитически проводящей средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента среды протекает не в одном акте и их скорости зависят от величины электродного потенциала металла. Этот вид коррозии наиболее распространен. При электрохимической коррозии химическое превращение вещества сопровождается выделением электрической энергии в виде постоянного тока.
Биохимическая коррозия — в случае, когда коррозия металла в морской воде усиливается под действием обрастания поверхности морскими организмами.
Электрокоррозия — усиление коррозии под действием анодной поляризации, вызванной внешним электрическим полем (например, при производстве сварочных работ на плаву, при наличии блуждающих токов в акватории).
По типу коррозионной среды
Некоторые коррозионные среды и вызываемые ими разрушения столь характерны, что по названию этих сред классифицируются и протекающие в них коррозионные процессы.
Как правило, металлические изделия и конструкции подвергаются действию многих видов коррозии — в этих случаях говорят о действии так называемой смешанной коррозии.
Газовая коррозия — коррозия в газовой среде при высоких температурах.
Атмосферная коррозия — коррозия металла в усло-виях атмосферы при влажности, достаточной для образования на поверхности металла пленки электролита (осо-бенно в присутствии агрессивных газов или аэрозолей кислот, солей и т. д.). Особенностью атмосферной коррозии является сильная зависимость ее скорости и механизма от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии.
Жидкостная коррозия — коррозия в жидких средах.
Подземная коррозия — коррозия металла в грунтах и почвах. Характерной особенностью подземной коррозии является большое различие в скорости доставки кислорода к поверхности подземных конструкций в разных почвах (в десятки тысяч раз).
По характеру разрушения коррозию различают
Сплошная — Охватывает всю поверхность металла
Местная – Охватывает отдельные участки коррозии
Равномерная – Протекает с приблизительно одинаковой скоростью по всей поверхности
Точечная (питтинг) — В виде отдельных точек диаметром до 2 мм
Язвенная — В виде язв диаметром от 2 до 50 мм
Пятнами – В виде пятен диаметром более 50 мм и глубиной до2 мм
Подповерхностная — Вызывает расслоение металла и вспучивание слоев
Подпленочная — Протекает под защитным покрытием металла
Межристаллитная — В виде разрушения границ зерен
Селективная (избирательная) — В виде растворения отдельных компонентов сплава
Щелевая – Развивается в щелях и узких зазорах
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.
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:
водонепроницаемость;
прочность сцепления с металлом;
хорошая изоляция от эл.тока;
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.
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.
Механизмы коррозии металлов – Промышленные металлурги
Коррозия металлов представляет собой электрохимическую реакцию, которая включает изменения как в металле, так и в окружающей среде, контактирующей с металлом. В то время как механизмы коррозии одинаковы на микроскопическом уровне, различные проблемы микроструктуры, состава и механической конструкции приводят к различным проявлениям коррозии.
Нужна помощь в анализе отказа коррозионного компонента? См. нашу страницу анализа отказов. Вопросы? [email protected]
Существует семь распространенных типов коррозии металлов
- Однородные
- Galvanic
- CREVICE
- ПИТИНГ
- Межгранулярный
- Corrosion Corrossion Corrossion Corrossion Corrosing Corres ocposed
Гальваническая коррозия возникает вблизи соединения двух разнородных металлов. Движущей силой коррозионной реакции является разница электродных потенциалов между двумя металлами.
Щелевая коррозия возникает в щелях между компонентами, а также под полимерными покрытиями и клеями.
Движущей силой коррозии является разница между концентрацией кислорода внутри щели и снаружи щели.
Питтинг возникает в обычно пассивных металлах, когда пассивный слой разрушается. Примерами пассивных металлов являются алюминий и нержавеющая сталь. Точечная коррозия представляет собой проблему, если она приводит к ослаблению или перфорации металла. В приложениях, где важен внешний вид, точечная коррозия представляет собой проблему.
