Какие виды коррозии существуют: Виды коррозии | Руководство по выбору материалов

Какие виды коррозии существуют и как они влияют на разные типы металлов

Главная » Борьба со ржавчиной

Борьба со ржавчиной

Автор Анна Фомина На чтение 3 мин Просмотров 145 Опубликовано 30.03.2023

Коррозия — это процесс разрушения металлов под воздействием окружающей среды. Коррозия может быть разной по природе, скорости и последствиям. Существуют разные виды коррозии, которые зависят от факторов, таких как температура, влажность, кислотность, наличие кислорода и других химических веществ.

Один из самых распространенных видов коррозии — это атмосферная коррозия, которая происходит при контакте металла с воздухом и водой. Атмосферная коррозия может быть равномерной, когда металл равномерно теряет толщину по всей поверхности, или неравномерной, когда металл разрушается неравномерно в местах скопления влаги, загрязнений или повреждений. Например, железо подвержено атмосферной коррозии и образует ржавчину — слой оксида железа, который защищает металл от дальнейшего разрушения. Однако, если ржавчина повреждается или отслаивается, то коррозия продолжается и увеличивает скорость разрушения металла.

Пример атмосферной коррозии

Другой вид коррозии — это электрохимическая коррозия, которая происходит при наличии электрического тока между двумя разными металлами или между разными участками одного металла в электролите — жидкости или влажном газе, содержащем ионы. Электрохимическая коррозия может быть гальванической, когда два разных металла соединены проводником и погружены в электролит, или электролитической, когда один металл подключен к источнику тока и погружен в электролит. В обоих случаях один из металлов становится анодом и растворяется в электролите, а другой — катодом и защищается от коррозии. Например, цинк является более активным металлом, чем железо, и при контакте с ним в электролите цинк растворяется и защищает железо от коррозии. Это принцип работы оцинковки — покрытия железных изделий слоем цинка.

Еще один вид коррозии — это химическая коррозия, которая происходит при действии на металл химически активных веществ без участия электрического тока. Химическая коррозия может быть сухой, когда на металл действуют газы или пары, или влажной, когда на металл действуют жидкости или растворы. Химическая коррозия может быть одностадийной, когда продукты реакции остаются на поверхности металла и защищают его от дальнейшей коррозии, или многостадийной, когда продукты реакции удаляются с поверхности металла и обнажают его для новой реакции. Например, медь подвержена химической коррозии и образует зеленый слой патины — смесь оксидов, карбонатов и сульфатов меди, который придает меди характерный цвет и защищает ее от дальнейшего разрушения. Однако, если патина смывается дождем или механически повреждается, то коррозия продолжается и ускоряется.

Рекомендуем эффективный преобразователь ржавчины «Ржавомед» от компании ПЕРХИМ ^ТМ

Разные типы металлов имеют разную степень устойчивости к коррозии. Некоторые металлы, такие как золото, платина или серебро, являются благородными и почти не подвержены коррозии в обычных условиях. Другие металлы, такие как железо, алюминий или цинк, являются активными и легко растворяются в окружающей среде. Однако, некоторые активные металлы имеют способность образовывать на своей поверхности тонкий слой оксида или гидроксида, который препятствует дальнейшему контакту металла с коррозионной средой. Это называется пассивацией металла. Например, алюминий образует на своей поверхности прочный слой оксида алюминия, который защищает алюминий от коррозии в большинстве условий.

Коррозия металлов — это серьезная проблема для промышленности и быта, так как она приводит к потере материала, снижению прочности и надежности изделий, увеличению затрат на ремонт и замену оборудования. Поэтому важно предотвращать и бороться с коррозией металлов разными способами, такими как выбор устойчивых материалов, покрытие металлов защитными слоями, использование ингибиторов коррозии — веществ, которые замедляют или останавливают коррозию в определенных условиях, а также контроль параметров окружающей среды, таких как температура, влажность и кислотность.

