Коррозия – это что такое: определение и виды термина

Термины и определения по коррозии металлов

Содержание

Введение

ГОСТ 5272-68 (далее – стандарт) устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области коррозии металлов.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены пометой “Ндп”.

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных их краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.

Общие термины

  1. Для процесса коррозии следует применять термин “коррозионный процесс”, а для результата процесса – “коррозионное разрушение”.
  2. Под металлом следует понимать объект коррозии, которым может быть металл или металлический сплав.

Коррозионная среда Среда, в которой происходит коррозия металла. Жидкая коррозионная среда Жидкая среда, в которой происходит коррозия металла. Газообразная коррозионная среда Газообразная среда, в которой происходит коррозия металла. Окислительная газовая среда Газовая среда, вызывающая окисление металла. Инертная газовая среда Газообразная среда, не взаимодействующая с металлом. Корродирующий металл Металл, подвергающийся коррозии. Коррозионные потери Количество металла, превращенного в продукты коррозии за определенное время. Продукты коррозии Химические соединения, образующиеся в результате взаимодействия металла и коррозионной среды.

Примечание — При электрохимической коррозии образование продуктов коррозии является результатом анодной и катодной реакций коррозионного процесса.

Скорость коррозии Коррозионные потери единицы поверхности металла в единицу времени. Скорость проникновения коррозии Глубина коррозионного разрушения металла в единицу времени. Коррозионная стойкость Способность металла сопротивляться коррозионному воздействию среды.

  1. Коррозионная стойкость определяется качественно и количественно (скоростью коррозии в данных условиях, группой или баллом стойкости по принятой шкале). Коррозионная стойкость может быть оценена:
    1. изменением веса металла в результате коррозии, отнесенным к единице поверхности и единице времени;
    2. объемом выделившегося водорода (или поглощенного кислорода) в процессе коррозии, отнесенным к единице поверхности и единице времени;
    3. уменьшением толщины металла вследствие коррозии, выраженным в линейных единицах и отнесенным к единице времени;
    4. изменением какого-либо показателя механических свойств за определенное время коррозионного процесса, выраженным в процентах, или временем до разрушения образца заданных размеров;
    5. изменением отражательной способности поверхности металла за определенное время коррозионного процесса, выраженным в процентах;
    6. плотностью тока, отвечающей скорости данного коррозионного процесса;
    7. временем до появления первого коррозионного очага на образце заданных размером или числом коррозионных очагов на образце по истечении заданного времени

Коррозионностойкий металл Металл, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Внутренние факторы коррозии Факторы, влияющие на скорость, вид и распределение коррозии, связанные с природой металла (состав, структура, внутренние напряжения, состояние поверхности). Внешние факторы коррозии Факторы, влияющие на скорость, вид и распределение коррозии, связанные с составом коррозионной среды и условиями коррозии (температура, давление, скорость движения металла относительно среды и т.д.). Коррозионный очаг Участок поверхности металла, на котором сосредоточен коррозионный процесс. Критическая влажность Значение относительной влажности, выше которой наступает быстрое увеличение скорости атмосферной коррозии металла.

Типы коррозии

Виды коррозии

Примечание — Коррозия, протекающая в условиях любого влажного газа, относится к атмосферной коррозии.

Атмосферная коррозия Коррозия металла в атмосфере воздуха. Коррозия при неполном погружении Коррозия металла, частично погруженного в жидкую коррозионную среду. Коррозия по ватерлинии Коррозия металла вблизи ватерлинии при неполном погружении его в жидкую коррозионную среду. Коррозия при полном погружении Коррозия металла, полностью погруженного в жидкую коррозионную среду. Подводная коррозия Коррозия металла, полностью погруженного в воду. Коррозия при переменном погружении Коррозия металла при переменном погружении его целиком или частично в жидкую коррозионную среду. Подземная коррозия Коррозия металла в почвах и грунтах. Биокоррозия Коррозия металла под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов. Коррозия внешним током Электрохимическая коррозия металла под воздействием тока от внешнего источника. Коррозия блуждающим током Электрохимическая коррозия металла под воздействием блуждающего тока. Контактная коррозия Электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите. Коррозия при трении Разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения. Фреттинг-коррозия Коррозия при колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды. Сплошная коррозия Коррозия, охватывающая всю поверхность металла. Равномерная коррозия Сплошная коррозия, протекающая с одинаковой скоростью по всей поверхности металла. Неравномерная коррозия Сплошная коррозия, протекающая с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла. Местная коррозия Коррозия, охватывающая отдельные участки поверхности металла. Подповерхностная коррозия Местная коррозия, начинающаяся с поверхности, но преимущественно распространяющаяся под поверхностью металла таким образом, что разрушение и продукты коррозии оказываются сосредоточенными в некоторых областях внутри металла.

