Классификация коррозионных процессов

Коррозионные процессы классиф-ся по мех-зму взаимодействия металлов с внешней средой; по виду коррозионной (агрессивной) среды и усл-ям протекания процесса; по хар-ру коррозионных разрушений; по видам дополнительных воздействий, к-рым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.

1). Класс-я коррозионных процессов по механизму протекания: хим и электрохимю коррозию металлов. Хим коррозия – это процесс взаимодействия материала (металла) с коррозионной средой, при к-ром окисление материала и восстановление окислительного компонента среды протекают при их непосредственном контакте единовременно в одном акте, в одном и том же месте. Энергетический эффект химической коррозии выражается в форме выделенной или поглощенной теплоты. Электрохим-ая коррозия – это процесс взаимодействия материала с коррозионной средой (электролитом), при к-ром реакции окисления материала и восстановления окислительного компонента коррозионной среды пространственно разделены, протекают не в одном акте в разных местах, электроны передаются от восстановителя к окислителю по проводнику первого рода. Энергетический эффект электрохим коррозии выражается в форме протекания электр-ого тока. 2)Класс-я коррозионных пр-ов по виду кор-ой среды и усл протекания. Газовая коррозия –Поведение металлов при высокой тем-ре имеет большое прак-ое знач и мб описано с помощью 2 важных хар-к – жаростойкости( спос-ть МЕ сопротивляться воздей-ю газов ) и жаропрочности.( спос-ть МЕ сохранять при больших тем-рах достаточно высокие мех св-ва Жидкостная коррозия – это хим коррозия МЕ и сплавов в жидкой среде (не электролитах-органических раств-х, жидком топливе) Атмосферная коррозия – это электрохим коррозия в атмосфере воздуха или любого влажного газа (например, коррозия металлических изделий в цехе). П одземная (почвенная) коррозия – это электрохим коррозия в почвах и грунтах.(трубопроводы) Морская коррозия –(коррозия морских судов) Биологическая коррозия (биокоррозия) – это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, использующих металлы (материалы) как питательную среду или выделяющие продукты, разрушающие материалы. Радиационная коррозия – это коррозия, обусловленная действием радиационного облучения. Коррозия внешним током – электрохим коррозия металлов, возникающая под воздействием тока от внешнего источника. Коррозия блуждающим током – электрохимическая коррозия металлов под воздействием блуждающих токов.

Классификация коррозионных процессов по характеру коррозионного разрушения

По хар-ру коррозионного разрушения различают след виды коррозии: сплошная равномерная; сплошная неравномерная;структурно-избирательная; пятнами; язвами; точками (питтинговая); подповерхностная; межкристаллитная. Коррозия наз сплошной,если она охватывает всю поверхность металла. Сплошная коррозия мб равномерной, если процесс протекает с одинаковой скоростью по всей поверх-ти металла, и неравномерной, когда скорость процесса неодинакова на различных участках поверх-ти. Равномерное разрушение наблюдается, напр, при коррозии железных труб на воздухе. При избирательной коррозии разрушается одна стр-рная составляющая или один компонент сплава. В кач-ве примеров можно привести графитизацию чугуна или обесцинкование латуней. Местная (локальная) коррозия охватывает отдельные участки поверх-ти металла Местная коррозия мб 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, напр, при коррозии латуни в морской воде. Язвенная коррозия отмечена у сталей в грунте. Подповерхностная коррозия начинается на поверх-ти, но затем распространяется в глубине металла. Продукты коррозии оказ-ся сосредоточенными в полостях металла. Этот вид коррозии выз-т вспучивание и расслоение метал-их изделий. Межкристаллитная коррозия хар-ся разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешн вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образ-ем между зернами рыхлых непрочных 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.

 

