Коррозия — процесс самопроизвольного образования на металле налета в результате влияния окружающей среды. Ее характеристики, процесс и типы коррозии. Методы защиты металлов от коррозии. Таблица видов электрохимической коррозии.
Виды коррозии по механизму протекания процесса:
— химическая — это вид коррозионного разрушения, связанный с взаимодействием металла и коррозионной среды, при котором одновременно окисляется металл и происходит восстановление коррозионной среды;
— электрохимическая — процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекает не одновременно с ионизацией атомов металла и от электродного потенциала металла зависят их скорости.
Источник: http://okorrozii.com/vidkorrozii.html
Определение коррозии
Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией.
Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.
Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:
- Коррозия – это с химической точки зрения процесс окислительно-восстановительный.
- Коррозия – это самопроизвольный процесс, возникающий по причине неустойчивости термодинамической системы металл – компоненты окружающей среды.
- Коррозия – это процесс, который развивается в основном на поверхности металла. Однако, не исключено, что коррозия может проникнуть и вглубь металла.
Источник: http://zadachi-po-khimii.ru/obshaya-himiya/korroziya-metallov.html
Основные виды коррозии
Коррозионные процессы классифицируют по нескольким параметрам, а конкретные типы коррозии различают по некоторым признакам. Ниже вы узнаете, по каким факторам классифицируют коррозию, и что такое, например, химическая коррозия.
Классификация по механизму протекания процессов
Химическая коррозия – процесс контакта элемента металла со средой, способствующей развитию коррозии, во время которого реакция окисления металлического элемента и восстановления самой окислительной компоненты среды происходит одновременно.
Химическая коррозия – это когда продукты реакции не сепарированы в пространстве.
Электрохимическая коррозия – механизм реакционного соприкосновения раствора электролита с металлом, сущность которого, в противовес химическому типу ржавления, заключается в процессе, когда атомы металла ионизируются, окислительная компонента среды восстанавливается не в едином пространственном и временном промежутке: скорость реакций обусловлена электродным потенциалом.
Классификация по виду коррозионной среды и условиям
Газовая коррозия – реакция ржавления металлов в условиях газовой среды с минимально допустимым содержанием воды (коэффициент не выше 0,1%) либо с применением экстремально высоких температур. Газовая коррозия популярна в промышленных сферах: нефтехимической, а также химической отраслях.
Пример: вычленение «хлеба» химической промышленности – серной кислоты — путем проведения реакции окисления диоксида элемента; расщеплении нефти с целью получения производных меньшей молекулярной массы.
Подземная коррозия – ржавление в грунтовой среде.
Атмосферная коррозия — ржавление металлов в воздухе либо влажном газе.
Биокоррозия – реакция с появлением ржи под воздействием микроорганизмов.
Контактная коррозия – при подобной реакции участвует несколько металлов с отличными друг от друга потенциалами по электролиту.
Радиационная коррозия – возникновение ржи под влиянием радиоактивных лучей.
Коррозия током – процесс коррозии происходит в условиях воздействия внешнего либо блуждающего тока.
Коррозия под напряжением – ржавление металла в коррозионной среде под механическим напряжением. Химия подобного вида ржи небезопасна, в главной мере для опорных конструкций с воздействием механических нагрузок на них (турбины, рессоры, ведущие оси строений). Немаловажным нюансом при обозначенном типе ржавления служит потенциальная коррозионная усталость – накопительный эффект возникает при периодичном растягивающем напряжении.
Схожее цикличное ржавление свойственно валкам прокатных станов, рессорам автомобилей и аналогичным конструкциям.
Коррозионная кавитация – разрушительное влияние на металл коррозионной среды и ударной силы.
Фреттинг-коррозия – разрушение металлических поверхностей единовременным воздействием благоприятной для ржи среди и вибрации. По проявлению результатов процесса ликвидировать следствие возможно, для этого потребуется четко подобрать структурный материал, снизить уровень трения, применить покрывающую пленку либо выполнить другие подходящие в таком случае действия.
Межкристаллитная коррозия – проявление ржи по граням вкраплений. Так называемое скрытный разлом, в период активности которого внешних признаков не заметно, однако металл в краткие сроки лишается свойств прочности и эластичности. Наиболее часто от подобного вида внешнего вмешательства страдают сплавы, в состав которых входят никель, алюминий, хром.