  1. Обычно начало коррозионного разрушения не обнаруживается макроскопическим обследованием поверхности, но всегда обнаруживается при микроскопическом обследовании.
  2. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание металла и его расслоение.

Точечная коррозия Местная коррозия металла в виде отдельных точечных поражений. Коррозия пятнами Местная коррозия металла в виде отдельных пятен. Сквозная коррозия Местная коррозия, вызвавшая разрушение металла насквозь. Послойная коррозия Коррозия, распространяющаяся преимущественно в направлении пластической деформации металла. Нитевидная коррозия Коррозия, распространяющаяся в виде нитей, преимущественно под неметаллическими защитными покрытиями. Структурная коррозия Коррозия, связанная со структурной неоднородностью металла. Межкристаллитная коррозия Ндп. Интеркристаллитная коррозия Коррозия, распространяющаяся по границам кристаллов (зерен) металла. Избирательная коррозия Ндп. Селективная коррозия Коррозия, разрушающая одну структурную составляющую или один компонент сплава. Графитизация чугуна Избирательная коррозия серого литейного чугуна, протекающая вследствие растворения ферритных и перлитных составляющих с образованием относительно мягкой массы графитного скелета без изменения формы. Обесцинкование Избирательное растворение латуней, приводящее к обеднению сплава цинком и образованию на поверхности губчатого медного осадка. Щелевая коррозия Ндп. Щелевой эффект Усиление коррозии в щелях и зазорах между двумя металлами, а также в местах неплотного контакта металла с неметаллическим коррозионно-инертным материалом. Ножевая коррозия Локализованный вид коррозии металла в зоне сплавления сварных соединений в сильно агрессивных средах. Коррозионная язва Местное коррозионное разрушение, имеющее вид отдельной раковины. Коррозионное растрескивание Коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения с образованием транскристаллитных или межкристаллитных трещин. Коррозия под напряжением Коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или переменных механических напряжений. Коррозионная усталость Понижение предела усталости металла, возникающее при одновременном воздействии циклических растягивающих напряжений и коррозионной среды. Предел коррозионной усталости Максимальное механическое напряжение, при котором еще не происходит разрушение металла после одновременного воздействия установленного числа циклов переменной нагрузки и заданных коррозионных условий. Коррозионная хрупкость Хрупкость, приобретенная металлом в результате коррозии

Примечание — Под хрупкостью следует понимать свойство материала разрушаться без заметного поглощения механической энергии в необратимой форме.

Химическая коррозия

Электрохимическая коррозия

Примечание — При нарушении пассивного состояния и увеличении скорости растворения металла лишь на отдельных участках поверхности наблюдается пробой пассивной пленки.

Потенциал активации Потенциал, соответствующий переходу металла из пассивного состояния в активное при смещении потенциала к более отрицательным значениям.

Примечание — В большинстве случаев соответствует потенциалу пассивации.

Потенциал питтингообразования Потенциал, соответствующий возникновению точечной коррозии в результате локального нарушения пассивности металла. Потенциал перепассивации Потенциал, соответствующий переходу металла из пассивного состояния в состояние перепассивации. Ржавчина Продукты коррозии железа и его сплавов, образующиеся при электрохимической коррозии и состоящие преимущественно из окислов.

Защита от коррозии

Примечание — В зависимости от направления поляризации различают катодную и анодную защиты.

Защитный потенциал Потенциал металла, при котором достигается определенная степень защиты.

Примечание — Защитный потенциал может задаваться анодной или катодной поляризацией от внешнего источника или путем соединения с протектором.