Показатели скорости коррозии

Скорость коррозии мб определена по изучению зав-ти изменения какого-либо показ-ля процесса во времени. Истинная или мгновенная дифференциальная скорость коррозии в момент времени τравна первой производной от величины показателя (у)от времени, т.е. dу/dτ.Чаще на практике опред-т среднюю интегральную скорость процесса за время τ, т.е. Δу/Δτ. Наиболее употребительными показателями процесса коррозии яв-ся: глубинный показ-ль, изменение массы, объемный, мех и др показ-ли. Глубинный показ-ль (К_п) оценивает глубину коррозионного разрушения МЕ в единицу времени (напр, мм/год). Массовый показ-ль (К^±_m)хар-т изменение массы (m) образца МЕ в рез-те коррозии, отнесенное к единице поверх-ти МЕ (S)и к единице времени (τ) (напр, г/(м²∙ч)):К^±_m = m/S∙τ Этот показ-ль мб отрицательным, если масса МЕ за время испытания τ после удаления продуктов коррозии умень-сь. Он мб и положительным, если масса образца за время испытаний увелич-сь. В случае равномерной коррозии МЕ можно сделать пересчет от отрицательного пок-ля изменения массы К^–_m (г/(м²∙ч)) к глубинному показ-лю К_п (мм/год):К_п = К^–_m∙8,76/ρ_Ме, где, ρ_Ме, г/см³ – плотность МЕ. Объемный показ-ль коррозии (К_V) указ объем поглощенного или выделившегося в процессе коррозии МЕ газа (ΔV), приведенного к норм усл, и отнесенный к единице поверх-ти МЕ и к единице времени (напр, см³/(см²∙ч)): К_V = ΔV/S∙τ. Исп-ся также механический показ-ль коррозии К_мех.Он хар-т изменение какого-либо мех св-ва МЕ за время коррозионного процесса, выраженное в процентах. Напр, прочностной показ-ль К_σ = Δσ_τ∙100/Δσ_τо где Δσ_τ – изменение предела прочности при растяжении за время τ коррозии; Δσ_τо – предел прочности при растяжении до начала коррозии. Сущ также показ-ль изменения электр-ого сопротивления (К_R),применяемый при исследовании коррозии тонкого листового материала или проволоки, к-рый представ-т собой изменение электр-ого сопротивления образца за время τ: К_R = (R_τ – R₀)∙100/ R₀, где R₀ – электр-ое сопротивление образца до начала коррозии, Ом; R_τ – электр-ое сопротивление образца после коррозии в течение времени τ, Ом.Применяют также очаговый показатель (К_N), хар-ий число очагов коррозии, отнесенное к единице поверхности металла и к единице времени, и другие показатели.

Электрохимическая защита

Электрохим. защита состоит в катодной или анодной поляризации защищаемой метал-ой конструкции. Она основан на том, что, сдвигая потенциал МЕ пропусканием тока, можно изменять скорость его коррозии. Электрохим. защита осущ-ся присоед-ем конструкции к внеш. источнику постоянного тока или к постороннему электроду – протектору. Катодная защита- применяется для предохранения от коррозии метал-их изделий находящихся в почве, морской воде (хранилища нефти и жидкого топлива, трубопроводы, сварные метал-ие основания, а также аппаратуру хим заводов и предприятий (реакторы, холодильники, конденсаторы, теплообменники и др.)). Она осущ-ся присоед-ем защищаемого оборудования и конструкций к отрицатель. полюсу внеш. источника постоянного тока. Увеличение внеш. тока до величины, обеспеч-щей достижение равновесного потенциала корродирующего МЕ, полностью подавляет коррозионный процесс. Вследствие этого вся поверхность металлического оборудования или конструкции становиться катодом и тем самым предохраняет МЕ от разрушения. Протекторная защита или гальваническая катодная защита- в этом случае катодная поляризация металлоизделия осущ-ся за счет его контакта с МЕ, имеющим более электроотрицательное знач окислительно-восстановительного потенциала. Протектор при этом яв-ся анодом. Его электрохим. растворение обеспечивает протекание катодного тока через защищаемое метал.изделие. Сам же анод (обычно это магний, цинк, алюминий и их сплавы) постепенно растворяется. Этот вид защиты применяют для небольших конструкций. Эффективность катодной и протекторной защиты возрастает, если их применять совместно с защитными покрытиями. Анодная защита применяется для снижения скорости коррозии аппаратов, изготовленных из нержавеющих и углеродистых сталей, никеля, титана и др способных легко пассивироваться при работе в агрессивных средах. Анодная защита применяется только в тех случаях, когда катодная или протекторная защита требует значительных энергетических затрат. Анодная защита осущ-ся присоединением защищаемого изделия к положительн. полюсу внеш. источника постоянного тока или к металлу с более положительным потенциалом (катодный протектор). Скорость коррозии при анодной защите мб снижена до min величины, соответствующей току полной пассивации, но никогда не уменьшается до нуля, как в случае катодной защиты.. Электродренаж. Блуждающие токи возникают вследствие утечки из электр-х цепей части тока в почву или водные р-ры, где они попадают на метал-е конструкции. В местах выхода этого тока из этих конструкций вновь в агрессивную среду происходит анодное растворение металла.(это наблюдается в места трамвайных путей).