В ассортименте нашей компании есть эффективный удалитель ржавчины с металлов «РжавоМед-У»

Как образуется ржавчина? коррозия металлов

И снова о коррозии

Автор: Josef Dominik

Перевод: Игнатова Д.В., специалист по маркетингу ООО ЗВК «БЕРВЕЛ»

Согласно данным, предоставленным специалистами лаборатории NASA по коррозионным технологиям в космическом центре Кеннеди, расходы, связанные с коррозией металлов в США, составляют примерно 276 млрд долларов в год. Эта огромная сумма включает в себя прямые и косвенные издержки, связанные с коррозией. В США по последним данным ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 4-5% от ВВП. Эта цифра ежегодно растёт. Согласно статистике состояния окружающей среды более 250000 тонн серной кислоты ежедневно выпадает в виде кислотного дождя в северном полушарии. По оценкам экспертов каждую секунду коррозия «съедает» более 5 тонн стали. Поэтому стоит в очередной раз задуматься о проблеме коррозии.

Предотвращение коррозии

Подсчитано, что более 25% ущерба от коррозии можно было бы избежать, своевременно используя средства противокоррозионной защиты. Обязательным условием эффективного предотвращения образования коррозии является знание всех коррозионных процессов, а также свойств применяемого металла и состояния окружающей среды. Типичный пример неправильного соблюдения этих простых условий показан на рис.1. Много раз подчёркивалось, что борьба с коррозией начинается ещё на стадии проектирования и строительства. Рис. 2 демонстрирует неправильное проектирование крытого плавательного бассейна.

Рис. 1

Рис. 2 и 3

В данном случае проектировщик произвёл крепление опорных болтов из нержавеющей хромоникелевой стали к бетонному потолку. Предполагалось, что все параметры и размеры были выполнены верно, но оказалось, что была допущена серьёзная ошибка. Проектировщик не учёл тот факт, что в целях соблюдения санитарно-гигиенических норм в бассейне регулярно проводится хлорирование воды. Пары хлорида проникли в пространство между потолком и крышей и, как следствие, началась коррозия нержавеющей хромоникелевой стали. Как известно, этот вид стали не устойчив к воздействию хлора, поэтому возникла проблема ослабления поперечного сечения болтов (рис. 3). В результате произошло обрушение целого потолка. Более того, внешний контроль опорных болтов не проводился.

Какую полезную информацию можно извлечь из данного случая?

1. Даже нержавеющая сталь при определённых условиях подвержена коррозии.

2. Эффективное предупреждение коррозии предполагает безупречные знания воздействия окружающей среды на свойства металлов.

3. Опорные болты должны подвергаться регулярному внешнему контролю.

4. Технология водоподготовки в бассейне не была учтена проектировщиком.

5. Некачественное выполнение проектной документации.

Подобных примеров возникновения коррозии много. Главной причиной преждевременного возникновения коррозии является человеческий фактор, то есть пренебрежение и недооценивание важности проблемы защиты от коррозии на стадии проектирования. Коррозия — это многостадийный сложный процесс, который необходимо изучать целостно. Только изучив саму суть коррозионного процесса и виды коррозии, можно приступать к изучению, разработке методов защиты.

С практической точки зрения, эффективно разделять коррозию на видимую, менее видимую и невидимую. К первой группе относится поверхностная коррозия. Поверхностная коррозия характеризуется равномерным разрушением металла по всей поверхности. Это наименее опасный вид коррозии, потому что её можно легко обнаружить и устранить.

Однако существуют и более опасные, малозаметные виды коррозии:

• местная коррозия;

• контактная коррозия;

• межкристаллитная коррозия;

• коррозионное растрескивание.

Самым опасным видом коррозии является невидимая межкристаллитная (интеркристаллитная) коррозия. В этом случае разрушение происходит по границам кристаллов и внешняя поверхность металла не имеет заметных следов коррозии.

Особенно опасным является водородное охрупчивание металла (рис. 4), так как проявления практически невозможно заметить даже под микроскопом. Высокопрочные стали наиболее подвержены водородному охрупчиванию. Предупреждение коррозии в данном случае основано на обезводороживании или применении устойчивых к охрупчиванию сплавов. Для гарантированного предотвращения водородной хрупкости у сталей с прочностью более 1000 Н/мм2 целесообразно применять «бестоковые» способы цинкования, при нанесении которых наводороживание деталей не происходит. К таким относятся горячее цинкование, цинк-ламельные покрытия, покрытие типа «Дакромет» и другие на основе высокодисперсного цинка.