Протектор Металл, применяемый для электрохимической защиты и имеющий более отрицательный или более положительный потенциал, чем у защищаемого металла. Катодная защита Электрохимическая защита металла, осуществляемая катодной поляризацией от внешнего источника тока или путем соединения с металлом, имеющим более отрицательный потенциал, чем у защищаемого металла. Анодный протектор Металл, имеющий более отрицательный потенциал, чем у защищаемого металла. Анодная защита Электрохимическая защита металла, способного пассивироваться анодной поляризацией, осуществляемая от внешнего источника тока или посредством соединения с металлом, имеющим более положительный потенциал, чем у защищаемого металла. Катодный протектор Металл, имеющий более положительный потенциал, чем у защищаемого металла. Неметаллическое изолирующее покрытие Неметаллическое покрытие, механически изолирующее металл от воздействия коррозионной среды. Грунт Прилегающий к металлу слой покрытия, обеспечивающий прочность сцепления с металлом и улучшающий защитные свойства покрытия. Внешний слой покрытия Слой многослойного покрытия, соприкасающийся с коррозионной средой. Ингибитированная бумага Бумага, содержащая ингибитор и применяемая для защиты металла от атмосферной коррозии. Защитная смазка Невысыхающий слой, состоящий из смеси масел с различными добавками, нанесенный на металл и предназначенный для временной защиты металла от коррозии. Защитная атмосфера Атмосфера, искусственно создаваемая для защиты металла от газовой коррозии. Деаэрация Удаление из коррозионной среды кислорода воздуха.

Виды испытаний

Примечание — При оценке коррозии следует пользоваться десятибалльной шкалой коррозионной стойкости металлов (см. ГОСТ 9.908)

Коррозионный балл Единица шкалы коррозионной стойкости. Визуальная оценка коррозионной стойкости Оценка коррозионной стойкости, осуществляемая внешним осмотром.

Примечание — Визуальная оценка может осуществляться как вооруженным, так и невооруженным глазом.

Коррозия металлов. Виды коррозии металлов

Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией. Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.

Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:

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

Виды коррозии металлов

Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

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

Основные виды коррозии

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

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

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

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

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

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

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

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

Ниже представлены значения α для некоторых оксидов металлов

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

Электрохимическая коррозия металлов

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

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

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

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

Наибольшее распространение имеет коррозия металлов с водородной и кислородной деполяризацией.

Водородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в кислой среде

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

Кислородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в нейтральной среде

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

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

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

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

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

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

А: Fe – 2e — = Fe 2+

Катодом является та поверхность, где больше приток кислорода.

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

Методы защиты от коррозии металла

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

Металлические покрытия.

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

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

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

Неметаллические покрытия.

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

Химические покрытия.

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

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

азотирование – поверхность металла (стали) насыщают азотом;

воронение стали – поверхность металла взаимодействует с органическими веществами;

цементация – получение на поверхности металла его соединения с углеродом.

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

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

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

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

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

Виды коррозии

Виды коррозии по механизму протекания процесса:

химическая – это вид коррозионного разрушения, связанный с взаимодействием металла и коррозионной среды, при котором одновременно окисляется металл и происходит восстановление коррозионной среды;

электрохимическая – процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекает не одновременно с ионизацией атомов металла и от электродного потенциала металла зависят их скорости.

Виды коррозии по условиям протекания:

атмосферная коррозия – наиболее распространенный вид коррозии, связанный с разрушением металлов в атмосфере воздуха;

газовая – коррозионное разрушение металла под воздействием газов при высоких температурах;

жидкостная – вид коррозии металла в жидкой среде, который подразделяется на коррозию в электролитах и неэлектролитах;

биокоррозия – вид коррозии, связанный с разрушением под влиянием живых микроорганизмов;

структурная – связанная с неоднородностью структуры металлов;

коррозия блуждающими токами – вид электрохимического разрушения под воздействием блуждающих токов;

внешним током – электрохимическое разрушение металла под влиянием тока от внешнего источника;

контактная коррозия – возникает при контакте разнородных металлов (имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите);

щелевая коррозия – явление повышения скорости коррозионного разрушения в зазорах и щелях в металле;

коррозия под напряжением – разрушение металла при одновременном воздействии агрессивной среды и механических напряжений;

кавитация – разрушение металла при одновременном воздействии ударного воздействия внешней среды и коррозионного процесса;

фреттинг-коррозия – вид коррозии, возникающий при колебательных перемещениях двух поверхностей относительно друг друга в условиях коррозионной среды;

коррозия при трении (коррозионная эрозия) – происходит при одновременном воздействии на металл трения и коррозионной среды;

Виды коррозии по характеру разрушения:

сплошная (общая коррозия) – охватывающая всю поверхность металла, которая находится под воздействием коррозионной среды;

местная – распространяется лишь на некоторых участках поверхности металла.

Сплошная коррозия подразделяется на: равномерную, неравномерную и избирательную.

