Виды коррозии металлов

Коррозии подвергаются и черные, и цветные металлы. Это явление может иметь разную скорость воздействия, на которую влияют состав материала и окружающие условия.

Повреждение металла в первую очередь проявляется визуально. Это внешние признаки коррозии, которые проявляются в виде потускнения поверхности, появления небольших пятен и постепенно разрастающихся раковин. Число раковин постепенно растет. Они увеличиваются в размерах и проникают в глубину. Тонкие металлические изделия разрушаются быстро, объемные еще можно спасти, если вовремя устранить проблему.

Коррозия подразделяется на два основных вида:

• химическая;
• электрохимическая.

Они имеют различия в механизме процессов. Химический процесс происходит в результате взаимодействия металла с агрессивной средой и его окисления. Электрохимический процесс разрушения запускается в результате контакта металла с электролитом. Скорость его действия опирается на разность электрических потенциалов между веществами.

К основным признакам процесса изменения металла относятся:

• ржавчина на железе и патина на цветных металлах;
• при нагревании появление окалины.

Процесс коррозии способен нанести экономике значительный ущерб. Металл применяется во всех сферах народного хозяйства, но износостойкость оборудования снижается из-за разрушающих изменений основного материала. Потери в экономике происходят из-за регулярного обновления оборудования и из-за снижения качества выпускаемой продукции в результате износа станков. Статистика утверждает, что валовой доход развитых стран снижается на 3-4% в результате разрушительных процессов в производстве. Но с коррозией можно бороться.

Коррозионные процессы можно разделить на два основных вида по типу воздействия:

• воздействие агрессивной среды;
• воздействие по характеру разрушений.

Первая категория также подразделяется на несколько типов.

• Атмосферная коррозия. В этом случае металл разрушается из-за воздействия воздуха или какого-либо газообразного вещества в условиях повышенной влажности.
• Газовая коррозия. Может происходить под воздействием газов, но при повышенных температурах и без участия воды. Часто встречается на химических производствах.
• Радиационная коррозия. Процесс начинается в момент интенсивного влияния радиации. Разрушение металла в этом случае происходит очень стремительно.
• Подземная коррозия. Этому виду процессов подвергаются металлические изделия или конструкции, находящиеся глубоко в массе земли.
• Контактная коррозия. В некоторых случаях она наступает в результате взаимодействия металлов с разными характеристиками стандартных потенциалов.
• Биологическая коррозия. Ее вызывает деятельность различных микроорганизмов, бактерий и продуктов жизнедеятельности прочих живых существ.
• Комбинированная коррозия. В данном случае совмещаются химические реакции и механические ударные воздействия.
• Коррозия растрескивания. Это понятие смешанного разрушения обычной природы и механического напряжения. Поэтому явление в некоторых случаях именуется коррозией напряжения. Процесс запускается в условиях агрессивной среды в совокупности с большими нагрузками или при выборе чувствительных сплавов.
• Фреттинг-коррозия. В этом случае смешиваются обычное разрушающее воздействие и вибрационное. В этом случае возникает трение, которое возможно снизить при помощи специальных покрытий.

По характеру разрушений тоже можно выделить несколько вариантов коррозионного воздействия.

• Сплошная коррозия. Покрытие оксидной пленкой происходит по всей поверхности металлического изделия. Толщина пленки чаще всего бывает одинаковая. В некоторых случаях появляются участки, где поражение становится более заметным. Такой вариант носит название неравномерная коррозия.
• Избирательная коррозия. Она характерна для сплавов, в которых воздействию подвергается только один из компонентов.
• Местная коррозия. Этот тип разрушения проявляется в виде точек, раковин, пятен, которые могут иметь разные размеры и глубину.
• Частичная. Такие повреждения появляются вначале на поверхности в виде ровного окисления, потом местами углубляется. Этот тип еще называют подповерхностным. Результатом такой коррозии обычно является отслаивание.
• Транскристаллитная и межкристаллитная. Представляет наибольшую опасность, так как практически не видна. Она характерна для некоторых сталей и сплавов с содержанием алюминия или никеля. Изделия, пораженные этим видом коррозии, теряют прочность, становятся хрупкими.
• Щелевая. Самый распространенный вариант, который встречается практически повсеместно. Коррозия такого типа появляется в местах стыков деталей, в соединениях крепежей, в щелях и зазорах.

