Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2016 » Октябрь » 19 » Процессы коррозии металлов. ч.1
20:42
Процессы коррозии металлов. ч.1

       Все металлы склонны к разрушению под действием окружающей среды, коррозия металлов является серьезным препятствием повышения долговечности машин, строений и механизмов из сталей и сплавов. В процессе коррозии происходит несколько негативных процессов:
 - повышается шероховатость поверхности,
 - выделяются продукты взаимодействия металлов с компонентами окружающей среды и содержимым аппаратов,
 - уменьшается толщина стенок изделий из металлов, что приводит к снижению их прочности (и/или приводит к разгерметизации),
 - истончаются крепежные элементы конструкции, что приводит к ее разрушению.
       Очень условно, коррозию подразделяют на два типа: окисление и гальванические процессы. Первый тип характерен для газовых сред и жидкостей, не проводящих электрический ток. Электрохимическая коррозия характерна для воды и других токопроводящих жидкостей. На практике всегда присутствует несколько параллельно протекающих процессов: окисление металла кислородом воздуха, растворение металла кислотными примесями среды, электрохимические процессы на поверхности металла, проникновение химических соединений в поры и солеокисные прослойки металла с их разрушением (или увеличением в объеме), что приводит к растрескиванию металла. Иногда встречаются и иные процессы коррозии, например, растворение оксидной пленки на поверхности алюминия в водных растворах щелочей, или взаимодействие меди с примесями серной кислоты в дождевой воде крупных городов, что вызывает образование смеси из оксидов меди, сульфатов меди, сероводорода, оксидов серы и еще ряда продуктов.
      Изобразить общую и универсальную схему, охватывающую все виды коррозии, весьма проблематично, но, одну из неплохих попыток мы все же приведем:

       Процесс коррозии всегда начинается с выхода катиона металла в жидкую полярную среду, или с взаимодействия газообразного кислорода с поверхностью металла. Первый процесс вносит намного больший вклад во все виды коррозии, поэтому, на него ориентируются при разработке методов защиты от коррозии.
       Выход катиона металла в жидкую среду всегда осуществляется под действием теплового движения заряженных частиц в жидкой среде (по аналогии с растворением солей в воде). Чем легче металл отдает электроны, тем ниже его энергия ионизации, следовательно, ниже стойкость к коррозии.
      Выход катионов металла с поверхности изделия наиболее легко происходит на гранях структурного зерна, в местах сколов, пустот, пор и иных нарушений однородности поверхности. Поэтом, тонкая полировка несколько снижает скорость коррозии в начальный период эксплуатации. Кроме того, шероховатая поверхность обладает большей удельной поверхностью, что повышает сорбцию влаги, и ускоряет коррозию.
      Если говорить об углеродистых конструкционных сталях, то стали спокойного режима раскисления обладают на 10-18% большей стойкостью к коррозии, чем кипящие и полуспокойные. Как раз в связи с меньшей пористостью спокойных марок сталей.
       Если стальная деталь находится под напряжением, или подвергалась многократной деформации, тогда на ее поверхность больше трещин, а структурные зерна имеют склонность к расхождению при ослаблении прочности межзерновых прослоек.
        Эрозионное воздействие всегда повышает скорость коррозии, так как, способствует уносу от поверхности катионов металла (принцип Ле-Шателье), еще больший вклад вносит эрозионное разрушение межзерновых прослоек за счет кавитационных воздействий движущегося потока.
       Температура неоднозначно влияет на коррозию. Для газовой коррозии на воздухе, температура, с одной стороны ускоряет окисление металла кислородом, а с другой стороны, снижает сорбцию воды на поверхность металла. Поэтому ряд легированных сталей при температурах 50-100*С разрушаются на воздухе медленнее, чем при 10-20*С. Медь, напротив, при повышении температуры, подвергается коррозии быстрее.
      Если коррозия происходит в водной среде, тогда повышение температуры приводит к усилению теплового движения и активирует ионные процессы. При этом, при повышении температуры снижается растворимость кислорода в воде и большинстве жидких сред.
      Увеличение толщины межзерновых прослоек и размеров зерна, как правило, ускоряет коррозию. Поэтому, при повышении содержания углерода и большинства неметаллических примесей в сталях, приводит к снижению коррозионной стойкости. Ниже приведена зависимость стойкости к коррозии углеродистых сталей обычного качества на открытом воздухе, от содержания углерода в сталях.

       

       Стойкость к коррозии во многом зависит от активности металла, но, часто активные металлы образуют на поверхности пассивную пленку, которая создает защитный слой, предотвращая дальнейшую коррозию. Механическое воздействие на поверхность разрушает окисную пленку, что резко ускоряет коррозию. Ниже приведена упрощенная таблица коррозионной стойкости большинства металлов, с учетом активности металлов, и образованием защитных пленок в ходе пассивации в различных средах.

       Наибольший вклад в процесс коррозии вносят гальванические процессы ан поверхности металла, но, это очень обширная тема, к которой мы вернемся немного позже.

Категория: Металлургия | Просмотров: 371 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]