Местный вид коррозии бывает: пятнами, питтинговой, язвенной, сквозной, нитевидной, межкристаллитной, подповерхностной, ножевой, коррозионным растрескиванием и коррозионной хрупкостью.

Прежде чем полностью войти в значение термина «коррозия», необходимо выяснить его этимологическое происхождение. В этом случае мы можем утверждать, что он происходит от латыни, в частности от «corrosio», который является результатом объединения следующих компонентов:
-Префикс «con», что означает «все» или «вместе».
Прилагательное «россум», которое можно перевести как «грызть».
Суффикс «-ion», который является синонимом «действия и следствия».

Концепция намекает на действие и результат коррозии : разрушать, разрушать, есть или носить что-то постепенно.

Идея коррозии часто используется в области химии для обозначения износа металла в результате действия внешнего агента . Коррозия вызвана взаимодействием металла с окружающей средой.

При коррозии металл подвергается ухудшению своих химических и физических свойств . Реакция восстановления-окисления ( окислительно-восстановительная способность) может вызвать коррозию элемента. В этом процессе один агент получает электроны (он восстанавливается), а другой – электроны (он окисляется).

Металл, который находится на улице или под водой, разъедает. В стали, чтобы назвать случай, коричневый слой сформирован, который ухудшает материал, пока он не ломается или ломается.

Следовательно, коррозия металлов является большой проблемой на разных уровнях. Когда металл подвергается коррозии, он подвергается изменению своих свойств . Например, железная структура, которая подвергается коррозии, может потерять прочность и стать нестабильной или ломкой. В этом случае коррозийный мост представляет опасность.

Важно помнить, что существуют различные виды коррозии, которые могут воздействовать даже на неметаллические материалы. Чтобы прервать или задержать процесс, можно обратиться к покрытиям, которые действуют как ингибиторы . Тип конструкции также может помочь минимизировать коррозию.

В частности, мы можем установить, что существует три основных типа коррозии:
– Гальваническая коррозия – это то, что происходит, когда два разных металла вступают в контакт в среде среднего или жидкого типа.
-Общая коррозия, возникающая в результате электрохимических или химических реакций.
– Локализованная коррозия, которая, как следует из ее названия, происходит в определенных частях структуры металла. Точно так же следует отметить, что это может быть три класса по очереди: коррозия из-за щели, которая является следствием застойной жидкости; точечная коррозия, которая приводит к небольшим отверстиям в указанной структуре; и нитевидная коррозия. Последнее имеет место, когда повреждение вызвано водой, которая может быть найдена под тем, что является покрытиями.

Чтобы избежать коррозии, необходимо следовать рекомендациям, таким как держать руки сухими при работе с металлическими конструкциями и даже использовать те, которые препятствуют проникновению влаги при хранении инструментов, таких как увлажнители.

Коррозия металлов и её виды

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 коррозии металлов

Что такое коррозия?

С точки зрения химии коррозия – это окислительно-восстановительные процессы между металлом и коррозионной средой. Если металл попадает в щелочную, кислую, насыщенную кислородом или водородом среду, он начинает окисляться – ржаветь. Вместе с окислением металла происходит восстановление коррозионных элементов.

В результате на поверхности образуются оксиды, гидроксиды или соли металла. При дальнейшем воздействии окислительной среды металл полностью превращается в ржавчину.

Рис. 1. Ржавые металлические детали.

Коррозия поражает большинство металлов, в частности железо, которое используется для изготовления деталей, конструкций, корпусов машин и кораблей. Для продления срока службы в металлургии разработаны способы защиты металла от естественных повреждений. Специальные сплавы и покрытия отсрочивают возникновение коррозии на десятки лет.

Коррозия может происходить в присутствии электролитов и неэлектролитов. Поэтому основными видами коррозии металлов по механизму возникновения являются:

  • химическая – возникает в отсутствии электролита в сухой или влажной среде;
  • электрохимическая – происходит в присутствии электролита.

Химическая коррозия связана с неэлектролитами – веществами, не проводящими электрический ток в растворах или расплавах. К неэлетролитам относятся многие простые неорганические (кислород, водород) и органические (эфир, бензол) вещества.

Химическая коррозия может происходить в присутствии газов (водорода, кислорода, хлора), органических кислот и солей. Молекулы металла соединяются с химическими элементами, и на металлической поверхности возникают плёнки – оксиды, сульфиды, гидриды. Внешне это заметно по изменению цвета. Железо, соединяясь с кислородом, образует Fe2O3 – оксид железа (III) – рыжую ржавчину.

