Що таке корозія

Всім, хто користується будь-якими видами трубопровідної арматури. знаком такий неприємний процес, як корозія. У цій статті ми ближче познайомимося з корозією, і розглянемо її види та особливості.

В широкому розумінні цього слова, корозія - це процес мимовільного руйнування будь-яких матеріалів: пластмаси, гуми, кераміки, металу, бетону, дерева. Але в більшості випадків термін «корозія» використовують щодо металів, які піддаються руйнуванню унаслідок фізико-хімічного або хімічної взаємодії з навколишнім середовищем.

Безпосередньо сам термін «корозія» від латинського «corrodere», що означає «роз'їдати що-небудь». Даний термін характеризує не тільки сам процес руйнування, але і результат цього процесу. Середовище, в якому метал піддається негативному впливу корозії, носить назву агресивної або корозійного середовища. Сам процес корозії може протікати в найрізноманітніших типах середовищ, проте, в більшості випадків це рідинні або газоподібні середовища, такі як навколишня атмосфера, грунт, вода, і так далі. Причиною виникнення і протікання процесу корозії є термодинамічна нестійкість матеріалів до конкретних компонентів, що знаходяться в навколишньому середовищі. Результат корозії - руйнування конструкцій, зіпсоване обладнання, продукти корозії (та ж іржа, наприклад).

Процес корозії самопроізволен, і можна говорити про те, що початковою причиною корозії металу є те, що він не володіє термодинамічної стійкістю до заданої середовищі. Важливо пам'ятати про те, що корозія є багатостадійним процесом, який слід вивчати цілісно. Необхідно враховувати:

• Підведення корозійної середовища, або ж окремо взятих її компонентів, до металевої поверхні;
• Взаємодія металу із середовищем;
• Частковий або повний відведення продуктів від металевої поверхні (в обсязі рідини, якщо середу рідка).

види корозії

Розглянемо основні види корозії.

Корозія за механізмом протікання

Корозію за механізмом протікання поділяють на два типи - електрохімічний і хімічну.

Електрохімічна корозія - це взаємодія корозійного середовища з металом, під час якого відновлення окисної компоненти середовища і іонізація атомів металу відбувається не в одному акті, а також їх швидкості залежать від того, яким є електродний потенціал металу. За цим принципом протікає, наприклад, взаємодія металу з різними типами кислотних середовищ.

Хімічної корозією називають процес взаємодії металу з корозійної середовищем, при якому відновлення окисних компонентів корозійного середовища і окислення металу протікають в одному акті. Таким чином протікає окислення здебільшого металів в газових середовищах, в складі яких є окислювач (наприклад, окислення в повітрі в разі підвищення температури).

Корозія в залежності від агресивного середовища

Залежно від агресивного середовища, яка викликає руйнування, корозія підрозділяється на наступні види:

Корозія зовнішнім струмом. Даний тип корозії виникає внаслідок впливу струму від джерела ззовні.

Радіаційна корозія. Цей процес обумовлений впливом радіоактивного випромінювання.

Рідинна корозія. Це вид корозії, що обумовлений впливом рідкого середовища: в електролітах (корозія в лугах і розплавлених солях, річкова, морська, сольова, лужна, кислотна) і неелектролітів (органічний розчинник, розплавлена ​​сірка). Залежно від умов, в яких метал взаємодіє з середовищем, розрізняють рідинну корозію при змінному, неповному і повному зануренні, корозію в рухомий і спокійному середовищі, корозію по ватерлінії (поблизу кордону між незануреному і зануреної в корозійну середу частиною металу).

Біокоррозія. Цей процес протікає під впливом життєдіяльності різних мікроорганізмів.

Корозія, викликана блукаючими струмами. Процес, що виникає внаслідок впливу на метал блукаючого струму (наприклад, підземні трубопроводи).

Підземна - корозія металів в грунтах і грунтах (іржавіння розташованих під поверхнею землі сталевих трубопроводів).

Газова - хімічна корозія в газовому середовищі при високих температурах або мінімальному вмісті вологи (не більше 0,1%). Даний вид корозії можна спостерігати, наприклад, при крекінгу нафти, в процесі синтезу органічних спиртів та аміаку, отриманні хлористого водню і азотної кислоти.

Атмосферна корозія. Вид корозії металів в атмосфері повітря, або ж будь-якого іншого вологого газу (наприклад, іржавіння сталевих конструкцій на відкритому повітрі або в цеху).

