Как определить очаг коррозионного разрушения

Виды коррозионных разрушений

По характеру изменения поверхности металла или сплава или по степени изменения их физико-механических свойств в процессе коррозии независимо от свойств среды коррозионные разрушения бывают нескольких видов (рис. 1.1).

1.1 Сплошная коррозия

Если коррозия охватывает всю поверхность металла, то такой вид разрушения называется сплошной коррозией. К сплошной коррозии относится разрушение металлов и сплавов под действием кислот, щелочей, атмосферы. Сплошная коррозия может быть равномерной (рис 1.1 а), т. е. разрушение металла происходит с одинаковой скоростью по всей поверхности, и неравномерной (рис 1.1 б), когда скорость коррозии на отдельных участках поверхности неодинакова. Примером равномерной коррозии может служить коррозия при взаимодействии меди с азотной, железа — с соляной, цинка — с серной кислотами, алюминия — с растворами щелочей. В этих случаях продукты коррозии не остаются на поверхности металла. Аналогично корродируют железные трубы на открытом воздухе (атмосферная коррозия). Это легко увидеть, если удалить слой ржавчины; под ним обнаруживается шероховатая поверхность металла, равномерно распределенная по всей трубе. Основным фактором, определяющим механизм и скорость атмосферной коррозии, является степень увлажненности поверхности корродирующих металлов. По механизму протекания процесса атмосферная коррозия подразделяется на электрохимическую (мокрую и влажную атмосферную коррозию) и химическую (сухую).

Механизм сухой атмосферной коррозии металлов аналогичен химическому процессу образования и роста на металлах пленок продуктов коррозии. Процесс сухой атмосферной коррозии металлов сначала протекает быстро, но с большим торможением во времени так, что через некоторое время, порядка нескольких или десятков минут, устанавливается практически постоянная и очень незначительная скорость, что обусловлено невысокими температурами атмосферного воздуха. Так образуются на металлах в кислороде или сухом воздухе тонкие окисные пленки, и поверхность металлов тускнеет. Если в воздухе содержатся другие газы, например сернистые соединения, защитные свойства пленки образующихся продуктов коррозии могут снизиться, а скорость коррозии в связи с этим несколько возрасти. Однако, как правило, сухая атмосферная коррозия не приводит к существенному коррозионному разрушению металлических конструкций. Мокрая атмосферная коррозия металлов по своему механизму приближается к электрохимической коррозии при полном погружении металла в электролит. Видимая пленка влаги на поверхности металла, приводящая к протеканию мокрой атмосферной коррозии, возникает в результате непосредственного попадания электролита на поверхность металла (дождь, обливание конструкции водой или другим электролитом) или физической капельной конденсации влаги, которая происходит при относительной влажности воздуха, близкой к 100%.

1.2 Избирательная коррозия

Сплавы некоторых металлов подвержены избирательной коррозии (рис 1.1.в), когда один из элементов или одна из структур сплава разрушается, а остальные практически остаются без изменений. При соприкосновении латуни с серной кислотой происходит компонентно-избирательная коррозия — коррозия цинка, а сплав обогащается медью. Такое разрушение легко заметить, так как происходит покраснение поверхности изделия за счет увеличения концентрации меди в сплаве. При структурно-избирательной коррозии происходит преимущественно разрушение какой-либо одной структуры сплава, так, например, при соприкосновении стали с кислотами феррит разрушается, а карбид железа остается без изменений. Этому виду коррозии особенно подвержены чугуны.

1.3 Подповерхностная коррозия

Подповерхностная коррозия (рис 1.1 ж) начинается с поверхности металла в тех случаях, когда защитное покрытие (пленки, оксиды и т. п.) разрушено на отдельных участках. В этом случае разрушение идет преимущественно под покрытием, и продукты коррозии сосредотачиваются внутри металла. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание и расслоение металла. Определить ее возможно только под микроскопом.

1.4 Местная коррозия (пятнами, язвами, точками)

При местной коррозии на поверхности металла обнаруживаются поражения в виде отдельных пятен, язв, точек (рис. 1.1 г, д, е). В зависимости от характера поражений местная коррозия бывает в виде пятен, т. е. поражений, не сильно углубленных в толщу металла; язв — поражений, сильно углубленных в толщу металла; точек, иногда еле заметных глазу, но глубоко проникающих в металл. Точечная (питтинговая) коррозия (рис.1.1 е.) наблюдается у металлов и сплавов в пассивном состоянии, когда коррозии со значительной скоростью подвержены отдельные небольшие участки поверхности, что приводит к образованию глубоких поражений — точечных язв, или питтингов. Коррозионное разрушение этого типа бывает у хромистых и хромоникелевых сталей, алюминия и его сплавов, никеля, циркония, титана в средах, в которых наряду с пассиватором — окислителем присутствуют активирующие анионы, например, в растворах NaCl, в морской воде, в растворах хлорного железа, в смесях соляной и азотной кислот и др. Увеличение содержания хрома и никеля повышает стойкость сталей к точечной коррозии. Питтинг возникает в слабых местах пассивной пленки по достижении определенного потенциала (потенциала питтинго-образования) за счет окислителя или анодной поляризации в присутствии активирующих ионов в растворе, которые вытесняют адсорбированный кислород или, взаимодействуя, разрушают окисную пленку. Местное ослабление пассивности может быть обусловлено неоднородностью структуры металла (интерметаллические и другие включения), случайными механическими повреждениями в защитной пленке и другими причинами. Рост питтинга происходит вследствие интенсивного растворения защитной пленки, что приводит к сильному возрастанию скорости анодного процесса в нем (активационный режим роста питтинга), которое со временем падает в связи с расширением поверхности питтинга и возникающими диффузионными ограничениями (диффузионный режим роста питтинга). Для защиты металлов от точечной коррозии применимы следующие методы:

1) выбор стойких против точечной коррозии материалов: высокохромистых сталей, хромоникелевых сталей с молибденом или кремнием (закаленных на аустенит), титана;

2) катодная и анодная (в присутствии ингибирующих анионов) электрохимическая защита;

3) введение в замкнутые системы ингибиторов точечной коррозии: нитратов, хроматов, сульфатов, щелочей.

1.5 Щелевая коррозия

Щелевой коррозией принято называть усиленное коррозионное разрушение металла конструкций в щелях и зазорах между металлами (в резьбовых и фланцевых соединениях конструкций и др.), а также в местах неплотного контакта металла с прокладочными материалами, а в морских условиях — между обрастающими организмами и обшивкой корабля. Щелевая коррозия наблюдается не только при погружении металла в электролит, но и в атмосферных условиях. Щелевая коррозия может существенно ухудшить работу металлической конструкции. Наибольшей чувствительностью к щелевой коррозии обладают пассивирующиеся металлы (хромистые и хромоникелевые стали, алюминиевые сплавы), что связано с их возможной активацией в щелях.

