Коррозия металлов

Во всех местах, где используются металлургические изделия, существуют окислители, оказывающие негативное воздействие на металл. Воздействие этих веществ приводит к постепенному разрушению металлических изделий. Основными окислителями выступают газы, вода, находящаяся в почве и атмосфере, и раствора различных веществ в ней.

Коррозия металлаЭкономические потери от коррозии крайне высоки
 

Экономические потери от коррозии крайне высоки. В США они оцениваются в 70 млрд. долларов в год. По оценкам, на потери от коррозии приходится от 2 до 4% ВВП. При этом учитываются только прямые потери – пришедшие в негодность детали и элементы конструкции. Косвенные потери значительно выше, но подсчитать их не представляется возможным. В эту группу входят потери на замену узлов, простой оборудования, порча продуктов и сырья, ухудшение экологии, потеря мощности, затраты на профилактику, человеческие жертвы.

Классификация коррозии

По механизму протекания коррозию можно разделить на химическую и электрохимическую. Коррозия первого типа наблюдается в большинстве случаев, второго – при наличии электрического тока.

По условию протеканию можно коррозия делится на такие виды:

  • Атмосферная. Происходит в атмосфере под действием водяного пара и кислорода.
  • Жидкостная. Помимо жидкости, на металл может воздействовать и вещества, растворенные в жидкости.
  • Почвенная. Характерна для металлических конструкций, находящихся в почве. К ней может добавиться коррозия под действием блуждающих токов.
  • Газовая высокотемпературная. Наблюдается при нагреве металла для обработки. За счет высокой температуры скорость реакции существенно возрастает.
  • Биологическая. Происходит под действием различных организмов, в первую очередь бактерий.
  • Усталостная. Под действием циклических нагрузок и коррозии происходит значительное снижение механических свойств изделий, и они могут разрушиться от небольших усилий.

По форме выделяют поверхностную, подповерхностную, точечную, межкристаллическую коррозию и другие виды.

Защита от коррозии

Поскольку коррозия может протекать в различных условиях, защита также производится множеством способов. Различаются способы защиты во время производства и эксплуатации изделий.

Во время изготовления детали важно защитить её от высокотемпературной газовой коррозии. Потери на неё составляют до 2% от массы исходного металла. Наиболее высокие потери от коррозии этого типа наблюдаются при работе с крупными заготовками, весом в несколько десятков тонн. Такие заготовки получаются литьем с последующей ковкой и механической обработкой. Основная часть металла теряется во время нагрева под ковку. Снижает потери применение герметичных печей, в которых заготовка нагревается в атмосфере нейтральных газов. Однако полностью устранить потери не удается – во время обработке на кузнечнопрессовом оборудовании часть металла окисляется.

Для защиты во время эксплуатации применяется два метода – повышение устойчивости к коррозии сплавов и ограничение взаимодействия окислителя и металла. Первый способ предполагает внесение в сплав легирующих добавок, которые повышают коррозионную стойкость. Для стали этими добавками выступают хром, никель и титан. Эти же легирующие вещества способствуют сохранению полезных свойств стали при повышенных температурах. Снижают стойкость к коррозии такие элементы, как вольфрам и молибден, поэтому стали, включающие эти вещества, требуют дополнительной защиты. Сера и фосфор, считающимися негативными примесями, помимо прочих неприятных действий, повышаю скорость коррозии.

Цветные металлы мало подвержены коррозии в ходе эксплуатации на воздухе. Алюминий, несмотря на то, что является весьма активным металлом, не взаимодействует со многими веществами. На воздухе он покрывается плотной пленкой оксида алюминия, который является достаточно инертным веществом. Аналогичная ситуация наблюдается и для других цветных металлов, например, цинка. Коррозионную опасность для цветных и черных металлов представляют различные кислоты.

Для ограничения контакта окислителя и металла на поверхность изделия наносятся различные покрытия. Для стали распространены покрытия цинком, хромом, оловом, кадмием и другими неактивными металлами. Из неметаллических веществ широко используются лакокрасочные покрытия. В целом защитные свойства покрытий существенно определяются качеством подготовки поверхности и очисткой её от дефектов.

Статья носит ознакомительный характер.
Не забывайте консультироваться со специалистами.