Рис. 4

Выводы

В заключении стоит отметить, что коррозия всегда существовала и будет существовать. Без сомнения, миллиардные ежегодные убытки привели к тому, что люди стали бороться с этим вредным воздействием. Можно с уверенностью говорить о том, что все виды коррозии приводят к потере не самого металла, а ценных металлоконструкций, на строительство которых тратятся огромные деньги. Стоит помнить о том, что преждевременное разрушение конструкции из-за воздействия коррозии может привести к непредвиденным последствиям. К сожалению, проблему коррозии нельзя избежать, но любую проблему можно решить при правильно организованном, грамотном подходе. Существует немало «ключей» (методов) к предотвращению коррозии, однако их нужно заблаговременно и правильно применять.

Дата: 03.05.18

Источник: Fastener World Inc.

видов коррозии | Руководство по выбору материалов

Чтобы найти правильное решение по материалам, нужно начать с источника проблемы.

> Просмотрите и загрузите версию Руководства по выбору материалов для печати легче всего обнаружить и предсказать. Это необычно, но не неслыханно, когда общая коррозия приводит к катастрофическим отказам. По этой причине общую коррозию часто считают бельмом на глазу, а не серьезной проблемой. Общая коррозия протекает относительно равномерно по поверхности металла. Постепенное уменьшение толщины стенки компонента необходимо учитывать при расчете номинального давления.

Как это образуется

В морской или другой агрессивной среде поверхность углеродистой или низколегированной стали начинает разрушаться, что приводит к образованию окалины оксида железа, которая со временем становится толще, пока не откалывается и не образуется новая окалина. формы.

Может быть измерено с помощью

• Скорость износа материала в течение года. Например, незащищенная углеродистая сталь может отступать в морской среде на 1 мм каждый год.
• Потеря веса сплава при контакте с агрессивными жидкостями, обычно измеряемая в миллиграммах на квадратный сантиметр открытого материала в день

Возможные решения

Нержавеющая сталь 316/316L; 6-молибденовые сплавы; сплав 2507; сплав 825; сплав 625; сплав С-276; Alloy 400

Локализованная точечная коррозия в хлоридсодержащих средах

Точечная коррозия приводит к образованию небольших полостей или ямок на поверхности материала. Хотя эти ямки можно обнаружить при тщательном визуальном осмотре, они могут расти достаточно глубоко, чтобы продырявить НКТ. Питтинг чаще наблюдается в средах с высоким содержанием хлоридов при повышенных температурах.

Как это образуется

Когда защитный слой оксида (или пассивный оксидный слой) на поверхности металла разрушается, металл становится восприимчивым к потере электронов. Это заставляет железо в металле растворяться в растворе на более анодированном дне ямы, диффундировать вверх и окисляться до оксида железа или ржавчины. Концентрация раствора хлорида железа в яме может увеличиваться и становиться более кислой по мере углубления ямы. Эти изменения приводят к ускоренному росту язвы, перфорации стенок НКТ и протечкам.

Более высокие значения PREN указывают на более высокую стойкость к точечной коррозии.

Точечная коррозия лучше всего предотвращается правильным выбором сплава. Различные металлы и сплавы можно сравнивать с помощью их эквивалентного числа сопротивления точечной коррозии (PREN), которое рассчитывается на основе химического состава материала. PREN увеличивается с более высокими уровнями хрома, молибдена и азота.

Возможные решения

6-молибденовые сплавы; сплав 2507; сплав 825; сплав 625; сплав С-276; Сплав 400

Локализованная щелевая коррозия в хлоридсодержащих средах

В типичной жидкостной системе щели существуют между трубками и трубными опорами или зажимами труб, между соседними участками труб, а также под грязью и отложениями, которые могут скопиться на поверхностях. Трещин практически невозможно избежать в трубных установках, а узкие щели представляют наибольшую опасность возникновения коррозии.