Объяснение щелевой коррозии как результата работы пары неравномерной аэрации является упрощенным, так как щелевая коррозия наблюдается и в кислых электролитах, и в растворах, не содержащих кислорода.

Для коррозии в узких зазорах — щелях характерны пониженная концентрация в них окислителей (кислорода и других) по сравнению с концентрацией в объеме раствора вне щели и затрудненность отвода продуктов коррозии, в результате накопления которых и их гидролиза возможно изменение рН раствора в щели и кинетики анодного и катодного процессов коррозии металла в щели.

Затрудненность доставки в щель окислителя— катодного деполяризатора (которая в достаточно узких щелях может быть чисто диффузионной), затрудняет протекание катодного процесса, увеличивая его поляризуемость. Уменьшение рН среды за счет гидролиза продуктов коррозии облегчает протекание анодного процесса, уменьшая его поляризуемость (облегчая ионизацию металла и затрудняя образование защитных пленок), что приводит к усиленной работе макропары: металл в щели (анод) — металл открытой поверхности (катод). Щелевая коррозия при атмосферной коррозии металлов обусловлена капиллярной конденсацией влаги в щелях и более долгим удерживанием в них влаги, чем на открытой поверхности. Для защиты металлов от щелевой коррозии применяют следующие методы:

1) уплотнение зазоров и щелей полимерными пленками, резиной, смазкой, исключающее попадание электролитов в щель;

2) рациональное конструирование, предусматривающее невозможность попадания агрессивной среды в зазоры различных конструктивных сочленений;

3) выбор материалов, мало склонных к щелевой коррозии: хромо-никелевых сталей, содержащих молибден (Х18Н12МЗТ), высокохромистых сталей (Х28), титана и его сплавов;

4) применение ингибиторов: катодных, анодных и смешанных в повышенных концентрациях и смесей ингибиторов (Na2HPO4 + + КаСга07);

5) электрохимическая защита: катодная (для углеродистых сталей и чугуна) и анодная (для хромоникелевых сталей и титана).

1.6 Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия (рис. 1.1 з) является одним из наиболее опасных видов местной коррозии, приводящей к избирательному разрушению границ зерен, что сопровождается потерей прочности и пластичности сплава (часто без изменения внешнего его вида) и преждевременным разрушением конструкций. Коррозия этого вида наблюдается у многих сплавов: хромистых и хромоникелевых сталей, никелевых сплавов, алюминиевых сплавов и др.

Причиной склонности сплавов к межкристаллитной коррозии чаще всего являются структурные превращения на границах зерен (образование так называемых избыточных фаз), которые превращают эту узкую зону в мало поляризующийся анод, который и подвергается усиленному коррозионному разрушению. Наибольшая склонность к межкристаллитной коррозии наблюдается в тех случаях, когда избыточные фазы на границах зерен соприкасаются, образуя непрерывные цепочки. Например, для коррозионностойких сталей основной причиной межкристаллитной коррозии является выделение вдоль границ зерен фаз, обогащенных Cr, главным образом карбидов на основе Cr. Соседние зоны, обедненные Cr, переходят в пассивное состояние при более положительных значениях потенциала, чем фазы с избытком Cr. В результате в слабоокислительных средах (то есть при потенциалах, соответствующих переходу сталей из активного состояния в пассивное) обедненные Cr зоны остаются электрохимически активными и растворяются с более высокими скоростями, чем фазы, обогащенные Cr. В сильноокислительных средах (то есть при потенциалах, соответствующих области перепассивации) развитие межкристаллитной коррозии обусловлено избирательным растворением самих избыточных фаз. Оно ускоряется, если в этих фазах имеются легирующие элементы, легко подвергающиеся перепассивации (Mo, W, V), или элементы с низкой коррозионной стойкостью (Mn, Cu). Одной из причин межкристаллитной коррозии может быть сегрегация по границам зерен технологических примесей; этим объясняется, например, межкристаллитная коррозия закаленных аустенитных коррозионностойких сталей, содержащих примеси Р, Si и другие, в сильноокислительных средах.

Склонность к межкристаллитной коррозии при прочих равных условиях зависит от режимов термической обработки металла и обработки давлением, поскольку эти режимы во многом определяют состав и морфологию выделяющихся по границам зерен избыточных фаз, а так же состав и количество сегрегированных там примесных элементов.

Стойкость материала против межкристаллитной коррозии повышают выбором режима термообработки, снижением содержания примесей, легированием элементами, предотвращающими образование нежелательных избыточных фаз по границам зерен.

1.7 Ножевая коррозия

Разновидностью межкристаллитной коррозии металлов является ножевая коррозия — коррозия местного вида, возникающая в сварных конструкциях в очень узкой зоне на границе сварной шов — основной металл при сварке хромоникелевых сталей с повышенным содержанием углерода, даже легированных титаном или ниобием. В узкой околошовной зоне перегретого почти до расплавления металла (порядка 1300°С и выше) растворяются карбиды титана или хрома. При последующем быстром охлаждении (при контакте с ненагретым металлом) этой зоны карбиды титана или ниобия не успевают выделиться вновь и углерод остается в твердом растворе. Последующее достаточно длительное пребывание этой зоны при температурах 600-750°С, например, при сварке двухсторонним швом, приводит к преимущественному выделению карбидов хрома (за счет более высокой концентрации хрома при примерно одинаковой растворимости карбидов хрома и карбидов стабилизирующих добавок). В результате происходит межкристаллитное растворение узкой околошовной зоны термического влияния в агрессивных средах (например, крепкой HNO3).

Во избежание ножевой коррозии рекомендуется:

1) применять низкоуглеродистые хромоникелевые стали;

2) избегать нагрева околошовной зоны до опасных температур;

3) подвергать сварные соединения стабилизирующему отжигу при температурах 870-1150°С, при которых карбиды хрома переходят в твердый раствор, а образуются менее растворимые карбиды титана или ниобия.

коррозия разрушение металл защита

1.8 Коррозионное растрескивание

Коррозионное растрескивание является характерным случаем, когда взаимодействует химическая реакция и механические силы, что приводит к структурному разрушению. Для того чтобы произошел процесс коррозионного растрескивания, необходимо наличие поверхностных или внутренних растягивающих напряжений. Обычно встречающиеся на практике разрушения обусловлены наличием остаточных напряжений, возникающих, при производстве и обработке металла, но в целях исследования не следует делать разграничения между остаточными напряжениями и напряжениями, возникшими в результате приложенных внешних нагрузок. Коррозионное растрескивание никогда не наблюдалось в результате действия поверхностных сжимающих напряжений; наоборот, сжимающие поверхностные напряжения разрушения могут использоваться для защиты от коррозионного растрескивания.