Щелевая коррозия – является причиной повреждения металла в резьбовых креплениях, между прокладками и аналогичных участках.
На видео: всё о электрохимической коррозии.
Классификация по типу коррозионной деструкции
Сплошная коррозия – ржавчине подвергается поверхность целиком. Различают несколько подтипов:
- Равномерная (поверхностная коррозия) – ржа проявляется одновременно по захваченной процессом территории. Пример – разрушение железных труб на открытом воздухе.
- Неравномерная – скорость реакций на отдельных участках общей территории варьируется.
Избирательная коррозия — ржавеет один из компонентов сплавов или обособленная структурная секция (например, реакция обесцинкования латуни).
Местная коррозия — разрушению подвергаются сепаратные пятна целостного объекта. Проявление наблюдается в форме отдельных вкраплений поврежденностей, проникнувших на малую глубину слоя металла (ржа по латуни в соленой морской воде); значительных углублений в виде раковин (сталь, закопанная в почву); обособленных точек, именуемых питтингами, входящих в толщу металла на серьезную глубину (хромовоникелевая сталь аустенитного класса).
Источник: http://gidpokraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/vidy-korrozii.html
Что такое коррозия?
Коррозия — процесс разрушения металлов, сплавов, который развивает под воздействием разных факторов окружающей среды. При протекании данного процесса материал может быть разрушен частично или полностью. Следы коррозионного эффекта — пятна ржавчины разных цветов. Постепенно коррозия проникает вглубь материала, провоцируя появление сквозных отверстий с разрушенными краями.
Источник: http://metalloy.ru/metally/korroziya
Коррозия неметаллических материалов
По мере ужесточения условий эксплуатации (повышение температуры, механических напряжений, агрессивности среды и др.) и неметаллические материалы подвержены действию среды. В связи с чем термин «коррозия» стал применяться и по отношению к этим материалам, например «коррозия бетонов и железобетонов», «коррозия пластмасс и резин». При этом имеется в виду их разрушение и потеря эксплуатационных свойств в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Но следует учитывать, что механизмы и кинетика процессов для неметаллов и металлов будут разными.
Источник: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/19752
Виды коррозии по условиям протекания:
— атмосферная коррозия — наиболее распространенный вид коррозии, связанный с разрушением металлов в атмосфере воздуха;
— газовая — коррозионное разрушение металла под воздействием газов при высоких температурах;
— жидкостная — вид коррозии металла в жидкой среде, который подразделяется на коррозию в электролитах и неэлектролитах;
— почвенная — коррозия металла в грунтах и почвах;
— биокоррозия — вид коррозии, связанный с разрушением под влиянием живых микроорганизмов;
— структурная — связанная с неоднородностью структуры металлов;
— коррозия блуждающими токами — вид электрохимического разрушения под воздействием блуждающих токов;
— внешним током — электрохимическое разрушение металла под влиянием тока от внешнего источника;
— контактная коррозия — возникает при контакте разнородных металлов (имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите);
— щелевая коррозия — явление повышения скорости коррозионного разрушения в зазорах и щелях в металле;
— коррозия под напряжением — разрушение металла при одновременном воздействии агрессивной среды и механических напряжений;
— кавитация — разрушение металла при одновременном воздействии ударного воздействия внешней среды и коррозионного процесса;
— фреттинг-коррозия — вид коррозии, возникающий при колебательных перемещениях двух поверхностей относительно друг друга в условиях коррозионной среды;
— коррозия при трении (коррозионная эрозия) — происходит при одновременном воздействии на металл трения и коррозионной среды;
Источник: http://okorrozii.com/vidkorrozii.html
Виды
Коррозионные процессы классифицируются зависимо от разных критериев. Основные из них — цвет, механизм образования ржавчины, тип агрессивной среды, характер разрушения.
По цвету
Зависимо от цвета бывают разные виды ржавчины. Она может быть черной, желтой, коричневой, красной. Оттенок зависит от химической формулы образовавшегося вещества.