Рис. 2. Оксид железа.

Если в расплаве или в растворе присутствуют вещества, проводящие электрический ток (электролиты), то появляется электрохимическая коррозия. Она возникает в присутствии солей, кислот, щелочей или при соприкосновении поверхностей двух металлов, между которыми находится влажная среда. Из-за разности окислительно-восстановительных потенциалов возникает гальванический элемент – источник электрического тока. Металл выступает в роли анода (восстановителя), электролит – катода (окислителя). Анод, отдавая электроны, окисляется или коррозирует.

Рис. 3. Схема электрохимической коррозии.

Классификация коррозии может проводиться по другим признакам. По очагу поражения коррозия бывает:

Коррозия может происходить в разных средах:

  • газовой (безводной);
  • атмосферной (влажной);
  • жидкостной;
  • грунтовой;
  • радиационной.

Соль ускоряет процесс ржавления, поэтому корабли быстрее ржавеют в морской, чем в пресной воде.

Что мы узнали?

Коррозия – окисление и разрушение металла под воздействием окружающей среды. Процесс окисления может происходить в присутствии или в отсутствии электролитов. Коррозия, возникающая без воздействия электролитов, называется химической. На поверхности металлов возникают оксиды, гидроксиды, соли. Под действием электролитов возникает электрохимическая коррозия. Окислению подвергается металл, выступающий в роли анода.

Понятие о коррозии металлов и классификация

Коррозия металлов — самопроизвольное разрушение металлов вслед­ствие химического или электрохимического взаимодействия их с внешней средой. Коррозионный процесс — гетерогенный (неоднородный), протекает на границе раздела металл — агрессивная среда, име­ет сложный механизм. При этом атомы металла окисляются, т.е.J теряют валентные электроны, атомы переходят через границу раздела во внешнюю среду, взаимодействуют с ее компонентами и образуют продукты коррозии. В большинстве случаев коррозия металлов пройм ходит неравномерно по поверхности, имеются участки, на которых возникают локальные поражения. Некоторые продукты коррозии, образуя поверхностные пленки, сообщают металлу коррозионную стойкость. Иногда могут появляться рыхлые продукты коррозии, имеющие слабое сцепление с металлом. Разрушение таких пленок вызывает интенсивную коррозию обнажающегося металла. Коррозия металла снижает механическую прочность и меняет другие свойства его. Коррозионные процессы классифицируют по видам коррозионных разру­шений, характеру взаимодействия металла со средой, условиям про­текания.

Коррозия бывает сплошная, общая и местная. Сплошная коррозия протекает по всей поверхности металла. При местной коррозии поражения локализуются на отдельных участках поверхности.

Рис. 1 Характер коррозионных разрушений:

I – равномерное; II — неравномерное; III — избирательное; IV пятна; V язвы; VI — точками или питтингами; VII сквозное; VIII нитевидное; IX — поверхностное; X — межкристаллитное; XI ножевое; XII растрескивание

Общая коррозия подразделяется на равномерную, неравномер­ную и избирательную (рис. 1).

Равномерная коррозия протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла; неравномерная — на различных участках поверхности металла с неодинаковой скоростью. При избирательной кор­розии разрушаются отдельные компоненты сплава.

При коррозии пятнами диаметр коррозионных поражений большой глубины. Для язвенной коррозии характерно глубокое поражение участка поверхности ограниченной площади. Как правило, язва находятся над слоем продуктов коррозии. При точечной (питтинговой) коррозии наблюдаются отдельные точечные поражения поверхности металла, которые имеют малые поперечные размеры при значительной глубине. Сквозная — это местная коррозия, вызывающая разрушение металлического изделия насквозь, в виде свищей. Нитевидная коррозия проявляется под неметаллическими покрытиями и виде нитей. Подповерхностная коррозия начинается с поверхности, пи преимущественно распространяется под поверхностью металла, вызывая его вспучивание и расслоение.

При межкристаллитной коррозии разрушение сосредоточено по границам зерен металла или сплава. Этот вид коррозии опасен тем, что происходит потеря прочности и пластичности металла. Ножевая коррозия имеет вид надреза ножом вдоль сварного соединения в сильно агрессивных средах. Коррозионное растрескивание протекает при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих остаточных или приложенных механических напряжениях.

Металлические изделия в определенных условиях подвергаются коррозионно-усталостному разрушению, протекающему при одновременном воздействии на металл коррозионной среды и переменных I механических напряжений.