При увеличении величины приложенных напряжений уменьшается время до полного разрушения металла. Для коррозионного растрескивания обычно необходимы высокие напряжения, приближающиеся к пределу текучести, однако, часто разрушение может наступить и при напряжениях, значительно меньших предела текучести. Для многих систем сплавов наблюдается какой-то «порог» или «предел» напряжений, т. е. напряжения, ниже которых коррозионное растрескивание не происходит за определенный период времени. Такая зависимость, наблюдавшаяся, например, при замедленном растрескивании сталей, указывает, что основную роль в процессе разрушения играют напряжения.

Имеются доказательства, что основное влияние при коррозионном растрескивании напряжения оказывают незадолго до полного разрушения, т. е. эффективность напряжений не сказывается до определенного периода времени, после чего наступает внезапное разрушение. Этот вывод в дальнейшем подчеркивается рядом наблюдений, в которых указывается на зависимость времени до полного разрушения от времени приложения напряжений. Показано, что время до полного разрушения,не зависит от того, приложены ли напряжения в начале испытания или на последующих стадиях его.

В зависимости от особенностей структуры металла и состава коррозионной среды коррозионное растрескивание может быть межкристаллитным или транскристаллитным. В общем процессе развития коррозионной трещины различают инкубационный период, периоды развития трещины и хрупкого разрушения при превышении локальной прочности материала. Коррозионные трещины развиваются в плоскости, перпендикулярной плоскости растягивающих напряжений, независимо от характера приложенных или остаточных напряжений. Можно предположить, что направление и характер развития трещин в металле до некоторой степени зависят от формы и размера зерен, поскольку эти факторы влияют на распределение внутренних напряжений. Средами, в которых происходит коррозионное растрескивание металлов, являются такие среды, в которых процессы коррозии сильно локализованы обычно при отсутствии заметной общей поверхностной коррозии. При воздействии на материал коррозионной среды, которая влияет на склонность сплава к коррозионному растрескиванию и характер разрушения, основными факторами являются следующие:

1) относительная разность потенциалов микроструктурных фаз, присутствующих в сплаве, что вызывает вероятность местного разрушения.

2) поляризационные процессы на анодных и катодных участках.

3) образование продуктов коррозии, которые оказывают влияние на коррозионный процесс.

Наиболее эффективный метод повышения устойчивости металлов против коррозионного растрескивания состоит в использовании соответствующих конструктивных мероприятий и способов обработки, сокращающих до минимума величину остаточных напряжений. Если остаточные напряжения неизбежны, успешно может быть применена термообработка, снимающая эти напряжения. Если позволяют условия, может быть использована, например, дробеструйная обработка, вызывающая сжимающие поверхностные напряжения, которые впоследствии дают возможность нагружать материал, не вызывая напряженного состояния поверхности. Одним из методов, который получает все большее признание и который связан с электрохимическим фактором процесса растрескивания, является применение катодной защиты. Одним из интересных методов исследования взаимодействия напряжений и химических факторов является изучение зависимости величины катодного тока, необходимого для защиты, от величины механических напряжений. Кроме того, ряд исследований показывает, что начавшееся растрескивание может быть остановлено путем применения катодной защиты.

Методы диагностики коррозионного поражения металлов

Происшествия и поломки из-за коррозии в процессе эксплуатации вооружения и военной техники приводят к значительным материальным потерям, гибели и травматизму людей, экологическим катастрофам. В этой связи особую актуальность приобретают исследования и поиск новых неразрушающих методов и подходов к эксплуатации объектов и оборудования сервисных предприятий [58, 59].

Сложность выявления и оценки степени межкристаллитного поражения различных металлов вызвала необходимость разработки и применения специальных методов контроля. Эти методы должны давать возможность обнаруживать и, с той или иной точностью, количественно оценивать степень МКК на различного рода объектах предприятий сервиса.

Методы контроля межкристаллитной коррозии классифицируются по следующим признакам [85]:

по виду измеряемого в процессе контроля параметра пораженного образца или изделия;

по объективности и точности количественной оценки степени поражения;

по характеру воздействия на образец или изделие при контроле.

По виду измеряемого в процессе контроля параметра пораженного образца или изделия методы контроля делятся на прямые и косвенные.

Прямые методы контроля позволяют непосредственно наблюдать МКК на шлифах, вырезанных из исследуемых образцов или изделий и проводить количественные измерения степени поражения с помощью оптических устройств с высокой разрешающей способностью. К ним относятся методы микроисследований, среди которых наиболее широко применяют металлографический метод.

Косвенные методы контроля основаны на корреляции между степенью межкристаллитного поражения металла образцов или изделий и тем или иным их физическим параметром, измеряемым в процессе контроля. К ним относятся:

• 1. Метод высоты звучания (определение степени поражения по изменению высоты звучания брошенного образца).
• 2. Метод определения механических свойств (определение степени поражения по изменению механических свойств исследуемого металла: временного сопротивления при растяжении, относительного удлинения при растяжении, ударной вязкости).
• 3. Метод загиба (оценка степени поражения в результате загиба исследуемого образца и последующего просмотра его поверхности с помощью лупы).
• 4. Весовой метод (определение степени поражения по уменьшению веса образца после стандартных испытаний).
• 5. Метод электросопротивления (определение степени поражения по изменению электросопротивления образца).
• 6. Метод резонансных колебаний (определение степени поражения по изменению частоты резонансных колебаний образца).
• 7. Метод внутреннего трения (определение степени поражения по изменению внутреннего трения).
• 8. Метод определения магнитных свойств (определение поражения по изменению магнитных свойств исследуемого металла).
• 9. Ультразвуковой метод (определение степени поражения по изменению акустических свойств образца).
• 10. Электромагнитный метод (определение степени поражения по изменению электромагнитных свойств образца).
• 11. Капиллярный метод.
• 12. Метод радиографии.

По объективности и точности количественной оценки степени поражения методы контроля делятся на качественные, полукачественные и количественные.

Применение качественных методов контроля дает возможность определить факт наличия межкристаллитного поражения и грубо оценить его степень. Эти методы могут обладать высокой чувствительностью к начальным стадиям поражения, но при этом имеют весьма малую разрешающую способность, т.е. не дают возможности при контроле получать различимые значения измеряемого параметра при небольших изменениях степени поражения. Эти методы весьма субъективны и в значительной степени зависят от опытности исследователя. К ним относятся методы: высоты звучания, загиба, капиллярные.