Ржавый металл
Желтая
Химическая формула желтой ржавчины — FeO(OH)H2O. Она появляется под воздействием высокой влажности, в среде с малым количеством кислорода. Подобный вид ржавчины можно увидеть под водой.
Коричневая
Химическая формула коричневой ржавчины — Fe2O3. Встречается крайне редко, появляется без воздействия влаги.
Красная
Химическая формула красной ржавчины — Fe2O3•H2O. Образуется при одновременном воздействием воды и кислорода. Встречается чаще других видов. Разрушительный процесс протекает равномерно, постепенно распространяется на всю поверхность.
Черная
Химическая формула — Fe3O4. Появляется без воздействия влаги, в среде с малым количеством кислорода. Часто используется для создания сверхпроводников, поскольку является ферромагнетиком.
По механизму протекания
Виды:
- химическая;
- электромеханическая.
Процессы отличаются по механизму разрушения материала.
Химическая
Процесс разрушения металла, провоцирующий распад металлических связей, развитие химических реакций между атомами материала. Элементы, которые взаимодействуют между собой, пространственно не разделяются. Скорость разрушения детали зависит от скорости протекания химической реакции.
Электрохимическая
Данный процесс разрушения металлических деталей протекает в среде электролитов и сочетается с возникновением тока.
Ржавый корабль
По типу агрессивной среды
Виды:
- Атмосферная.
- Газовая.
- Радиационная.
- Подземная.
- Контактная.
- Биокоррозия.
- Коррозия током.
- Коррозийная кавитация.
- Коррозия под напряжением.
- Фреттинг-коррозия.
Атмосферная
Естественный процесс разрушения. Может протекать в воздушной или газовой атмосфере. Важное условие — повышенный уровень влажности. Чем он выше, тем быстрее разрушится материал.
Газовая
Процесс разрушения металлических деталей, который протекает в условиях газовой среды. Отличается низким уровнем влажности. Процесс образования ржавчины ускоряется при повышении температуры.
Радиационная
Возникает при интенсивном воздействии радиационного излучения. У сплавов высокой плотности протекает медленно.
Подземная
Если металлическая деталь какое-то время полежит под землей, можно заметить на ее поверхностях зеленый налет или другие цветовые искажения. Это следствие окислительный процессов, которые протекают в разных видах грунта.
Контактная
Быстро появляется в местах, где два разных металла соприкасаются друг с другом. Это обуславливается разницей стационарного потенциала в электролите.
Биокоррозия
Процесс разрушения металлических деталей, который обуславливается воздействием разных микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности.
Ржавые обломки судов
Коррозия током
Может происходить при воздействии блуждающего или внешнего тока. Скорость распространения ржавчины зависит от силы тока, длительности, периодичности его воздействия на металлические детали.
Коррозийная кавитация
Один из многочисленных процессов саморазрушения разных видов металлов. Он запускается при воздействии внешней среды, механического повреждении.
Коррозия под напряжением
Процесс разрушения сплавов, который происходит при взаимодействии механического напряжения с коррозийно-активной средой. Этот вид коррозии опасен для металлоконструкций, которые подвержены большим нагрузкам.
Фреттинг-коррозия
Сложный коррозионный процесс, который протекает под воздействием коррозийной среды с различными вибрациями. Чтобы не допустить образования ржавчины, важно снизить коэффициент трения металлических деталей.
По характеру разрушения
Виды:
- сплошная;
- избирательная;
- местная;
- подповерхностная;
- межкристаллическая;
- щелевая.
Они отличаются локализацией, степенью углубления в материал, тяжестью разрушения.
Сплошная
При таком коррозионном процессе ржавчиной покрываются все металлические поверхности. Она может быть равномерной или неравномерной, зависимо от скорости разрушения материала в разных местах детали.
Избирательная
Подобный процесс затрагивает один из элементов металлоконструкции, который не имеет антикоррозийного покрытия, затормаживающего процесс разрушения.
Ржавый автомобиль (Фото: pixabay.com)
Местная
Пятна ржавчины разбросаны по металлической поверхности. Они представляют собой углубления разного размера, одна часть которых могут быть поверхностными, другие сквозными.
Подповерхностная
Появляется под металлическими поверхностями. Она быстро проникает вглубь материала. Данный вид коррозионных процессов характеризуется расслоением металла.