Хотите узнать больше о коррозии металлов? Посетите нашу страницу курсов по металлургии, чтобы ознакомиться с нашим курсом по коррозии и вебинаром.
Межкристаллитная коррозия включает коррозию по границам зерен пораженного металла. В результате зерна металла отпадают, а металл ослабевает. Аустенитные нержавеющие стали и дисперсионно-упрочненные алюминиевые сплавы, такие как сплавы 2ххх, являются примерами металлов, которые могут страдать от межкристаллитной коррозии, если сплавы не обработаны должным образом и если они подвергаются воздействию агрессивных сред.
Коррозионное растрескивание под напряжением связано с комбинированным действием напряжения и воздействия агрессивной среды. В большинстве случаев стресс или окружающая среда сами по себе недостаточны, чтобы вызвать деградацию металла. То есть напряжение ниже предела текучести металла, и металл не подвергался бы коррозии в конкретной среде, если бы напряжение отсутствовало.
Нужна помощь в разработке компонента, не подверженного коррозии? Мы предоставляем консультации по металлургии, чтобы помочь с проектами.
Делегирование — селективное выщелачивание одного элемента из сплава. Это приводит к образованию пористой структуры, недостаточно прочной, чтобы выдерживать приложенные механические нагрузки. Одним из распространенных примеров является удаление цинка из латунных сплавов, используемых для сантехники, когда цинк выщелачивается из сплава.
Факторы, влияющие на механизм коррозии
Конкретный тип возникающей коррозии зависит от нескольких факторов, включая состав металла, микроструктуру металла, окружающую среду, геометрию компонента, нагрузку на компонент, контакт между металлами и способ соединения компонентов.
вместе.
В некоторых случаях основной причиной коррозии металла является выбор материалов, которые по своей природе несовместимы с окружающей средой. В других случаях коррозия является результатом механического проектирования, когда несовместимые металлы соединяются друг с другом или компоненты соединяются таким образом, что это приводит к узким промежуткам между компонентами. Коррозия также может быть результатом неправильных производственных процессов, в результате которых образуются микроструктуры, делающие сплав восприимчивым к коррозии.
Хотите узнать больше о коррозии?Check out these courses, webinars, and videos that we offer:
- Corrosion of Metals (webinar)
- Corrosion of Metals (course)
- Corrosion металлов (видео)
23 Различные виды коррозии: Полное руководство [2021]
Коррозия приводит к износу материалов и влияет на ресурсы, что является серьезной проблемой.
Одним из шагов к решению этой проблемы является понимание различных типов коррозии.
В этом посте мы рассмотрим 19 различных форм коррозии, чтобы помочь вам быстрее понять их и понять, когда их различать.
- Однородная (общая) Коррозия атаки
- Локализованная коррозия
- Селективная коррозия выщелачивания/обедоружение
- Эрозионная коррозия
- Коррозия
- . Corros.
- Высокотемпературная коррозия
- Microbial Corrosion (a.k.a. Biological corrosion)
- Exfoliation Corrosion
- Stray Current Corrosion
- Lamellar Corrosion
- Caustic Agent Corrosion
- Impingement Corrosion
- Cavitation Corrosion
- Atmospheric Corrosion
- Aqueous Corrosion
Despite their differences, у них есть одна общая характеристика. Все виды коррозии ослабляют материалы. Ослабление происходит из-за оксидов и солей.
Продолжайте читать, чтобы узнать больше.
1. Равномерная (общая) агрессивная коррозия
Равномерная агрессивная коррозия представляет собой тип коррозии, поражающий большинство металлов. Некоторые из металлов, которые он атакует, включают свинец, алюминий и цинк. Равномерная или общая агрессивная коррозия приводит к большим потерям тоннажа.
Равномерная коррозия возникает, когда химическая реакция затрагивает всю открытую поверхность. Обычно это происходит, когда вы подвергаете металлы воздействию открытых сред, таких как вода, воздух и почва. Поврежденные металлы становятся тоньше и в конце концов выходят из строя. Несмотря на то, что равномерная агрессивная коррозия поражает большинство металлов, ее легко обнаружить. После того, как обнаружены вовремя, можно управлять.