Полукачественные методы контроля обладают более высокой разрешающей способностью по сравнению с качественными, однако получение точной количественной оценки степени поражения практически невозможно, так как измеряемый физический параметр обладает высокой информативностью, т.е. зависит от многих свойств исследуемого металла, на фоне которых подчас трудно выделить необходимую информацию. Как правило, эти методы требуют специальной формы образцов и сложной высокоточной аппаратуры. Небольшие изменения формы исследуемых образцов и условий контроля могут привести к значительным погрешностям измерения степени поражения. К таким относятся методы: определения механических свойств, весовой, электросопротивления, резонансных колебаний, внутреннего трения, определения магнитных свойств, радиографии.

Количественные методы контроля позволяют с достаточной для практики точностью оценить степень межкристаллитного поражения металла. Они обладают высокой разрешающей способностью и чувствительностью. Однако применение этих методов, как правило, предъявляет высокие требования к шероховатости обработки поверхности исследуемых образцов или изделий. К ним относятся метод микроисследований, а также ультразвуковой и электромагнитный методы.

По характеру воздействия на образец или изделие, исследуемые на межкристаллитную коррозию, методы контроля делятся на разрушающие, полуразрушающие и неразрушающие.

Применение разрушающих методов приводит к деформации или разрушению исследуемого образца или изделия, что делает невозможным их дальнейшее использование. К ним относятся методы: микроисследований, загиба, определения механических свойств.

Полуразрушающие методы реализуются только на образцах металлов, специально изготовленных или вырезанных из контролируемых изделий. Однако образцы в процессе контроля не разрушаются. К ним относятся методы: весовой,

электросопротивления, резонансных колебаний, внутреннего трения, определения магнитных свойств.

Практика работы с коррозионностойкими сталями показала, что применяемые методы определения склонности сталей к МКК не всегда дают надежные результаты. Иногда бракуют годную для данных условий сталь и, наоборот, в эксплуатацию вводят изделия, изготовленные из неподходящей для эксплуатационных условий стали. Кроме того, применяемые методы контроля МКК коррозионностойких сталей не обеспечивают надежное выявление начальной стадии коррозии. Они не позволяют определить глубину прокорродировавшего слоя металла без вырезки образцов и в ряде случаев специального их металлографического исследования [14], а также не дают возможности обнаружить начальную стадию МКК металла аппаратуры непосредственно в эксплуатационных условиях, когда отсутствует доступ к внутренней стенке аппаратов.

Таким образом, в настоящее время остро ощущается необходимость создания надежных методов оценки межкристаллитной коррозии, обеспечивающих объективный и нетрудоемкий контроль коррозии в лабораторных и производственных условиях.

Данная проблема может быть решена применением для контроля неразрушающих физических методов, обладающих высокой чувствительностью и разрешающей способностью [58, 64].

В последние годы широкое развитие получили неразрушающие физические методы контроля [17, 22, 39, 74, 89, 90, 115], основанные на фиксации изменения физических характеристик различных материалов в зависимости от изменения тех их свойств, параметров или состояния, которые являются объектами контроля. Эти методы не являются универсальными и могут иметь различные области применения.

В своё время, когда встал вопрос демонтажа стартового комплекса ракеты-носителя «Протон» на космодроме Байконур, из-за плохого технического состояния, не позволяющего в полном объёме эксплуатировать его, ученые, используя богатый практический опыт, научные достижения, предложили провести глубокое обследование систем методом неразрушающего контроля и только после этого заменить выявленные ненадежные элементы. По оценкам российских специалистов в этой области, экономический эффект от внедрения таких технологий за 10 лет составил

1 млрд. руб. При этом стартовый комплекс не выводился из

В настоящее время неразрушающий контроль переживает переход от одного этапа развития к другому. Новый, современный этап развития неразрушающего контроля можно в России отсчитывать от 2000 года, что связано с включением неразрушающего контроля в систему экспертизы промышленной безопасности Госгортехнадзора России. Данный период можно охарактеризовать как переход от статистической дефектоскопии к стохастической дефектометрии.

Статистическая дефектоскопия для большинства методов неразрушающего контроля предполагает обнаружение дефектов и определение некоторых их параметров. Как правило, только один из параметров может быть изменен с той или иной приемлемой погрешностью. Этот параметр — координаты дефекта. Другие параметры либо вообще не измеряются, либо оцениваются методом сравнения. Сравниваются параметры натурных дефектов с параметрами эталонных дефектов или модельных дефектов.

Под стохастической дефектометрией понимается область технической деятельности, связанной с процессами обнаружения дефектов в контролируемом объекте, выделения и измерения их параметров. Поскольку обнаружение является вероятностным процессом, в котором следует использовать методы теории случайных процессов, его можно характеризовать как стохастическую дефектометрию.

Применение неразрушающих методов позволяет контролировать степень МКК как на образцах металла, так и непосредственно на изделиях [19] без их разрушения. К ним относятся методы: акустические, электромагнитные, капиллярный, радиографии, тепловые, оптические.

Введение в коррозию

Коррозия происходит от латинского слова «coirosio» — разрушение, разъедание. Термин характеризует как процесс разрушения материалов, так и результат этого разрушения.

Коррозия начинается с поверхности металла и при дальнейшем развитии процесса распространяется вглубь. Металл при этом может частично или полностью растворяться, или могут образовываться продукты коррозии в виде осадка на металле.

Основной причиной, вызывающей коррозионное разрушение металлов и сплавов, является протекание на их поверхности электрохимических или химических реакций вследствие действия внешней среды.

В зависимости от характера этих реакций коррозионные процессы проходят по двум механизмам — химическому и электрохимическому.

1. К химической коррозии относятся процессы, которые протекают при непосредственном химическом взаимодействии металла и агрессивной среды и не сопровождающиеся возникновением электрического тока. Этот вид коррозии является гетерогенной химической реакцией жидкой или газообразной среды с поверхностью металла.

По химическому механизму на металлическую поверхность действуют:

а) сухие газы и пары при невозможности конденсации влаги на поверхности металла (газовая коррозия);
б) жидкие неэлектролиты, т.е. не проводящие электрический ток жидкости (спирты, минеральные масла и различные органические соединения).

Газовая коррозия обычно наблюдается при высоких температурах (окисление металлов кислородом при высокой температуре). В большинстве случаев при газовой коррозии на поверхности металлов образуется слой окислов. Механизм газовой коррозии сводится к двусторонней диффузии действующей среды и атомов металла через этот слой окислов.