По характеру взаимодействия металла со средой различают хими­ческую и электрохимическую коррозии. Химическая коррозия — раз­рушение металла при химическом взаимодействии с агрессивной сре­дой, которой служат неэлектролиты – жидкости и сухие газы. Электрохимическая коррозия – разрушение металла под воздействием электро­лита при протекании двух самостоятельных, но взаимосвязанных процессов — анодного и катодного. Анодный процесс — окислительный, проходит с растворением металла; катодный процесс — восстановительный, обусловлен электрохимическим восстановлением компонентов среды. Современная теория коррозии металлов не исключает совместного протекания химической и электрохимической коррозии, так как в электролитах при определенных условиях возможен перенос массы металла по химическому механизму.

По условиям протекания коррозионного процесса наиболее часто встречаются следующие виды коррозии:

1) газовая коррозия, протекает при повышенных температурах и полном отсутствии влаги на поверхности; продукт газовой корро­зии — окалина обладает при определенных условиях защитными свой­ствами;

2) атмосферная коррозия, протекает в воздухе; различают три вида атмосферной коррозии: во влажной атмосфере — при относитель­ной влажности воздуха выше 40 %; в мокрой атмосфере – при отно­сительной влажности воздуха, равной 100 %; в сухой атмосфере — при относительной влажности воздуха менее 40 %; атмосферная кор­розия — один из наиболее распространенных видов вследствие того, что основная часть металлического оборудования эксплуатируется в атмосферных условиях;

3) жидкостная коррозия – коррозия металлов в жидкой среде; различают коррозию в электролитах (кислоты, щелочи, солевые раст­воры, морская вода) и в неэлектролитах (нефть, нефтепродукты, ор­ганические соединения);

4) подземная коррозия — коррозия металлов, вызываемая в ос­новном действием растворов солей, содержащихся в почвах и грун­тах; коррозионная агрессивность почвы и грунтов обусловлена струк­турой и влажностью почвы, содержанием кислорода и других хими­ческих соединений, рН, электропроводностью, наличием микроорга­низмов;

5) биокоррозия — коррозия металлов в результате воздействия микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности, в биокорро­зии участвуют аэробные и анаэробные бактерии, приводящие к ло­кализации коррозионных поражений;

6) электрокоррозия, возникает под действием внешнего источника тока или блуждающего тока;

7) щелевая коррозия — коррозия металла в узких щелях, зазорах, м резьбовых и фланцевых соединениях металлического оборудования, аксплуатирующегося в электролитах, в местах неплотного контакта металла с изоляционным материалом;

8) контактная коррозия, возникает при контакте разнородных металлов в электролите;

9) коррозия под напряжением, протекает при совместном воздействии на металл агрессивной среды и механических напряжений — постоянных растягивающих (коррозионное растрескивание) и пере­менных или циклических (коррозионная усталость);

10) коррозионная кавитация — разрушение металла в результате одновременно коррозионного и ударного воздействий. При этом за­щитные пленки на поверхности металла разрушаются, когда лопаются газовые пузырьки на поверхности раздела жидкости с твердым телом;

11) коррозионная эрозия — разрушение металла вследствие одновременного воздействия агрессивной среды и механического износа;

12) фреттинг-коррозия — локальное коррозионное разрушение металлов при воздействии агрессивной среды в условиях колебательного перемещения двух трущихся поверхностей относительно друг друга;

13) структурная коррозия, обусловлена структурной неоднород­ностью сплава; при этом происходит ускоренный процесс коррозионного разрушения вследствие повышенной активности какого-либо компонента сплава;

14) термоконтактная коррозия, возникает за счет температурного градиента, обусловленного неравномерным нагреванием поверхности металла.

Источники:
http://zadachi-po-khimii.ru/obshaya-himiya/korroziya-metallov.html
http://www.okorrozii.com/vidkorrozii.html
http://ru.tax-definition.org/62511-corrosion
http://steel-master.ru/teoria/korrozia-metallov-i-ee-vidy/
http://obrazovaka.ru/himiya/vidy-korrozii-metallov-klassifikaciya.html
http://vseokraskah.net/osnovy-korrozii/ponyatie-o-korrozii-metallov-i-klassifikaciya.html
http://kh-news.net/stroitelstvo-i-remont/item/14791-chto-znachit-kvartira-bez-otdelki-i-s-otdelkoj-v-novostrojke-obzor-foto.html

Ссылка на основную публикацию