Как она образуется

Как и точечная коррозия, щелевая коррозия начинается с разрушения пассивного оксидного слоя, защищающего металл. Это разрушение приводит к образованию небольших ямок. Ямы становятся все больше и глубже, пока не покроют всю расщелину.
В некоторых местах трубка может быть перфорирована. Щелевая коррозия возникает при гораздо более низких температурах, чем точечная коррозия.

Возможные решения

6-молибденовые сплавы; сплав 2507; сплав 825; сплав 625; сплав С-276; Alloy 400

Материал имеет значение

Когда морская вода диффундирует в щель, некоторые ионы Fe++ растворяются и не могут быстро диффундировать из тесной щели. В соленой воде отрицательно заряженные ионы хлора (Cl-) притягиваются этими положительно заряженными ионами Fe++ и начинают диффундировать в расщелину. По мере увеличения концентрации хлорида раствор в щели становится более агрессивным, вызывая растворение большего количества железа, что, в свою очередь, привлекает больше ионов хлорида для диффузии в щель. В конечном итоге щелевой раствор превращается в кислый раствор с высокой концентрацией хлоридов, который очень агрессивен.

Коррозионное растрескивание под напряжением в хлоридсодержащих средах

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) опасно, поскольку оно может разрушить компонент при уровнях напряжения ниже предела текучести сплава. В присутствии ионов хлорида аустенитные нержавеющие стали подвержены SCC. Ионы взаимодействуют с материалом в вершине трещины, где растягивающие напряжения максимальны, что облегчает рост трещины. Во время выполнения SCC может быть трудно обнаружить, и окончательный сбой может произойти внезапно.

Как он образуется

Для возникновения SCC должны одновременно выполняться три условия:

• Металл должен быть восприимчив к SCC
• Должны существовать условия окружающей среды (жидкость или температура), способствующие SCC
• Напряжение растяжения (приложенное + остаточное) должно быть выше критического уровня

Более высокое содержание никеля показывает более высокую устойчивость к SCC, индуцированному хлоридами.

Возможные решения

6-молибденовые сплавы; сплав 2507; сплав 825; сплав 625; сплав С-276; Сплав 400

SSC ¹

Крекинг сернистого газа или сульфидный крекинг под напряжением при высоком парциальном давлении сероводорода (H

₂ S)

Крекинг сернистого газа, также известный как сульфидное растрескивание контакт с сероводородом (H ₂ S) и влагой. H ₂ S становится сильно коррозионным в присутствии воды. Это условие может привести к охрупчиванию материала, что приведет к растрескиванию под совместным действием растягивающего напряжения и коррозии.

Как он образуется

Риск SSC увеличивается при увеличении следующих факторов:

• Металл должен быть восприимчив к SSC
• Окружающая среда должна быть достаточно кислой (с высоким содержанием H ₂ S)
• Напряжение растяжения (приложенное + остаточное) должно быть выше критического уровня

Повышенный риск SSC возникает, когда происходит большее количество следующих факторов по сравнению с материалами, менее подверженными SSC:

• Твердость материала/прочность на растяжение
• Концентрация ионов водорода (нижнее значение pH)
• H ₂ S парциальное давление
• Суммарное растягивающее напряжение (приложенное + остаточное)
• Время экспозиции

Риск SSC увеличивается при более низких температурах, когда материалы имеют тенденцию быть менее пластичными.

Возможные решения

Сплав 825; сплав 625; сплав С-276; Alloy 400

Материал имеет значение

Стандарт NACE MR0175/ISO 15156 описывает подходящие материалы для кислых сред при добыче нефти и газа. Дополнительные сведения о выборе компонентов для месторождений высокосернистой нефти см. в разделе Выбор компонентов жидкостной системы для использования на месторождениях высокосернистой нефти.

Водородное охрупчивание ²

Водородное охрупчивание

Атомы водорода могут диффундировать в металлы, делая их хрупкими. Все материалы, подверженные водородному охрупчиванию, также очень подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением.

Как он формируется

Растрескивание под действием водорода может произойти, если металл подвергается статическому или циклическому растягивающему напряжению. Водород может вызывать изменения механических свойств и поведения металла, в том числе:

• Уменьшение пластичности (удлинение и уменьшение площади)
• Снижение ударной вязкости и вязкости разрушения
• Повышенная усталостная характеристика

Водородного охрупчивания можно избежать, выбрав материал, устойчивый к водороду, например, аустенитные сплавы с содержанием никеля от 10% до 30%.