2. К электрохимической коррозии, являющейся гетерогенной электрохимической реакцией, относятся коррозионные процессы, протекающие в водных растворах электролитов, влажных газах, расплавленных солях и щелочах. При электрохимической коррозии процесс растворения металла сопровождается появлением электрического тока, то есть упорядоченным передвижением электронов и ионов от одного участка металла к другому. При этом электрический ток возникает вследствие протекания процесса коррозии, а не за счет его подвода от внешнего источника.

Одно из принципиальных различий между этими двумя механизмами коррозии металлов заключается в том, что при электрохимической коррозии одновременно происходят два процесса окислительный (растворение металла на одном участке) и восстановительный (выделение катиона из раствора, восстановление кислорода и других окислителей на другом участке металла). Например, в результате растворения цинка в серной кислоте образуются ионы цинка и выделяется газообразный водород; при действии воды железо переходит в окисное или гидроокисное состояние и восстанавливается кислород с образованием гидроксильных ионов.

Электрохимическая коррозия, в зависимости от характера агрессивной среды и условий протекания, может быть: кислотная (в растворах кислот); щелочная (в растворах щелочей); солевая (в водных растворах солей); в расплавленных солях и щелочах; атмосферная (в атмосфере воздуха или любого другого газа); почвенная (под воздействием на металл почвы или фунта), коррозия внешним током или электрокоррозия (под влиянием тока от внешнего источника); контактная (вызываемая контактом двух разнородных металлов, имеющих различные потенциалы).

При этих условиях возможные также следующие виды коррозии:

1) под напряжением — одновременное действие на металл коррозионной среды и механических напряжений. Коррозия при постоянных растягивающих внешних напряжениях или нагрузках называется коррозионным растрескиванием, при переменных нагрузках — коррозионной усталостью;
2) коррозионная кавитация — коррозия металла в условиях ударного действия агрессивной среды (разрушение лопастей гребного винта парохода);
3) коррозия при трении;
4) биокоррозия (с участием продуктов выделения микроорганизмов в грунтах и электролитах.

Процессы на границе «металл — раствор электролита». Явления, которые происходят на границе раздела являются следствием гидратации ионов в водном растворе и способности металлов переходить из металлического состояния в ионное. Явление гидратации связано с тем, что недиссоциированные молекулы воды не являются электрически нейтральными частицами. Строение молекулы воды таково, что катионы водорода и анион кислорода не находятся на одной прямой линии, а расположены под некоторым углом. Благодаря асимметрии центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Наличие в молекуле воды двух полюсов — положительного и отрицательного — создает силовое поле. Такие молекулы называются полярными; в электрическом поле они ведут себя как диполи. Поэтому полярные молекулы воды в зависимости от знака заряда иона, определенным образом ориентируются вокруг него. Благодаря гидратации радиус иона как бы увеличивается, вследствие чего подвижность гидратированных ионов значительно уменьшается. Каждый ион обычно окружен несколькими слоями ориентированных молекул воды. Чем большим числом молекул гидратирован ион, тем больше затруднено его передвижение под действием электрического поля. Притяжение молекул воды к иону быстро уменьшается по мере увеличения расстояния между ними.

Рассмотрим явление, которое наблюдается на границе металл – электролит. Эти явление вытекают из способности металла переходить из металлического состояния в ионное и гидратации ионов в водном растворе. Когда ионы металлов переходят в раствор (энергия гидратации ионов достаточна для разрыва связей между ион-атомами и электронами), на поверхности металла остается эквивалентное количество электронов, которые в раствор не переходят и сообщают металлу отрицательный заряд. Этот заряд вызывает электростатическое притяжение между положительно заряженными ионами метала, перешедшими в раствор, и поверхностью металла.

Схематическое изображение гидратации и перехода в раствор ионов металла (линия ab показывает поверхность метала).

Указанные явления на границе металл — водный раствор электролита приводят к возникновению двойного электрического слоя, образуемого электрическими зарядами, находящимися на металле, и ионами противоположного заряда, располагающимися у поверхности металла в растворе, что приводит к установлению некоторой разности потенциалов между металлом и раствором электролита (см. рисунок ниже, а).

Схема двойного электрического слоя: а — при переходе иона металла из металла в раствор; б — при переходе катиона из раствора на металл.

Если энергия гидратации не достаточна для разрыва связи между ион-атомами и электронами, т.е. энергия связи в кристаллической решетке превышает энергию гидратации, то на поверхности металла могут разряжаться катионы из раствора. Поверхность металла при этом приобретает положительные заряды, которые с анионами раствора также образуют двойной электрический слой (рисунок б).

Слой на границе металл — раствор можно уподобить плоскому конденсатору, одна обкладка которого заряжена отрицательно, а другая — положительно.

Механизм электрохимической коррозии. Коррозионный процесс возникает вследствие работы множества коротко замкнутых гальванических элементов, образующихся вследствие неоднородности металла или окружающей среды. При этом одновременно протекают два электродных процесса:

1) анодный процесс — переход металлических ионов в раствор с оставлением соответствующего количества избыточных электронов на поверхности металла:

2) катодный процесс — ассимиляция избыточных электронов ионами, атомами или молекулами электролита (деполяризаторами), которые при этом восстанавливаются:

Наличие электронной проводимости у металла и ионной проводимости у раствора электролита позволяет анодным и катодным процессам протекать раздельно на различных участках поверхности металла. Участок металла, который растворяется, называют анодом, а участок металла, на котором имеет место разряд избыточных электронов — катодом.

Сопряженность анодной и катодной электрохимических реакций при растворении металлов, и протекание их на различных участках корродирующей поверхности, напоминает работу гальванических элементов. Принципиальная схема электрохимического растворения металлов приведена на рисунке выше. Разность потенциалов, возникающая между поверхностью металла и электролитом, называется потенциалом электрода. Причиной возникновения электродных потенциалов является перенос ионов из металла в раствор и обратно.

Для примера на рисунке ниже приведена схема электрохимического растворения железа при погружении в раствор. В водном растворе всегда есть ионы Н + и ОН — как продукты частичного распада воды, а также содержится определенное количество кислорода. При погружении в такой раствор железа, его коррозия протекает в условиях образования микрогальванического элемента.

Гальванический микроэлемент поверхности сплава на основе железа в среде раствора 1 — металл; 2 — поток электронов; 3 — анод; 4 — катод; 5 – ток.