Межкристаллическая
Начинает появляться по границам отдельных зерен материала. Ее крайне сложно выявить по внешнему виду. Быстро ухудшаются показатели плотности, прочности, пластичности. Детали становятся хрупкими.
Щелевая
Образуется на местах соединения двух металлических деталей. Может появляться в технологических зазорах, под техническими прокладками.
Источник: http://metalloy.ru/metally/korroziya
Ингибиторы коррозии
Ингибитор коррозии представляют собой химические соединения, которые используются для блокирования или задержания процесса образования ржавчины. Ели они есть в агрессивной среде, что процесс образования коррозии на металлических поверхностях сократится в разы.
Ингибиторы образуют на поверхности металлов тонкую защитную пленку, которая не дает проникать в поры металлов воздуху и жидкостям, которые могут нарушить их целостность. Они являются одним из самых эффективных методов борьбы с образованием ржавчины.
Источник: http://lkmprom.ru/clauses/issledovaniya/korroziya-ee-vidy-i-mery-zaschity-ot-poyavleniya-k/
Коррозия некоторых металлов
Коррозия меди
Одним из ключевых химических элементов для отечественной промышленности является медь. Металл также подвержен деструкции, как и другие металлические поверхности, хотя медь больше защищена от коррозии.
Коррозия меди — разрушение последней в результате воздействия коррозионной среды.
Даже столь стойкий к разрушениям элемент подвержен негативным изменениям при воздействии окружающей среды. Коррозия меди имеет высокий показатель ухудшения свойств металла в аэрированных растворах, содержащих ионы, образовывающие комплексы с красным металлом, окислительных кислотах.
Медь стабильна в следующих условиях:
- в атмосферной среде;
- в морской и пресной водах;
- контактируя с галогенами в специальных условиях;
- в кислотах-неокислителях, слабых растворах Н3РО4, Н2SO4.
Медь нестабильна в следующих условиях:
- в ряде соединений серы, в том числе сероводороде, чистой сере;
- в кислотах-окислителях, аэрированной неокислительной среде, концентрате Н2SO4, например:
1)Cu+2H2SO4→CuSO4+SO2↑+2H2O
2)Cu+H2SO4→CuO+SO2↑+H2O
- растворах солей-окислителей тяжелых металлов, как то Fe2(SO4)3, FeCl3;
- агрессивной воды, аэрированной воды;
- амина, NH4OH.
Атмосферная коррозия меди:
2Cu+H2O+CO2+O2→ CuCO3*Cu(OH)2
Коррозия железа
Еще один распространенный элемент, подверженный ржавлению от коррозии – железо. Наибольший процент реакций по возникновению ржи на железе припадает на реакции по его окислению воздухом или кислотами из растворов.
При химической коррозии электроны переходят на окислитель, окисление металлов показано наглядно:
3Fe+2O2→Fe3O4
Электрохимическая коррозия протекает в условиях токовой проводимости. Пример атмосферной и грунтовой реакции:
Fe+O2+H2O→Fe2O3∙xH2O
Источник: http://gidpokraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/vidy-korrozii.html
НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ БОРЬБЫ С КОРРОЗИЕЙ
Потери от коррозии можно разделить на прямые и косвенные. Прямые потери – это стоимость заменяемых изделий, затраты на защитные мероприятия и безвозвратные потери металла вследствие коррозии. По подсчетам специалистов, таковые в мировом масштабе составляют в настоящее время около 10…15% от объема производства стали. Косвенные – потери продукта в результате утечек, снижение производительности агрегата, загрязнение продуктами коррозии целевого продукта и т.п.
Значительная часть мощности предприятий черной металлургии затрачивается на восполнение потерь металла вследствие коррозии. Однако это далеко не полностью отражает действительный ущерб, связанный с выходом из строя изделий из металла. Значительные потери обусловлены авариями оборудования, его простоями, потерями и отходами в металлообработке, нарушениями качества продукции и в конечном счете повышением ее себестоимости и снижением производительности труда. Поэтому экономия металла, повышение качества исходного сырья и металлоизделий, уменьшение коррозионных потерь – непременное условие повышения эффективности производства и качества продукции, которое должно обеспечиваться в государственном масштабе.
