Виды коррозии

• Газовая коррозия
• Атмосферная коррозия
• Коррозия при неполном погружении
• Коррозия по ватерлинии
• Коррозия при полном погружении
• Коррозия при переменном погружении
• Подземная коррозия
• Биокоррозия
• Коррозия внешним током
• Коррозия блуждающим током
• Контактная коррозия
• Коррозия при трении
• Фреттинг-коррозия
• Сплошная коррозия
• Равномерная коррозия
• Неравномерная коррозия
• Местная коррозия
• Подповерхностная коррозия
• Точечная коррозия
• Коррозия пятнами
• Сквозная коррозия
• Послойная коррозия
• Нитевидная коррозия
• Структурная коррозия
• Межкристаллитная коррозия
• Избирательная (селективная) коррозия
• Графитизация чугуна
• Обесцинкование
• Щелевая коррозия
• Ножевая коррозия
• Коррозионная язва
• Коррозионное растрескивание
• Коррозия под напряжением
• Коррозионная усталость
• Предел коррозионной усталости
• Коррозионная хрупкость

38. Коррозийная стойкость стали и сплавов. Способы защиты от коррозии.

Сплавы на основе железа обладают рядом высоких механических свойств и сравнительно недороги в производстве, поэтому они получили наиболее широкое применение во всех отраслях промышленности. Производство углеродистых и низколегированных сталей составляет около 70% от выпуска всех вместе взятых металлических материалов.

Однако эти материалы обладают невысокой коррозионной стойкостью в большинстве природных и промышленных сред и требуют применения соответствующих мер по защите от коррозии.

Объясняется это тем, что на железе, углеродистых и низколегированных сталях анодный процесс протекает без существенного торможения и практически без возникновения пассивного состояния. Катодный процесс характеризуется малым торможением реакции восстановления кислорода и существенным торможением за счет ограниченной доставки кислорода в зону катодной реакции.

К тому же продукты коррозии железа также слабо тормозят коррозионный процесс вследствие непрочности сцепления с основным металлом и их частичной растворимости в воде.

Содержание в углеродистой стали таких компонентов как углерод, марганец, кремний, фосфор, медь не имеет существенного влияния на скорость коррозии. Примеси серы и азота выше допустимых концентраций могут ускорять коррозионный процесс.

В последние годы наблюдается тенденция к увеличению использования низколегированных сталей с небольшим (2-3% в совокупности) содержанием хрома, никеля, марганца, меди и кремния. Применение таких сталей позволяет существенно уменьшить металлоемкость конструкций и сооружений, трудоемкость, потребление энергии, улучшить технические характеристики объектов техники. Однако использование легирующих добавок в таких количествах практически не влияет на коррозионную стойкость сталей.

Большое влияние на скорость коррозии оказывает прокатная окалина. Она имеет высокую электропроводность, а ее стационарный потенциал в морской воде на 0,3-0,5 В более положителен, чем потенциал стали, причем эта разница наибольшая для сталей, легированных хромом и медью. Поэтому обязательным является удаление окалины в процессе подготовки поверхности перед окрашиванием.

Наличие окалины, остатков краски, условия дифференциальной аэрации в потоке воды, механические нагружения и пр. способствуют развитию язвенной коррозии, скорость которой может составлять до 0,4-1,0 мм/год.

Различие в коррозионном поведении различных марок сталей проявляется главным образом в сварных соединениях. Это определяется разностью электродных потенциалов трех элементов сварного соединения: основной металл, сварной шов, околошовная зона (зона термического влияния). Поэтому выбор сварочных электродов и технологии сварки производится с таким расчетом, чтобы три указанных элемента имели приблизительно одинаковые потенциалы. Это достигается применением соответствующих сварочных материалов.

Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики. Истинные убытки от неё нельзя определить, оценив только прямые потери, к которым относятся стоимость разрушившейся конструкции, стоимость замены оборудования, затраты на мероприятия по защите от коррозии. Ещё больший ущерб составляют косвенные потери. Это простои оборудования при замене прокорродировавших деталей и узлов, утечка продуктов, нарушение технологических процессов.

Идеальная защита от коррозии на 80 % обеспечивается правильной подготовкой поверхности, и только на 20 % качеством используемых лакокрасочных материа­лов и способом их нанесения.^[3]. Наиболее производительным и эффективным методом подготовки поверхности перед дальнейшей защитой субстрата является абразивоструйная очистка^[4].

Обычно выделяют три направления методов защиты от коррозии:

1. Конструкционный
2. Активный
3. Пассивный

Для предотвращения коррозии в качестве конструкционных материалов применяют нержавеющие стали, кортеновские стали, цветные металлы. При проектировании конструкции стараются максимально изолировать от попадания коррозионной среды, применяя клеи, герметики, резиновые прокладки.

Активные методы борьбы с коррозией направлены на изменение структуры двойного электрического слоя. Применяется наложение постоянного электрического поля с помощью источника постоянного тока, напряжение выбирается с целью повышения электродного потенциала защищаемого металла. Другой метод — использование жертвенного анода, более активного материала, который будет разрушаться, предохраняя защищаемое изделие.

В качестве защиты от коррозии может применяться нанесение какого-либо покрытия, которое препятствует образованию коррозионного элемента (пассивный метод).

Кислородная коррозия оцинкованного железа

Кислородная коррозия железа, покрытого оловом

Красочное покрытие, полимерное покрытие и эмалирование должны, прежде всего, предотвратить доступ кислорода и влаги. Часто также применяется покрытие, например, стали другими металлами, такими как цинк, олово, хром, никель. Цинковое покрытие защищает сталь даже когда покрытие частично разрушено. Цинк имеет более отрицательный потенциал и корродирует первым. Ионы Zn²⁺ токсичны. При изготовлении консервных банок применяют жесть, покрытую слоем олова. В отличие от оцинкованной жести, при разрушении слоя олова корродировать, притом усиленно, начинает железо, так как олово имеет более положительный потенциал. Другая возможность защитить металл от коррозии — применение защитного электрода с большим отрицательным потенциалом, например, из цинка или магния. Для этого специально создаётся коррозионный элемент. Защищаемый металл выступает в роли катода, и этот вид защиты называют катодной защитой. Растворяемый электрод, называют, соответственно, анодом протекторной защиты. Этот метод применяют для защиты от коррозии морских судов, мостов, котельных установок, расположенных под землей труб. Для защиты корпуса судна на наружную сторону корпуса крепят цинковые пластинки.

Если сравнить потенциалы цинка и магния с железом, они имеют более отрицательные потенциалы. Но тем не менее корродируют они медленнее вследствие образования на поверхности защитной оксидной плёнки, которая защищает металл от дальнейшей коррозии. Образование такой плёнки называют пассивацией металла. У алюминия её усиливают анодным окислением (анодирование). При добавлении небольшого количества хрома в сталь на поверхности металла образуется оксидная плёнка. Содержание хрома в нержавеющей стали — более 12 процентов.