2. Локальная коррозия
Локальная коррозия противоположна общей коррозии. Это вид коррозии, при котором одни части металлических поверхностей поражаются, а другие остаются нетронутыми.
Этот тип коррозии подразделяется на различные формы, которые обсуждаются ниже.
Эта коррозия является одной из самых разрушительных. Также нелегко предсказать или обнаружить этот тип коррозии. Название «питтинг» происходит от ямок или отверстий, которые коррозия оставляет на металлических поверхностях, которые она атакует. Ямки проникают вниз в поверхность.
Точечная коррозия может возникнуть в результате химической атаки. Примером питтинговой атаки является контакт аэрированной воды со сталью. Он также может возникнуть в результате механического воздействия, такого как удар, который разрушает оксидную пленку — защитный слой.
Щелевая коррозияЩелевая коррозия возникает, когда экранированные участки подвергаются воздействию агрессивных сред. Это происходит в местах с недостаточным притоком кислорода, например, под головками болтов. Разница в концентрации ионов в этих двух областях является основной причиной этой коррозии.
Нитевидная коррозия Другим названием этой локализованной коррозии является «подпленочная коррозия».
Он возникает под покрытием и проявляется в виде нитевидных волокон. Клетки концентрации кислорода вызывают нитевидную коррозию.
Эта коррозия возникает, когда на металлических участках накапливаются различные виды мусора и грязи. Колесные арки являются примером места, где наиболее вероятно возникновение коррозии припарки.
Коррозия отложенияПри этом типе локальной коррозии отложения более благородного металла осаждаются на менее благородном металле. Затем эти отложения способствуют питтингу.
Например, вода может проходить по медной трубе и собирать некоторое количество ионов меди. Коррозия отложения происходит, когда эти ионы оседают в алюминиевой трубе.
3. Избирательная коррозия при выщелачивании/удаление сплавов
Когда различные площади металлических поверхностей различаются металлургически, наиболее вероятно возникновение селективной коррозии при выщелачивании.
Делегирование происходит, когда сплав теряет один из элементов. Например, латунь, содержащая медь и цинк, подвергается делегированию при удалении цинка, оставляя после себя медь.
4. Эрозия Коррозия
Высокоскоростные движения между агрессивными жидкостями и металлическими поверхностями вызывают эрозию-коррозию. Этот тип коррозии возникает из-за механического абразивного воздействия, возникающего при быстром движении.
5. Фреттинг-коррозия
Фреттинг-коррозия, обычно связанная с контактными поверхностями, вызывается повторением относительного движения поверхности. Например, вибрация может вызвать этот тип коррозии. Помимо вибрации, вес и многократный износ также вызывают фреттинг-коррозию. Болтовые соединения часто становятся жертвами фреттинг-коррозии.
6. Межкристаллитная коррозия
Также известная как межкристаллитная коррозия, межкристаллитная коррозия влияет на границы зерен. Примеси на границах вызывают межкристаллитную коррозию.
Истощение и обогащение легирующим элементом на этих границах также может вызвать этот тип коррозии.
7. Гальваническая коррозия
Этот тип коррозии также известен как коррозия двух металлов. Когда два, в отличие от металлов, электрически связаны, более активный из них корродирует быстрее, чем другой.
Активный металл становится анодом, а другой катодом. Скорость коррозии анода обычно увеличивается, когда металл соединяется с другим металлом.
8. Коррозия под напряжением (S.C.C)
Коррозия под напряжением (S.C.C) возникает при наличии сочетания агрессивной среды и растягивающего напряжения. Материал может существовать в инертной среде, где существует коррозионная среда, но коррозия возникает только при приложении напряжения.
По этой причине коррозия под напряжением особенно опасна. Коррозия под напряжением обычно приводит к разрушению материала практически без предупреждения.