Процесс коррозии можно выразить с помощью химических реакций;

— анодная: Fe → Fe 2+ + 2e-,

— катодная: 2H + + 2e- → H₂; O₂ + 4H + + 4e — → H₂O

Для образования гальванического элемента необходимо, чтобы одновременно протекали катодная и анодная реакции. В случае прекращения одной из них прекращается и развитие коррозии. Одной из причин прекращения этих реакций является переход металла в пассивное состояние из-за образования поверхностной пленки, предотвращающей окисление (анодная поляризация). С повышением окислительных свойств раствора коррозия металла достигает максимальной активности, затем активность резко снижается вплоть до почти полного прекращения коррозии.

Пассивность металлов. Пассивность — это состояние относительно высокой коррозионной устойчивости, вызванное торможением анодной реакции ионизации металла в определенной области потенциалов. Переход металла из активного состояния в пассивное носит название пассивации.

Существует две основные теории пассивности металла. Согласно первой, пленочной теории пассивного состояния, торможение процесса растворения металла наступает вследствие образования на его поверхности фазовой пленки (защитного окисла или слоя) из кислородосодержащих соединений металлов (толщиной от 2 до 10 нм).

Согласно второй, адсорбционной теории, для пассивации достаточно образования мономолекулярного слоя или заполнение лишь части поверхности металла атомами О₂ или кислородосодержащих соединений.

Возникновение пассивного состояния зависит от природы металла, его свойств, характера агрессивной среды, концентрации раствора электролита, температуры, движения раствора и целого ряда других факторов. Легко пассивирующимися металлами являются алюминий, хром, никель, титан, вольфрам, молибден, и др.

Легко пассивирующиеся металлы при легировании ими слабо пассивирующихся металлов, как, например, железа, могут передать свою склонность к пассивации этим металлам при условии образования сплавов типа твердых растворов. На этом принципе основано, в частности, получение нержавеющих сталей и чугунов при их легировании кремнием или хромом. Наступление пассивного состояния при этом имеет место при определенном содержании легко пассивирующихся элементов в сплаве, часто сравнительно небольшом.

Виды коррозии. Если коррозия распространяется на всю поверхность металла, то такой вид коррозии называю общей, или сплошной коррозией. Сплошная коррозия, распространяющаяся примерно с одинаковой скоростью по всей поверхности металла, называется равномерной, а распространяющаяся с неодинаковой скоростью на различных участках металла — неравномерной.

Равномерная коррозия наблюдается в тех случаях, когда агрессивные среды не образуют защитных пленок на металле или когда сплав состоит из равномерно распределенных мелкозернистых анодных и катодных участков. Это наименее опасный вид коррозии, при условии, что скорость растворения металла не превышает норм, определяемых шкалой коррозионной стойкости.

Если коррозия вызывает разрушение только некоторых отдельных участков поверхности металла, а остальная часть поверхности не подвергается разрушению, то такой вид коррозии называют местным. Местная коррозия бывает различных типов, из которых наиболее характерны следующие:

1) коррозия пятнами, если разрушение на отдельных участках распространяется сравнительно неглубоко и занимает относительно большие участки поверхности металла;

2) язвенная коррозия, характеризуется довольно глубокими сосредоточенными поражениями металла на сравнительно ограниченных участках поверхности;

3) точечная коррозия, также сосредоточена на отдельных участках поверхности металла, но характер разрушения точечный, причем эти поражения могут перейти в сквозные. Точечная коррозия характерна для пассивирующихся металлов (хром, алюминий, хромоникелевые стали и др.) и возникает в результате повреждения на отдельных участках пассивной пленки. Поврежденные участки в гальванической паре играют роль анодов, другие участки пленки — катодов, что при малой поверхности анодов способствует распространению коррозии вглубь металла.
Случаи точечной коррозии характерны для хромистых и хромоникелевых сталей в морской воде. Эти стали легко пассивируются кислородом воздуха или кислородом, растворенным в морской воде. Защитная же пленка разрушается хлор-ионом морской воды. Активные ионы проникают через микропоры пленки или поврежденные участки пленки и металл начинает разрушаться. Точечная коррозия наблюдается при действии водопроводной воды.

4) подповерхностная коррозия, является местной, но характер ее разрушения отличен от рассмотренных выше. Подповерхностная коррозия — разрушение, начинающееся на поверхности металла, но распространяющееся в дальнейшем преимущественно под поверхностью металла, так что продукты коррозии оказываются сосредоточенными внутри металла; по этим причинам подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание и расслоение металла.

5) Избирательная коррозия известна двух видов. Если разрушается один компонент сплава, то такой вид разрушения носит название компонентно избирательной коррозии; если же в раствор переходит только одна структурная составляющая гетерогенного сплава коррозия называется структурно избирательной.

К избирательной коррозии можно также отнести межкристаллитную коррозию (МКК), которая характеризуется избирательным разрушением по границам кристаллитов (зерен металла). Ей подвержены коррозионностойкие высокохромистые и хромоникелевые стали, медно-алюминиевые, магниево-алюминиевые и другие. Склонность к МКК чаще всего возникает при распаде некоторых твердых растворов в определенных условиях. Так, в хромоникелевых и высокохромистых сталях МКК связана с обеднением твердого раствора по границам зерен хромом из-за выделения в этой зоне карбидов хрома. Причиной обеднения границ зерен хромом является высокая скорость диффузии углерода и низкая хрома, вследствие чего в образовании карбидов участвует почти весь углерод сплава, а хром — только в пограничной зоне, где и идет образование карбидов. Особенно интенсивно выделение карбидов происходит в интервале температур 500. 800°С, поэтому МКК наиболее часто проявляется в сварных конструкциях, что связано со спецификой воздействия на металл термического цикла сварки.

Разновидностью межкристаллитной коррозии является ножевая — это разрушение околошовной зоны сварного соединения. Ножевая коррозия проявляется также при многослойной сварке. Коррозия поражает те участки сварных соединений, которые сначала подвергаются нагреву до температур близких к Тпл, а затем отпуску в интервале температур 700. 600°С.

Виды электрохимической защиты. Электрохимическая защита металлов от коррозии основана на уменьшении скорости коррозии металлических конструкций путем их катодной или анодной поляризации. Наибольшее распространение нашла так называемая катодная защита металлов, которая может осуществляться присоединением защищаемой металлической конструкции или к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока (т.е. в качестве катода), или к металлу, имеющему более отрицательный потенциал. Первый способ зашиты металлов, осуществляемый подачей постоянного тока от внешнего источника, получил название катодной защиты, а второй, осуществляемый путем присоединения защищаемой конструкции к электроду, обладающему потенциалом, более отрицательным чем защищаемая поверхность — проекторной защиты.

