Лекция 17. Коррозия (продолжение).
1) газовой – вид и парциальное давление газов, их растворимость в воде, относительная влажность и температура;
2) жидкой – вид среды, наличие агрессивных агентов, их концентрация, а также величина скорости среды у поверхности конструкции;
3) твердой – вид среды, дисперсность, растворимость в воде, гигроскопичность, относительная влажность окружающей среды и самого материала, температура.
1. Воздействие газов.
Скорость протекания коррозионных процессов материалов прямо пропорциональна интенсивности агрессивных воздействий газовых сред и обратно пропорциональна стойкости и плотности материала. Плотные материалы (например, металлы) взаимодействуют со средой только своей внешней поверхностью, в то время как пористые подвергаются агрессивному воздействию и в толще материала. Например, в бетон невысокой плотности воздух проникает до 10 см в год, а в плотный – только до 2 см.
2. Воздействие жидкостей.
Наиболее распространенные жидкие агрессивные среды – вода, кислоты, щелочи, растворы солей, масла, нефть и нефтепродукты, органические растворители.
Агрессивное действие воды определяет степень ее минерализации (содержание солей), жесткости, кислотности и щелочности. Морская, а тем более, океаническая вода, содержит очень большое количество солей и является еще более агрессивной. Следует отметить, что и деминерализованная вода обладает коррозионным действием на пористые и легкорастворимые материалы, особенно в условиях низких температур. Дело в том, что молекулы воды, благодаря своему строению, обладают так называемым расклинивающим давлением, вследствие чего замерзающая вода проникает в любую полость материала, увеличивая ее. Вода вызывает коррозию даже некоторых вполне инертных металлов, таких как Рb.
Наиболее агрессивны по отношению к металлам, бетонам и силикатному кирпичу кислоты. Керамические изделия (на основе диоксида кремния) хорошо противостоят кислотам, но их разрушают щелочи. Минеральные кислоты обладают большей коррозионной активностью, чем органические. Особенно большие разрушения возникают при попеременном действии различных кислот.
Солевые растворы оказывают на материалы не только химическое, но и физическое воздействие, кристаллизуясь в их порах, причем пористые материалы разрушаются быстрее плотных. Минеральные масла и нефтепродукты имеют в своем составе серу- и азотсодержащие присадки, которые существенно увеличивают их коррозионную активность.
Растворители – бензин, бензол, ацетон, керосин, ксилол и другие – легко растворяют некоторые строительные материалы. Следует отметить, что в целом коррозионное действие органических веществ ниже, чем неорганических. Это связано, в первую очередь, с низкой растворимостью их в воде.
3. Твердые среды – соли, пыль угля, руды – не агрессивны по отношению к сухим материалам, однако в условиях эксплуатации почти всегда присутствует влажность, имеющаяся в атмосфере в достаточном, для развития коррозии, количестве.
Агрессивные среды в зависимости от характера взаимодействия с материалами делят на две группы – физически и химически активные.
Физически агрессивные среды вызывают необратимые изменения материалов, не сопровождающиеся химическими реакциями.
Химически агрессивные среды вызывают необратимые процессы, сопровождающиеся химическими реакциями.
В зависимости от характера агрессивной среды различают следующие основные виды коррозии металлов.
Газовая коррозия – химическая коррозия металла в газах при высоких температурах.
Атмосферная коррозия – наиболее распространенный вид разрушения металлов и сплавов. Обусловлена воздействием на металл влаги и находящихся в воздухе газов (сероводород, диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота и другие вредные примеси).
Подземная коррозия протекает при воздействии на метал почвы или грунта.
Коррозия блуждающим током вызывается действием блуждающих токов; протекает у подземных металлических сооружений и обусловлена, тем, что электрический ток, попадая в землю через провода заземления электроустановок, проходит и через находящиеся под землей сооружения.
Коррозия внешним током вызывается воздействием тока от внешнего источника.
Подводная коррозия возникает на металлах, погруженных в воду.
Контактная коррозия образуется при соприкосновении двух разнородных металлах в растворах электролитов или влажных газов.
Структурная коррозия возникает вследствие структурной неоднородности металлов.
Коррозия под напряжением возникает при воздействии кроме агрессивной среды постоянных и переменных механических напряжений.
В зависимости от условий протекания коррозионного процесса, природы металла и агрессивной среды коррозию разделяют на равномерную и местную.
Так как прочность конструкции зависит от прочности наиболее слабого сечения, то местная коррозия очень опасна. Виды местной коррозии:
1. Точечная или избирательная коррозия, разрушающая только один компонент сплава. Например, обесцинкование латуней (выщелачивание цинка) относится к избирательной коррозии.
2. Межкристаллитная коррозия распространяется по границам кристаллов металла и является наиболее опасной. Вследствие разрушения металла на границах кристаллов нарушается связь, что приводит к резкому снижению механических свойств материала, но практически не изменяет его внешнего вида.
Межкристаллитной коррозии подвержены многие сплавы: строительные стали, нержавеющие высокохромистые и хромоникелевые стали, медноалюминиевые сплавы. При этом наблюдается коррозионное растрескивание: вследствие одновременного действия агрессивной среды и механических напряжений в металле образуются трещины.
Лекция 18.