Фреттинг-коррозия (коррозия в механически нагруженных материалах).

Механические напряжения, такие как давление, вакуум, а наибольшей мере – колебания – способны существенно ускорять коррозию. Все виды механических нагрузок заметно повышают потенциальную энергию напряжённого материала и одновременно снижают целостность поверхностных слоёв (т.к. в них напряжения максимальны).

Это явление характерно, например, для автоклавов; аппаратов с акустической активацией процессов.

Специфический вид такой коррозии – абразивное действие твёрдых дисперсных материалов (например, катализаторов Ренея) на рабочие поверхности аппаратуры.

Фото- и радиационнохимическая коррозия.

Процессы деструкции материалов под действием видимого света, УФ-, ренгеновского и g-излучения. Излучения

особо опасны для органических материалов, поскольку возбуждаемые ими фотореакции быстро разрушают полимер.

Абляция

Наиболее сложный вид коррозии, вызываемый совместным действием (синергизмом) мноих факторов – агрессивной среды, высокой температуры, механических нагрузок, внешних полей.

Проявляется в реакторах, предназначенных для высоскотемпературных процессов пиролиза.

.

ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ КОРРОЗИИ

Здесь имеются в виду “зримые” явления коррозионного разрушения материала.

Равномерная коррозия

Рисунок. Картина развития равномерной коррозии

1. Агрессивная среда

2. Слой корродированного материала

3. Слой некорродированного материала

Характерна для химической коррозии однородных по свойствам материалов. Проявляеся как образование и

разрастание слоя продуктов коррозии на поверхности материала.

2. Питтинговая коррозия (изъязвление поверхности материала)

 

Рисунок. Картина развития питтинговой коррозии

4. Агрессивная среда

5. Питтинги (очаги корродированного материала)

6. Слой некорродированного материала

 

Характерна для химической коррозии неоднородных по свойствам материалов. Проявляеся как образование на многих участках поверхности очаговых зон коррозии - язвочек (от английского слова pitting -язва). Если свойства материала сильно неоднородны по его объёму, то далее питтинги постепенно углубляются. превращаясь в глубокие очаги – вплоть до образование сквозных отверстий в материале ("проедания"). В случае относительно однородных материалов питтинги со временем сливаются в сплошной слой, и процесс в дальнейшем неотличим от равномерной

коррозии.

Коррозионное растрескивание

Данный вид коррозии характерен для гетерогенныех материалов – чугунов, сталей, биметаллов, слоистых пластиков, текстолитов, бетонов – и им подобных. Эти материалы состоят из компонентов-фаз с существенно различными свойствами. Поверхности контакта фаз всегда являются областями повышенного потенциала; в силу этого зачастую коррозия интенсивно протекает именно вдоль поверхности раздела фаз. В результате материал растрескивается и затем крошится.

 

Щелевая коррозия

Обобщённый термин, относящийся к разным по механизму видам коррозии, развивающейся в стыках, соединениях деталей и узлов аппаратуры и строительных конструкций.

В местах стыков, как правило, существуют неплотности и щели между отдельными элементами конструкций. В процессе эксплуатации выделяющиеся в воздух рабочей зоны или в атмосферу агрессивные вещества способны накапливаться в таких щелях; причём удалить их оттуда весьма нелегко. В результате стыки подвергаются усиленному и длительному коррозионному воздействию среды.

Щелевая коррозия особо опасна для строительных конструкций и открытых стационарных сооружений.

 

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Очевидно, что для обеспечения возможности корректно использовать конструкционные материалы (а равным образом – и оборудование из них) необходимо испытывать, измерять и характеризовать их коррозионную стойкость.

 

Методы испытаний

Методы испытаний коррозионной стойкости всегда основаны на помещении испытуемого образца в реальную или модельную агрессивную среду при заданной температуре и иных факторах (давление. вибрации. наложение электрического поля, интенсивные излучения и т.д.) на определённое время. В ходе испытаний измеряют потери массы материала, контролируют или характеризуют качественно изменения его физических свойств (например, факт набухания полимера или растрескивания композита можно обнаружить визуально).

В результате можно получить сведения о скорости разрушения (растворения) материала; о механизме коррозии; о времени устойчивости материала в данной среде; о составе среды или температуре, при которых материалы являются стойкими.

Наиболее распространён простейший тест, схема которого приведена на рисунке …

Рисунок. Схема опыта измерения скорости коррозии

 

1. Сосуд

2. Агрессивная среда

3. Испытуемый образец

 

 

Метод применяется для измерения скорости равномерной коррозии. Образец – как правило, прямоугольную пластинку формата АхВ известной толщины S и массы М₀ помещают в среду. Через определённые промежутки времени пластинку извлекают, промывают. высушивают и взвешивают. Таким образом получают зависимость массы М от времени t.

По измереным значениям вычисляют скорость коррозии.

Массовая скорость

W_m [кг/(м².с)] = (3.1)

Линейная скорость

W_L [м./с)] = = W_m /r (3.2)

r - плотность материала, кг/м³.