На рисунке показана катодная защита внешним током подземного трубопровода. К отрицательному полюсу внешнего источника тока подключается защищаемая конструкция, а к положительному полюсу — дополнительный электрод. От отрицательного полюса источника тока 1 через провод 2 отрицательные заряды поступают в пункте дренажа 3 на защищаемую трубу 4 и текут по ней, попадая через дефектные места изолирующего покрытия 5 в грунт. Из грунта ток переходит на анодное заземление 6, откуда по проводу 7 возвращается к положительному полюсу своего источника. Поверхность металлической трубы при этом поляризуется катодно и защищается от коррозионного разрушения, а анодное заземление, для которого обычно применяются ненужные стальные балки, рельсы или другой металлический лом, активно разрушаются.

По принципу электрохимической защиты используют также анодные и катодные металлические покрытия. Металл анодных покрытий имеет электродный потенциал, более отрицательный чем потенциал защищаемого металла. В случае применения анодных покрытий, необязательно чтобы оно было сплошным. При действии растворов электролитов в возникающем коррозионном элементе основной металл — покрытие основной металл является катодом и поэтому при достаточно большой площади покрытия не разрушается, а защищается электрохимически за счет растворения металла покрытия. Примерами анодных покрытия является покрытие железа цинком и кадмием.

Катодные металлические покрытия, электродный потенциал которых более электроположителен, чем потенциал основного металла, могут служить надежной защитой от коррозии только при условии отсутствии в них пор, трещин и других дефектов, т.е. при условии их сплошности, так как они механически препятствуют проникновению агрессивной среды к основному металлу. Примерами катодных защитных покрытий является покрытие железа медью, никелем, хромом и другими более электроположительными металлами.

Для количественных измерений коррозии металлов применяют самые разнообразные методы — весовой, объемный, электрохимические, электрические, магнитометрические и др.

Испытания на коррозионную стойкость должны учитывать механизм коррозионного разрушения. Испытания на стойкость к МКК проводят погружением в горячую кислоту с последующим взвешиванием через фиксированные интервалы времени образцов до и после испытания. Испытания на стойкость к общей коррозии проводят потенциодинамическими методами со снятием анодных поляризационных кривых без внешней поляризации в агрессивной среде.

Испытания на коррозию регламентируются DIN 50 905: Коррозионные испытания. Рекомендации по проведению и оценке.

Скорость коррозии металла

О чем речь? Скорость коррозии материала является сложным показателем, на который влияют несколько факторов. Один из них – окружающая агрессивная среда. Другие важные факторы – структура и качества самого металла.

Как узнать? Нет единого метода определения скорости коррозии. Несмотря на то, что этот показатель крайне важен, так как позволяет высчитать сопротивление металла разрушению при эксплуатации, рассчитать предположительное время разрушения можно по некоторым формулам.

Понятие и виды коррозии металла

Коррозией принято называть химическое разрушение металлов при взаимодействии с различными факторами окружающей среды. Этот процесс не следует путать с эрозией, которая происходит вследствие только физических причин.

Среды, под действием которых разрушается материал, принято называть коррозионными. В ходе самопроизвольного разрушения металла образуются продукты коррозии. Коррозионная стойкость, соответственно, определяется способностью противостоять воздействию разрушающих факторов окружающей среды.

Существует ряд разновидностей этого процесса, которые отличаются механизмом и характером. Механизм, по которому протекает разъедание материала, зависит от особенностей коррозионной среды и ряда других немаловажных факторов. Коррозия может быть химической или электрохимической.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В сухой газовой или жидкой среде, не проводящей электричество (спирт, метилбензол, бензин), коррозия происходит по механизму, для которого характерна гетерогенная химическая реакция с параллельным окислением металла и восстановлением окисленных компонентов среды или деполяризаторов. Такой вид взаимодействия материала с коррозионной средой называют химической коррозией.

Условия, в которых протекают процессы, легли в основу их разделения на:

• газовую коррозию, при которой металл окисляется в газовой среде, где высокая температура не дает влаге возможности конденсироваться на его поверхности;
• коррозию в жидких средах, которые не проводят электричество.

Электрохимический механизм коррозионного разрушения материалов имеет место в средах с ионной проводимостью. Такой вид коррозии отличается параллельным течением двух реакций, когда отдельные участки поверхности деталей становятся местом окисления металла и восстановления окисленных компонентов коррозионной среды (деполяризаторов).

Электрохимическая коррозия – это процесс, в ходе которого при растворении материала появляется электрический ток, приходят в движение ионы из электролитного раствора и электроны в структуре металла.

Средой для электрохимической коррозии служат водные растворы активного вещества (кислота, щелочь или соли). Чаще всего по этому механизму металлы корродируют в таких средах, как морская вода, земля или газ с небольшим количеством жидкости.

В зависимости от вида среды выделяют:

1. Газовую коррозию, когда разрушение металла протекает химическим путем в газе.
2. Атмосферную, протекающую в атмосфере влажных газов или на воздухе. Для такого разрушения типичен равномерный поверхностный характер.
3. Коррозию в электролитных растворах.
4. Почвенную или подземную коррозию металлоконструкций.
5. Биологическую коррозию, вызванную воздействием, оказываемым на поверхность металлического изделия продуктами жизнедеятельности микробов.

Электрохимическая коррозия металла может быть двух видов:

• Подземная электрокоррозия, происходящая из-за блуждающих токов от внешних источников.
• Контактная коррозия металлов, когда металл разрушается при взаимодействии с другим металлическим предметом с более высоким положительным электродным потенциалом.

Расчет скорости коррозии металла

Для определения скорости равномерного корродирования материала пользуются формулой:

V = Δm / S × t, где

V – скорость процесса, измеряемая в граммах на метр квадратный в час или миллиграммах на сантиметр квадратный в сутки;

m – изменение массы;

Расчет интенсивности по весовому показателю может быть нецелесообразным при необходимости сравнительного анализа коррозии двух металлов различной плотности. Для подобных случаев следует определять среднюю глубину, на которую проникли изменения.

Помимо скорости коррозии металла, нередко пользуются другими показателями:

• изменение массы, соотнесенное с показателем площади;
• глубина проникновения;
• соотношение чистой поверхности с той, что уже затронута процессом;
• число очагов коррозионного разрушения на единицу площади;
• количество выделяемого водорода или поглощаемого кислорода в пересчете на площадь;
• время, потребовавшееся на формирование первого очага изменений;
• период, потребовавшийся на коррозионное растрескивание или полное разрушение изделия;
• сила коррозионного тока.