Источник: http://salutsteel.ru/metal-corrosion
10-бальная шкала для оценки общей коррозионной стойкости металлов
| Группа стойкости | Скорость коррозии металла, мм/год | Балл |
| Совершенно стойкие | менее 0,001 | 1 |
| Весьма стойкие | 0,001 – 0,005 | 2 |
| 0,005 – 0,01 | 3 | |
| Стойкие | 0,01 – 0,05 | 4 |
| 0,05 – 0,1 | 5 | |
| Пониженно-стойкие | 0,1 – 0,5 | 6 |
| 0,5 – 1,0 | 7 | |
| Малостойкие | 1,0 – 5,0 | 8 |
| 5,0 – 10.0 | 9 | |
| Нестойкие | более 10,0 | 10 |
Добавлено: 3.03.2017 20:46:19
Источник: http://stroi-baza.ru/articles/one.php?id=169
Методы защиты от коррозии металла
Основной способ защиты от коррозии металла – это создание защитных покрытий – металлических, неметаллических или химических.
Металлические покрытия
Металлическое покрытие наносится на металл, который нужно защитить от коррозии, слоем другого металла, устойчивого к коррозии в тех же условиях. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более отрицательным потенциалом (более активный) , чем защищаемый, то оно называется анодным покрытием. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более положительным потенциалом (менее активный), чем защищаемый, то оно называется катодным покрытием.
Например, при нанесении слоя цинка на железо, при нарушении целостности покрытия, цинк выступает в качестве анода и будет разрушаться, а железо защищено до тех пор, пока не израсходуется весь цинк. Цинковое покрытие является в данном случае анодным.
Катодным покрытием для защиты железа, может, например, быть медь или никель. При нарушении целостности такого покрытия, разрушается защищаемый металл.
Неметаллические покрытия
Такие покрытия могут быть неорганические (цементный раствор, стекловидная масса) и органические (высокомолекулярные соединения, лаки, краски, битум).
Химические покрытия
В этом случае защищаемый металл подвергают химической обработке с целью образования на поверхности пленки его соединения, устойчивой к коррозии. Сюда относятся:
оксидирование – получение устойчивых оксидных пленок (Al2O3, ZnO и др.);
фосфатирование – получение защитной пленки фосфатов (Fe3(PO4)2, Mn3(PO4)2);
азотирование – поверхность металла (стали) насыщают азотом;
воронение стали – поверхность металла взаимодействует с органическими веществами;
цементация – получение на поверхности металла его соединения с углеродом.
Изменение состава технического металла и коррозионной среды
Изменение состава технического металла также способствует повышению стойкости металла к коррозии. В этом случае в металл вводят такие соединения, которые увеличивают его коррозионную стойкость.
Изменение состава коррозионной среды (введение ингибиторов коррозии или удаление примесей из окружающей среды) тоже является средством защиты металла от коррозии.
Электрохимическая защита
Электрохимическая защита основывается на присоединении защищаемого сооружения катоду внешнего источника постоянного тока, в результате чего оно становится катодом. Анодом служит металлический лом, который разрушаясь, защищает сооружение от коррозии.
Протекторная защита – один из видов электрохимической защиты – заключается в следующем.
К защищаемому сооружению присоединяют пластины более активного металла, который называется протектором. Протектор – металл с более отрицательным потенциалом – является анодом, а защищаемое сооружение – катодом. Соединение протектора и защищаемого сооружения проводником тока, приводит к разрушению протектора.
Примеры задач с решениями на определение защитных свойств оксидных пленок, определение коррозионной стойкости металлов, а также уравнения реакций, протекающих при электрохимической коррозии металлов приведены в разделе Задачи к разделу Коррозия металлов
Источник: http://zadachi-po-khimii.ru/obshaya-himiya/korroziya-metallov.html
См. также
- Shewanella oneidensis
- Список разрушений мостов
Источник: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/19752
Ссылки
- Коррозия на сайте «Горной энциклопедии»
- «Бластинг: Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке» — Екатеринбург: ООО «ИД «Оригами», 2007—216 с., ISBN 978-5-9901098-1-0
Источник: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/19752