Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Коррозия металлов

31.01.2019

Коррозией называется процесс разрушения металлов и сплавов, протекающий от химического или электрохимического воздействия. Коррозия наносит огромный ущерб народному хозяйству. Ущерб выражается в безвозвратных потерях миллионов тонн металла в год. Например, около 10% от производимого черного металла теряется ежегодно от коррозии. Помимо потерь, в ряде производств образующиеся в результате коррозии окислы металла загрязняют продукты. Предупреждение этого явления вызывает дополнительные расходы. Это особенно относится к пищевой промышленности, к производству химически чистых реактивов и т. п.

Разрушение металлов и сплавов коррозией в основном зависит от природы металла, химического состава сплава, содержания агрессивных веществ в окружающей среде и ее температуры.

Коррозию подразделяют на химическую и электрохимическую. Под химической коррозией понимают разрушение металла или другого материала при действии на него сухих газов или неэлектролитов (бензина, масла и др.). Типичным примером химической коррозии является окисление металла при высоких температурах. При химической коррозии на поверхности металла образуется пленка его окислов. Прочность этой пленки у различных металлов и сплавов различная. У железоуглеродистых сплавов пленка окислов непрочная, она легко разрушается и окисление продолжается в глубь изделия.

У других металлов и сплавов окисные пленки весьма прочны. Например, при окислении алюминия на его поверхности образуется прочная окисная пленка, защищающая металл от дальнейшего окисления.

Электрохимической коррозией называют процессы, которые протекают при действии на металл электролитов. Электролитами могут быть водные растворы соды, кислот, щелочей, природные воды, атмосферный воздух, особенно повышенной влажности. Во время действия электролита на металл протекают окислительный и восстановительный процессы. При окислительном процессе происходит разрушение (растворение) металла, а при восстановительном — восстановление водорода и выделение кислорода из раствора. Металл посылает в раствор свои положительно заряженные ионы (катионы). Сам же металл заряжается отрицательно за счет электронов, которые были с катионами электростатически связаны.

Стремление металлов выделять в раствор ионы называется упругостью растворения. Каждый металл обладает присущей ему упругостью растворения. Вследствие этого металлы, помещенные в один и тот же электролит, будут обладать различными потенциалами и образовывать гальванические пары. В этих парах металл с более низким потенциалом будет являться анодом и разрушаться, т. е. корродировать или переходить в раствор. Второй металл, обладающий более высоким потенциалом, является катодом и растворяться не будет. Таким образом, способность металла выделять в электролит катионы и разрушаться при образовании гальванических пар находится в зависимости от его упругости растворения. Этим и объясняются процессы, протекающие при электрохимической коррозии металлов. Обычно структура технических металлов (сплавов) неоднородна, она может состоять из твердых растворов, химических соединений, механической смеси и чистого металла. При погружении такого металла в электролит отдельные участки в нем будут иметь различные потенциалы. Так как в металле структурные составляющие коротко замкнуты друг с другом в массе металла, то металл можно рассматривать как комплекс, состоящий из большого числа элементов, обладающих различными потенциалами.

Если расположить металлы по возрастанию их электроотрицательных свойств, то получится так называемый ряд напряжений, согласно которому разрушается тот, который стоит ниже в ряду напряжений (табл. 10). Интенсивность разрушения металла зависит от разности потенциалов данной пары, температуры электролита и его концентрации.

Коррозионное разрушение начинается с поверхности системы металл — среда и постепенно распространяется во внутрь металла.

Коррозионные разрушения можно разделить на следующие основные виды:

1. Равномерная коррозия, при которой металл разрушается с одинаковой силой по всей поверхности. Этот вид коррозии наиболее часто наблюдается у чистых металлов и у однородных твердых растворов в сильно действующих средах, препятствующих образованию защитной пленки.

2. Местная коррозия. В этом случае разрушение происходит на некоторых участках поверхности металла. Местная коррозия появляется в результате нарушения защитной окисной пленки; на прожженных местах коррозия распространяется в глубь металла. Этот вид коррозии наиболее часто наблюдается у многофазных сплавов. Развитию местной коррозии способствуют дефекты поверхности (царапины, задиры и т.п.).

3. Интеркристаллитная (межкристаллитная) коррозия заключается в разрушении металла или сплава по границам зерна. Коррозия распространяется далеко в глубь, не вызывая заметных изменений на поверхности, что может явиться причиной серьезных аварий.

В результате коррозии металлы теряют блеск, покрываются продуктами коррозии, при этом резко снижаются механические свойства. Наиболее сильно снижается предел усталости (коррозионная усталость).
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: