Коррозия металлов

 

Характер коррозионного разрушения металлических конструкций в зависимости от условий коррозии может быть весьма разным. Наряду с общим (сплошным) коррозионным разрушением, более или менее соизмеримым по своей интенсивности на всей металлической поверхности, контактирующей с коррозионной средой, весьма часты случаи, когда лишь отдельные в большей или меньшей степени локализованные участки поверхности металла подвергаются избирательному разрушению, тогда как остальная поверхность (гораздо более значительная) остается почти не разрушенной.

Наиболее распространенными видами локальной коррозии, приносящими основной ущерб, являются щелевая (ЩК), питтинговая (ПК), межкристаллитная (МКК) коррозия. Наличие механических растягивающих напряжений ведет обычно к еще более локализованной местной коррозии – коррозионной усталости (КУ) и коррозионному растрескиванию (КР).

Общая коррозия ответственна за основной объем корродируемого икоррозионно-распыляемого металла, тогда как при местной коррозии изделие может потерять свои эксплуатационные качества уже при относительно малых потерях массы. По этой причине местная (локальная) коррозия чаще наиболее опасна. Например, МКК, КР и КУ часто катастрофически понижают прочность конструкции и выводят ее из строя при ничтожных количествах прокорродировавшего металла. Аналогично этому ПК в химических аппаратах, цистернах и других емкостях может приводить к потере герметичности при относительно небольших общих потерях металла. Научному исследованию и разработке методов борьбы с локальными видами коррозии уделяется исключительно большое внимание.

Рассмотрим некоторые виды коррозии:

1.Щелевая коррозия.

Вомногих практических случаях эксплуатации металлических конструкций наблюдается ЩК, т.е. избирательное, интенсивное разрушение металла в щели (зазоре).

Щели в аппаратах и конструкциях обычно неизбежны при сочленении разных деталей, в частности между прокладочными материалами и металлом. Избирательная коррозия может привести к преждевременному износу конструкций, эксплуатирующихся также в атмосферных условиях. От этого вида коррозии часто страдают клепаные конструкции, например железнодорожные мосты. Возможны случаи разрушения строительных конструкций в местах контакта со строительными материалами.

Наибольшую чувствительность к ЩК проявляют пассивные металлы (КС-стали, Аl-сплавы) в случае возможной их депассивации в щелях.

Методы защиты.

В качестве защиты можно предложить следующие методы.

• Уплотнение зазоров полимерными пленками, резиной, смазкой, что должно обеспечивать герметичность, исключающую попадание влаги в щель.

• Рациональное конструирование, предусматривающее невозможность попадания агрессивной среды в зазоры разных конструктивных соединений.

• Выбор КС-материалов. На основании данных о стойкости к ЩК можно видеть, что металлы и сплавы, КС которых обусловлена их пассивными свойствами, весьма чувствительны к ЩК, так как пассивное состояние может быть легко разрушено в щели.

• ЭХ-защита. Во избежание ЩК можно использовать катодную защиту, т.е. поляризацию конструкций от внешнего источника, или контактирование с жертвенными анодами (протекторами).

• Барьерная защита. Применение лакокрасочных материалов, стойких к условиям эксплуатации.

2. Коррозионная усталость.

Усталость металлов – их хрупкое разрушение в результате образования трещин меж- и транскристаллитного характера под одновременным воздействием коррозионной среды и переменных (циклических) напряжений, обычно не превышающих область упругости. При воздействии коррозионной среды усталостное разрушение металла, какправило, происходит гораздо быстрее, чем в вакууме или сухой атмосфере при одинаковой интенсивности циклических напряжений.

КУ-разрушение металлов и сплавов наблюдается при эксплуатации валов гребных винтов пароходов, рессор автомобилей, морских и рудничных канатов и т.п. КУ сплавов и сталей происходит в пресной и морской воде, в конденсатах продуктов горения и разных химических средах.