Виды коррозионных разрушений - Химическая коррозия

Коррозия металл кинетика

Разрушение металлов и сплавов может происходить в результате химического (химическая коррозия, неэлектрохимическая), электрохимического (электрохимичекая коррозия), биологического (микробиологическая или микробная коррозия), и радиационного (радиационная коррозия) воздействия внешней среды. Способность металлов противостоять коррозионному воздействию внешней среды называют коррозионной стойкостью. [2]

По характеру коррозионных разрушений различают сплошную, или общую, коррозию (рис. 1, а, б) и местную, или локальную (рис. 1, в, г, д, е, ж). Сплошная коррозия бывает равномерной (рис. 1, а) и неравномерной (рис. 1,б). Равномерное разрушение может быть в том случае, когда поверхность металла и свойства агрессивной среды, воздействующей на эту поверхность, однородны. В реальных условиях чаще встречаются коррозионные процессы на неоднородной (гетерогенной) металлической поверхности в неоднородной коррозионно-активной среде. Поэтому на практике обычно имеют дело с неравномерной коррозией и с различными видами местной коррозии.

Коррозия называется равномерной, если фронт коррозионного разрушения распространяется параллельно плоскости металла (рис. 1, а), и неравномерной, если скорость коррозии на различных участках неодинакова (рис. 1,б). Примером равномерной коррозии может быть избирательная коррозия, которая характерна для сплавов - твердых растворов. Она заключается в разрушении одного из компонентов сплава.

Так, при коррозии латуни равномерно может разрушаться цинк, ионизируясь и переходя в раствор, а поверхностный слой в результате обогащается медью (рис. 1, в).

виды коррозионного разрушения

Рис. 1 - Виды коррозионного разрушения: а -- сплошная равномерная коррозия; б -- сплошная неравномерная коррозия; в -- избирательная коррозия; г -- неравномерная коррозия пятнами; д -- неравномерная точечная коррозия; е -- межкристаллитная коррозия; ж -- внутрикристаллитная коррозия при коррозионном растрескивании

Местная коррозия имеет ряд разновидностей, среди которых наиболее распространены следующие:

    -- коррозия пятнами, в виде отдельных раковин, наименее неравномерная (рис. 1, г); -- точечная, или питтинговая коррозия -- разрушение в глубину металла с образованием пор, вплоть до сквозных (рис. 1, д); -- межкристаллитная коррозия -- разрушение металла по границам кристаллов. При этом внешних проявлений процесса может не наблюдаться (рис. 1, е); -- внутрикристаллитная коррозия -- разрушение металла по зернам кристаллитов. Этот вид коррозии наблюдается при растрескивании, протекающем под влиянием внешних механических или внутренних напряжений (рис. 1, ж).

Местную коррозию можно определить как коррозию, происходящую на некотором участке поверхности металла со значительно большей скоростью, чем на остальной части поверхности. В частности, питтинговая (точечная) коррозия связана с разрушением оксидной пленки и часто возникает на совершенно гладкой поверхности, там, где защитная оксидная пленка на металле подвержена только местному разрушению, а в остальной части устойчива к раствору, который воздействует на металл. Точечные поражения (питтинги) зарождаются в несплошностях оксидной пленки при наиболее подходящих для этого локальных условиях внешней среды.

Питтинг может возникать на поверхности всех металлов. На практике он чаще обнаруживается на пассивных сплавах, у которых благодаря весьма стойкой пленке разъедание приобретает местный характер. Одной из причин образования питтингов может служить наличие в агрессивной среде ионов-активаторов, таких как Сl - , Вг - , CN - - ионов и др. Питтинговая коррозия опасна тем, что при малых коррозионных потерях конструкция может быть выведена из строя за довольно небольшой промежуток времени. Наиболее часто этот вид коррозионного поражения имеет место при эксплуатации изделий из алюминия, нержавеющей стали и сплавов, содержащих никель, хром и другие металлы, склонные к пассивации.

Межкристаллитная коррозия (МКК) обусловлена тем, что границы зерен даже в чистом металле более склонны к разъеданию, чем само зерно. Атомы металла на границах зерен имеют плотную и менее упорядоченную упаковку; на границах зерен концентрируются примеси, что еще более снижает их устойчивость к действию агрессивных сред. Разрушение границ зерен наиболее опасно при эксплуатации металлических изделий под напряжением. В этих условиях наблюдается так называемое межкристаллитное растрескивание. Этому виду поражения в большей степени подвержены алюминиевые и аустенитные нержавеющие стали. Для уменьшения склонности к МКК в стали вводят элементы-стабилизаторы Ti, Nb, что предотвращает образование карбидов хрома, однако в сварных конструкциях возможно появление ножевой коррозии -- быстрого разрушения в узкой зоне вдоль сварных швов в окислительных средах.

Когда металл подвергается переменным напряжениям, в нем возникают и постепенно развиваются трещины. Такое разрушение называется усталостным изломом. В присутствии коррозионной среды этот процесс ускоряется. Указанный эффект обнаруживается даже в слабоагрессивных средах. Например, усталостная долговечность алюминия сильно сокращается в присутствии влаги. От этого вида коррозионного разрушения очень трудно защищать металлы. Рекомендуемые методы защиты (металлические покрытия, анодирование, окраска и т. д.) следует применять осторожно, с учетом физико-механических свойств защитного слоя.[3]

Похожие статьи




Виды коррозионных разрушений - Химическая коррозия

Предыдущая | Следующая