Скорость коррозии металла в год можно рассчитать по формуле:

8,76 – коэффициент для перерасчета весового показателя на глубинный за 1 год (24 ч × 360 = 8 760 ч);

v – скорость коррозии, г/м2 ч;

ρ – плотность, г/см3;

Если разрушение происходит неравномерно, то нецелесообразно определение его скорости при помощи весового коэффициента и показателя глубинности процесса. Скорость коррозионного изъязвления определяется по максимальной глубине. Межкристаллитное разъедание и появление трещин требуют количественной оценки по косвенным показателям, таким как потеря прочности:

Kσ = (σ0 – σ1 / σ0) × 100 %, где

σ0 – предел прочности до коррозии;

σ1 – предел прочности после коррозии, отнесенный к первоначальному поперечному сечению детали.

Факторы, влияющие на скорость коррозии металла

Интенсивность разъедания материала деталей при их эксплуатации может зависеть от разных факторов:

• внутренних, на которые влияют как физика и химия объекта, так и его внутреннее строение, качество механической обработки поверхности, внутренние напряжения и т. д.;
• внешних, то есть окружающих условий, интенсивности движения окружающего вещества, химических особенностей, нагрева, присутствия субстанций, угнетающих или стимулирующих реакции и многих других;
• механических, заключающихся в появлении трещин, циклических нагрузках, разрушающих материал, кавитационной и появляющейся при разрушении оксидной пленки от трения коррозии и пр.;
• конструктива металлических изделий.

Среди наиболее важных показателей, оказывающих влияние на темпы коррозионного разрушения материала, следует назвать:

1. Термодинамическую устойчивость, которая в водном растворе определяется по справочным диаграммам Пурбе. Для этого нужно отложить по оси абсцисс pH коррозионной среды, а по оси ординат значение окислительно-восстановительного потенциала, сдвиг которого в сторону увеличения говорит о большей устойчивости металла. В среднем, она может быть определена как нормальный равновесный потенциал.
2. Атомный номер, уменьшение которого связано с возрастанием скорости процесса. Наименьшая коррозионная стойкость свойственна щелочным и щелочноземельным металлам.
3. Кристаллическую структуру, которая сказывается на коррозионной стойкости по-разному. От равномерности распределения фаз в целом зависит равномерность коррозионного разрушения металлов. Так, при неоднородном распределении коррозия образует очаги. В агрессивных средах на переходах от одной фазы к другой образуется разность потенциалов. Крупное зерно в структуре металла не способствует его более быстрому разрушению, но является фактором, благоприятствующим избирательной коррозии.
4. Различную энергию атомов в структуре металла. Расположенные по углам граней микроскопических неровностей частицы с более высоким энергетическим потенциалом активно участвуют в химическом разрушении, становясь его центрами. С учетом сказанного, особое внимание следует уделять механической обработке изделий, их шлифовке, доводке и полировке. Повышенная коррозионная устойчивость при этом объясняется, в том числе и тем, что на гладкой поверхности формируется более равномерная и плотная оксидная пленка.

При химическом коррозионном разрушении металла многое зависит от концентрации электрически заряженных атомов водорода, которые сказываются на:

• растворимости продуктов коррозии;
• формировании защитной пленки из окислов;
• скорости коррозии.

В кислых растворах с рН в диапазоне от 4 до 10 на скорость коррозии металла в значительной степени влияет то, насколько интенсивно атомарный кислород достигает его верхних слоев. По мере увеличения щелочности среды на первых порах происходит пассивация поверхности материала, снижающая темпы разрушения. Далее при значениях pH от 13 и более скорость коррозии нарастает за счет разъедания защитного слоя из оксидов.

Различные металлы и сплавы по-разному меняют свою коррозионную стойкость при изменении pH-среды. Наибольшую устойчивость к разрушению в кислых растворах проявляют платина, золото и серебро. Цинк и алюминий интенсивно корродируют как в кислой, так и в щелочной среде, а никель и кадмий быстро разрушаются в кислотных растворах, но проявляют стойкость к действию щелочных.

Если среда нейтральна, на скорость разрушения главным образом влияют химические свойства солей и их процентное содержание:

• гидролиз соли в коррозионной среде сопровождается образованием ионов, активирующих или замедляющих процесс коррозии;
• скорость разрушения можно увеличить, внося в раствор добавки, повышающие кислотность типа кальцинированной соды, или уменьшить, повышая щелочность добавлением, например, хлористого аммония;
• хлориды и сульфаты, вносимые в раствор, активируют процесс коррозии до определенного процентного содержания, по достижении которого начинают ингибировать его, снижая растворимость кислорода.

Соли вроде фосфорнокислого железа способствуют формированию труднорастворимой пленки, защищающей материал от коррозии. Этим свойством пользуются при производстве нейтрализаторов ржавчины.

Способы защиты от коррозии металла

В зависимости от преобладающих механизмов разрушения, устойчивость окрашенных поверхностей к коррозии может быть различна. Активное химическое воздействие среды заметно меняет разность потенциалов между сердцевиной металлической детали и ее поверхностью. Возникающие из-за этого коррозионные токи стимулируют повреждение. Так разрушаются, к примеру, стальные трубы в проложенных под землей магистралях. Защитить такие изделия с помощью краски невозможно.

Покрытие металлами

Иначе обстоят дела при нанесении металлического покрытия с отрицательным электролитическим потенциалом в отношении окислительно-восстановительных реакций. Если преобладает окисление, стальные детали хорошо защищает покрытие на основе алюминия и цинка, так как эти элементы обладают меньшей кислородной активностью.

Цинкованием и алитированием часто защищают стальные изделия, работающие в кислых средах. С помощью окрашивания здесь решают в основном эстетические задачи.

Восстановительная среда требует защиты с помощью покрытий из металлов, располагающихся «справа» от водорода, тут идут в дело покрытия из меди или благородных металлов. Высокая стоимость меднения не позволяет применять его широко, речь обычно идет о защите малых площадей. В таких случаях на помощь приходят лакокрасочные покрытия.

Окрашивание

Защита, которую обеспечивают краски, осуществляется за счет наличия в их составе ингибиторов коррозии. Формула таких покрытий разрабатывается с учетом свойств среды и замедляет образование ржавых пятен. Благодаря эластичности современные краски также эффективно справляются и с провоцирующими коррозию поверхностными натяжениями.

Рекомендуем статьи

Для увеличения антикоррозионных свойств в состав краски вводят полимеры на основе кремнийорганических соединений, повышающие устойчивость металла к температурным колебаниям, воздействию влаги и другим атмосферным факторам. К недостаткам подобных покрытий следует отнести:

• токсичность;
• низкую эффективность в отношении электролитического разрушения.

Сказанное выше подчеркивает особую важность правильного подбора красящих защитных составов и индивидуального подхода к защите металлических деталей и узлов от воздействия факторов окружающей среды.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.