Коррозионному воздействию может подвергнуться рано или поздно любое металлическое изделие, которое ничем не защищено. Чтобы избежать разрушения материала, применяются различные способы защиты поверхностей.

Один из вариантов защиты металла от разрушающего воздействия – защитная оксидная пленка. Она должна быть сплошной, чтобы эффективно заполнять все пустоты, трещины и щели поверхности. Содержание оксида в должно соответствующим образом соотноситься с объемом металла. Для правильного расчета применяются соответствующие формулы.

Защитить металлическую продукцию от разрушительных воздействий окисления можно разными способами. Основная цель этих действий – применение защитных покрытий из различных веществ или металлов. К самым распространенным видам защиты относятся следующие.

• Защита из металла. При таком способе на металл, защищаемый от разрушения, наносится металлический слой, стойкий к коррозии. У защитного слоя при этом потенциал должен быть отрицательный, то есть анодный. Потенциал с меньшей активностью называют катодным, то есть положительным. К активным защитным металлам относится цинк. Он постепенно разрушается, но защищает качественно. Медная или никелевая защита менее активна, но разрушается не сверху, а снизу.
• Неметаллическая защита. Бывает двух видов: органическая и неорганическая. К органическим материалам относятся лаки, краски, различные смолы и прочие вещества высокомолекулярного свойства. В число неорганических входят цементный раствор или жидкое стекло.
• Химическая защита. Эта процедура проводится для защиты от коррозии химического или электрохимического типа. Вариантов ее проведения также несколько. В их число входит оксидная пленка, фосфатные покрытия, обработка азотом под воздействием температур, углеродное насыщение.
• Коррекционная защита. В этом случае происходит изменение состава самого металла или коррозионной среды. Это действие направлено на уменьшение влияния природных факторов на изделия из металла. То есть, в коррозионную среду вводятся специальные вещества, называемые ингибиторами. Таким же образом можно менять и состав металлов, вводя нужные соединения или удаляя вредные примеси.
• Электрохимическая защита. Сложный процесс, при котором изделие из металла подсоединяется к наружному источнику постоянного тока, заряжая материал отрицательно. Это катодная защита. Для анодной защиты используется другое металлическое изделие или металлолом.
• Протекторная защита. Это разновидность катодной защиты, выделяемая в отдельный пункт из-за определенной сложности. Главное действующее вещество – протектор. Это отрицательно заряженный металл, имеющий большую активность. Выступает в качестве анода, в то время как сама защищаемая конструкция будет катодом. Разрушаться будет металл защиты, в то время как основная конструкция будет оставаться в целости, разрушаясь в несколько раз медленнее.

Защита металлических изделий крайне важна, так как коррозионные процессы нарушают работу механизмов и ведут к разрушению конструкций. В связи с этим народное хозяйство несет огромные убытки.

Неприятен сам процесс утраты металла как сырья из-за разрушения вещества, неприятны также и потери в качестве металлической продукции. Под воздействием агрессивной среды снижается прочность любых металлических предметов и их пластичность, теряются теплопроводные и электропроводные свойства, нарушается герметичность и пропадают многие другие полезные свойства. Поэтому проблема защиты заслуживает особого отношения. Не стоит экономить на антикоррозионных мероприятиях, они могут помочь значительно снизить убытки.

Несмотря на то, что все металлы производят впечатление прочного и долговечного сырья, они способны быстро разрушаться под воздействием многих факторов. Защитные мероприятия всегда направлены на замедление разрушающих процессов и продление срока службы любой металлической продукции.

Уберечь металл от коррозии возможно. Главное все мероприятия по защите провести вовремя, качественно и в соответствии с видами возможных повреждений.