9. Усталостная коррозия
Чем-то похоже на коррозию под напряжением, коррозионная усталость связана с преждевременным разрушением металла из-за воздействия коррозионной среды.
Циклические нагрузки, вибрации и колебания давления также вызывают коррозионную усталость.
10. Высокотемпературная коррозия
Как следует из названия, высокая температура является причиной высокотемпературной коррозии. Это тип коррозии, не зависящий от жидких электролитов.
При этом типе коррозии металлы реагируют не с ионами в растворах, а с атмосферными парами частиц. Примеры машин, которые страдают от этого типа коррозии, включают газовые турбины и печи.
11. Микробная коррозия (биологическая коррозия)
Биологическая коррозия, также известная как микробная коррозия или микробиологическая коррозия, возникает из-за присутствия микроорганизмов.
Метаболическая активность микроорганизмов портит материалы. Микроорганизмы создают биопленки, затем изменяют среду на поверхности металла. После переделки начинает происходить ухудшение.
12. Отслаивающая коррозия
Это более тяжелая форма межкристаллитной коррозии. При этом типе коррозии металл разделяется на слои по границам зерен.
Отслаивающая коррозия приводит к потере поверхностного материала.
13. Коррозия блуждающими токами
Как следует из названия, коррозия блуждающими токами происходит, когда ток течет по пути, отличному от предусмотренного.
При попадании в металлы электрических токов из других источников коррозия ускоряется. Уменьшение токов, протекающих через близлежащие системы, является одним из способов предотвращения этого типа коррозии.
14. Пластинчатая коррозия
Пластинчатая коррозия более или менее аналогична расслаивающей коррозии. Однако пластинчатая коррозия обычно применяется, когда речь идет о более широком расслоении.
Это более широкое расслоение происходит в легких металлах с низкой плотностью. Примеры легких металлов включают алюминий и магний.
15. Разъедающее действие едких веществ
Некоторые бытовые средства, такие как средства для чистки канализации, содержат едкие вещества. Эти агенты могут разрушать ткани. При неправильном использовании эти вещества могут вызвать коррозию труб едким веществом.
Коррозия едкого вещества влияет на старые металлические трубы.
Старые трубы, которые уже подверглись коррозии и на которых образовались язвы, могут удерживать едкие вещества, содержащиеся в чистящих средствах, что усиливает коррозию.
16. Ударная коррозия
Подобно эрозионной коррозии, ударная коррозия связана со скоростью. Удар, вызванный столкновением движущихся с высокой скоростью частиц, вызывает этот тип коррозии.
17. Кавитационная коррозия
Этот тип коррозии возникает в результате резкого образования и схлопывания вакуума и пузырьков.
Следовательно, кавитационная коррозия представляет собой комбинацию кавитации и коррозии. Турбулентность в жидкости вызывает внезапное образование и схлопывание пузырьков и вакуума.
Металлические поверхности с ямками – признак кавитационной коррозии. Шероховатость поверхностей также является признаком кавитационной коррозии.
18. Атмосферная коррозия
Это электрохимический тип коррозии.
Воздух и загрязняющие вещества, содержащиеся в воздухе, вызывают коррозию. Обычно электролиты в виде тонкой пленки образуются на поверхностях при определенных атмосферных условиях.
Пленка образуется только при достижении определенного уровня влажности, и эти уровни зависят от типа металла.
После образования электролитов коррозия возникает за счет уравновешивания катодной и анодной реакций.
19. Водная коррозия
Водная коррозия возникает, когда материал с потенциалом коррозии остается погруженным в электролит, содержащий влагу. Кислород также должен присутствовать для возникновения этого типа коррозии. Влажная среда является основной причиной водной коррозии. Точечная коррозия и ржавчина — два явления, связанные с водной коррозией.
Заключительные мысли
Понимание типов коррозии — это первый шаг к управлению коррозией.
Например, едкие вещества не подходят для старых металлических труб. Лучше всего избегать бытовых продуктов, содержащих эти агенты.