Ферритные сплавы с очень низким содержанием никеля становятся значительно охрупчивающимися, в то время как аустенитные сплавы с содержанием никеля от 10% до 30% показывают относительно небольшое охрупчивание.

Источник: Г.Р. Caskey, Справочник по совместимости водорода для нержавеющих сталей (1983)

Потенциальные решения

316/316L нержавеющая сталь

Межгранулярная коррозия

, чтобы понять межгранулярную коррозию (IGC), рассмотрим, что все металлы состоит из отдельных зерен. Внутри каждого зерна атомы систематически расположены, образуя трехмерную решетку. IGC воздействует на материал по границам зерен (где соединяются зерна, из которых состоит металл).

Как образуется

Во время сварки, термической обработки или воздействия высоких температур карбиды могут начать формироваться на границах зерен. Эти осадки карбида могут увеличиваться со временем. Это образование карбида влияет на равномерное распределение элементов в металле, лишая материал, прилегающий к границам зерен, важных элементов, таких как хром. Когда агрессивные жидкости (например, кислоты) воздействуют на области, обедненные хромом, могут образовываться межкристаллитные трещины. Эти трещины могут распространяться по всему материалу и оставаться незамеченными, что делает IGC опасной формой коррозии.

Возможные решения

Нержавеющая сталь 316/316L

Гальваническая коррозия в присутствии электролита

Гальваническая коррозия возникает при контакте материалов с разным электродным потенциалом в присутствии электролита.

SCE расшифровывается как насыщенный каломельный электрод. Анодный индекс: высокоблагородные материалы с «пассивными поверхностями» не так подвержены гальванической коррозии, как менее благородные материалы или благородные материалы с «активными поверхностями». В этой таблице магний является наименее благородным материалом, а графит — наиболее благородным материалом.

Пассивный слой на нержавеющей стали состоит из очень тонкой оксидной пленки с высоким содержанием хрома, которая автоматически формируется в окружающем воздухе и защищает материал от коррозии. Пассивный слой делает материал более благородным и менее подверженным коррозии. Совместимость металлов можно определить по анодному индексу, который описывает разность потенциалов или напряжений металлов, измеренных в морской воде, относительно стандартного электрода.

Как он образуется

Когда разность потенциалов между двумя разнородными металлами в присутствии электролита слишком велика, пассивный слой материала начинает разрушаться.

Возможные решения

Во избежание гальванической коррозии выбирайте материалы с разницей напряжений не более 0,2 В. Например, фитинг из нержавеющей стали 316 (-0,05 В) с трубкой из 6-молибдена (0,00 В) приведет к возникновению напряжения 0,05 В между двумя сплавами. Это напряжение значительно меньше 0,2 В, что означает низкий риск гальванической коррозии.

Поговорите с доверенным консультантомДоступ к услугам экспертного уровня

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с этими дополнительными полезными справочными материалами от Swagelok.

> Просмотрите и загрузите версию руководства по выбору материалов для печати

¹ Зиаи, А. Х. Кокаби, М. Наср-Эсехани, Коррозионное растрескивание под напряжением сульфидов и вызванное водородом растрескивание корпуса клапана управления потоком A216-WCC, тематическое исследование, страницы 223-224, июль 2013 г. с разрешения Elsevier.

² Водородное охрупчивание Изображение предоставлено Салимом Брахими, IBECA Technologies Corp.

widgets-close-button

Коррозия — одно из наиболее распространенных явлений, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни. Вы наверняка замечали, что некоторые предметы из железа в какой-то момент времени покрываются оранжевым или красновато-коричневым цветом. Образование этого слоя является результатом химического процесса, известного как ржавление, которое является формой коррозии.