Корозія за характером руйнувань

Межкристаллитная корозія. Даний тип корозії характеризується руйнуванням металу по межах зерен (кристалів) металу. Цей тип корозії є особливо небезпечним внаслідок того, що часто зовні метал ніяк не змінюється, проте швидко втрачає еластичність і міцність, а також легко руйнується. Це пов'язано з тим, що між зернами відбувається утворення маломіцних пухких продуктів корозії. Даному виду корозії особливо схильні до хромонікелеєві і хромисті стали, а також алюмінієві і нікелеві сплави.

Підповерхнева корозія. В даному випадку корозійне руйнування починається на поверхні металу, проте пізніше поширюється в глибині металу таким чином, що продукти корозійного руйнування виявляються зосередженими в порожнинах всередині металу. Даний тип корозії викликає розшарування і спучування виробів з металу.

Наскрізна корозія. Даний тип корозії викликає руйнування металу наскрізь (наприклад, при виразковій або точкової корозії листового металу).

Корозія виразками. Тип руйнування, яке має вигляд сильно поглибленої в товщу металу раковини (корозія стали в грунті).

Корозія плямами. Руйнування, які мають вигляд окремих плям середнього і великого розміру (корозія латуні в морській воді).

Точкова корозія. Руйнування, що має вигляд окремих точкових уражень, які глибоко проникають в метал (корозія хромонікелевої аустенітної сталі в морській воді).

Суцільна корозія. Цей тип корозії охоплює всю металеву поверхню, що знаходиться під впливом даної корозійного середовища. Цей вид корозії може бути рівномірним, якщо протікання процесу відбувається з однаковою швидкістю по всій поверхні металу (корозія вуглецевої сталі в розчинах сірчаної кислоти), або ж нерівномірним, в разі неоднакової швидкості протікання процесу на різних ділянках металевої поверхні (корозія вуглецевої сталі в морській воді ).

Корозія за умовами протікання

Фреттинг-корозія - вид корозії, що виникає в разі коливального переміщення двох поверхонь відносно один одного в умовах впливу корозійного середовища. Наприклад, руйнування двох щільно з'єднаних болтами металевих деталей машини як результат вібрації в містить кисень окисної атмосфері.

Корозійна кавітація. Це руйнування металу, що обумовлено одночасним ударним і корозійним впливом зовнішнього середовища. Наприклад, руйнування лопатей гребних гвинтів, встановлених на морських судах.

Корозія під напругою. Вид корозії, який викликається одночасним впливом механічної напруги і корозійного середовища. Залежно від того, який характер мають навантаження, може бути корозія при постійному навантаженні (наприклад, корозія металу парових котлів) а також корозія при змінному навантаженні (наприклад, корозія сталевих канатів, ресор, осей).

Корозія при терті (корозійна ерозія). Це руйнування металу, яке викликається одночасним впливом тертя і корозійного середовища.

Щілинна корозія. Цей тип корозії викликає руйнування металу під прокладками, в різьбових кріпильних, в зазорах і так далі.

Щороку корозія завдає народному господарству кожної країни величезної шкоди. У країнах, розвинених в промисловому плані, щорічні збитки від корозії становлять в середньому близько 5% від внутрішнього валового продукту. А втрати металу досягають 20 відсотків. Збиток, нанесений корозією, складається не тільки в залежності від того, якою є вартість матеріалів, а й від витрат на те, щоб виготовити прийшли в непридатність обладнання, конструкції і різні вироби. Корозія є всюди, де експлуатуються і обробляються металеві конструкції і вироби. З корозією необхідно боротися! Її легше запобігти, ніж потім ліквідовувати.

Корозія завдає як непрямі, так і прямі збитки. До непрямих збитків належать ті, що пов'язані з відмовою устаткування, яке прийшло в непридатність внаслідок корозійних процесів, його простою, ремонту або заміни, псуванням продукції інших виробництв внаслідок того, що відбувається забруднення продуктами корозії. Також сюди входять високі допуски на корозію, а також вартість додатково витраченої води, електроенергії, матеріалів та іншого. До прямих збитків належать вартість зіпсованих внаслідок впливу корозії обладнання, машин, трубопроводів і так далі.

Тільки після вивчення самої суті корозійного процесу можна починати вивчати і розробляти методи захисту. Наука про корозію і захист від неї металів вивчає механізми і особливості протікання корозійних процесів в різних середовищах. Завданням цієї науки є не тільки вивчення, але і розробка різноманітних методів захисту металів від впливу корозії. Наука про корозії має на увазі не тільки знання віх закономірностей протікання процесів корозії, але і знання властивостей металів і різних матеріалів. При вивченні корозії металів, а також методів захисту від неї, як наукової бази виступають металознавство і фізична хімія.