Коссорион, в общем, представляет собой процесс, посредством которого очищенные металлы превращаются в более стабильные соединения, такие как оксиды металлов, сульфиды металлов или гидроксиды металлов. Точно так же ржавление железа связано с образованием оксидов железа под действием атмосферной влаги и кислорода. Если мы посмотрим на науку, стоящую за коррозией, то сможем сказать, что это спонтанный/необратимый процесс, при котором металлы превращаются в гораздо более стабильные химические соединения, такие как оксиды, сульфиды, гидроксиды и т. д. Мы углубимся в концепцию коррозии. и поймите его различные факторы, включая его значение, типы, предотвращение и многое другое в этом уроке.

Содержание

• Определение коррозии
• Факторы, влияющие на коррозию
• Типы коррозии
• Примеры и реакции коррозии
• Предотвращение коррозии

Определение коррозии

Что такое коррозия? В основном это определяется как естественный процесс, который вызывает превращение чистых металлов в нежелательные вещества, когда они реагируют с такими веществами, как вода или воздух. Эта реакция вызывает повреждение и распад металла, начиная с части металла, подвергающейся воздействию окружающей среды, и распространяется на весь объем металла.

Коррозия обычно является нежелательным явлением, поскольку она отрицательно влияет на желаемые свойства металла. Например, известно, что железо обладает хорошей прочностью на растяжение и жесткостью (особенно в сплавах с некоторыми другими элементами). Однако под воздействием ржавчины железные предметы становятся хрупкими, расслаивающимися и структурно непрочными. С другой стороны, коррозия — это процесс, контролируемый диффузией, и в основном она возникает на открытых поверхностях. Поэтому в ряде случаев предпринимаются попытки снизить активность открытой поверхности и повысить коррозионную стойкость материала. Для этой цели используются такие процессы, как пассивация и хроматирование. Однако некоторые механизмы коррозии не всегда видны и еще менее предсказуемы.

С другой стороны, коррозию можно классифицировать как электрохимический процесс, поскольку он обычно включает окислительно-восстановительные реакции между металлом и некоторыми атмосферными агентами, такими как вода, кислород, диоксид серы и т. д.

Корродируют ли все металлы?

Металлы, расположенные выше в ряду реактивности, такие как железо, цинк и т. д., очень легко подвергаются коррозии, а металлы, находящиеся ниже в ряду реактивности, такие как золото, платина и палладий, не подвергаются коррозии. Объяснение заключается в том, что коррозия связана с окислением металлов. По мере того, как мы спускаемся вниз, склонность ряда реактивности к окислению очень низкая (окислительные потенциалы очень низкие).

Читайте также: Окисление и восстановление

Интересно, что алюминий не подвергается коррозии, в отличие от других металлов, хотя он и реактивен. Это связано с тем, что алюминий уже покрыт слоем оксида алюминия. Этот слой оксида алюминия защищает его от дальнейшей коррозии.

Факторы, влияющие на коррозию

1. Воздействие на металлы воздуха, содержащего такие газы, как CO _2, SO ₂ , SO ₃ и т. д.

2. Воздействие на металлы влаги, особенно соленой воды (которая увеличивает скорость коррозии).

3. Наличие примесей, таких как соль (например, NaCl).

4. Температура: Повышение температуры увеличивает коррозию.

5. Характер образования первого слоя оксида: Некоторые оксиды, такие как Al ₂ O ₃ , образуют нерастворимый защитный слой, который может предотвратить дальнейшую коррозию. Другие, как ржавчина, легко крошятся и обнажают остальной металл.

6. Наличие кислоты в атмосфере: Кислота может легко ускорить процесс коррозии.

Скорость коррозии

Модель Дила-Гроува часто используется для описания формирования оксидного слоя. Эта модель помогает прогнозировать и контролировать образование оксидного слоя в самых разных ситуациях. Помимо этого, метод потери веса также используется для измерения коррозии. ^{В этом методе чистый взвешенный кусок металла или сплава подвергается воздействию агрессивной среды в течение определенного времени. Затем следует процесс очистки, удаляющий продукты коррозии. Затем кусок взвешивают, чтобы определить потерю веса.}

Скорость коррозии (R) рассчитывается как:

\(\begin{array}{l}R=\frac {кВт}{\rho At}\end{array} \)

Где,

k = константа,

W  = потеря веса металла во времени  t ,

A = площадь открытой поверхности металла,

ρ  – плотность металла (в г/см³).

Типы коррозии

Некоторые из типов коррозии включают следующие:

(i) Щелевая коррозия

Всякий раз, когда существует разница в концентрации ионов между любыми двумя локальными участками металла, может возникнуть локализованная форма коррозии, известная как щелевая коррозия. Например, эта форма коррозии чаще всего возникает в замкнутых пространствах (щелях). Примерами областей, где может возникнуть щелевая коррозия, являются прокладки, нижняя поверхность шайб и головки болтов. Все марки алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей также подвергаются щелевой коррозии. В основном это происходит из-за образования дифференциальной аэрационной ячейки, что приводит к образованию коррозии внутри щелей.

(ii) Коррозионное растрескивание под напряжением

Коррозионное растрескивание под напряжением может быть сокращено до «SCC» и относится к растрескиванию металла в результате воздействия коррозионной среды и растягивающего напряжения, воздействующего на металл. Часто возникает при высоких температурах.

Например, коррозионное растрескивание аустенитной нержавеющей стали в растворе хлорида.

(iii) Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия возникает из-за наличия примесей в границах зерен, разделяющих зерна, образовавшиеся при затвердевании металлического сплава. Это также может происходить из-за обеднения или обогащения сплава на этих границах зерен.

Например, сплавы на основе алюминия подпадают под действие IGC.

(iv) Гальваническая коррозия

При наличии электрического контакта между двумя электрохимически разнородными металлами, находящимися в электролитической среде, может возникнуть гальваническая коррозия. Это относится к деградации одного из этих металлов в стыке или на стыке. Хорошим примером этого типа коррозии может быть разрушение, которое происходит, когда медь в среде соленой воды вступает в контакт со сталью.

Например, когда алюминий и углеродистая сталь соединяются и погружаются в морскую воду, алюминий корродирует быстрее, а сталь защищается.

(iv) Питтинговая коррозия

Точечная коррозия очень непредсказуема и поэтому ее трудно обнаружить. Считается одним из самых опасных видов коррозии. Он возникает локально и протекает с образованием очага коррозии, окруженного нормальной металлической поверхностью. После того, как эта «ямка» сформирована, она продолжает расти и может принимать различные формы. Яма медленно проникает в металл с поверхности в вертикальном направлении, что в конечном итоге приводит к разрушению конструкции, если ее не остановить.

Например, рассмотрим каплю воды на стальной поверхности, точечная коррозия образуется в центре капли воды (анодное место).

(v) Равномерная коррозия

Это считается наиболее распространенной формой коррозии, при которой воздействие на поверхность металла осуществляется атмосферой. Степень коррозии легко различима. Этот тип коррозии оказывает относительно небольшое влияние на характеристики материала.

Например, кусок цинка и стали, погруженный в разбавленную серную кислоту, обычно растворяется по всей поверхности с постоянной скоростью.

(vi) Водородная канавка

Это коррозия трубопровода по канавкам, которые образуются в результате взаимодействия коррозионного агента, разъеденных составных частей трубы и пузырьков газообразного водорода. Пузырьки обычно удаляют защитное покрытие при контакте с материалом.

(vii) Металлическое напыление

Металлическое напыление представляет собой повреждающую форму коррозии, которая возникает, когда уязвимые материалы подвергаются воздействию определенных сред с высоким содержанием углерода, включая синтез-газ. Коррозия приводит к распаду массивного металла на металлический порошок. Коррозия возникает по мере того, как графитовый слой осаждается на поверхности металлов из окиси углерода (СО) в паровой фазе. Затем этот графитовый слой образует метастабильный M ₃ Виды углерода (где М — металл), которые обычно удаляются от поверхности металла. В некоторых случаях виды M ₃ C могут не наблюдаться. Это означает, что атомы металла были непосредственно перенесены в графитовый слой.

(viii) Микробная коррозия

Микробная коррозия, также известная как коррозия под микробиологическим влиянием (MIC), представляет собой тип коррозии, вызываемый микроорганизмами. Наиболее распространены хемоавтотрофы. Этой коррозии могут подвергаться как металлические, так и неметаллические материалы в присутствии или в отсутствие кислорода.

(viii) Высокотемпературная коррозия

Высокотемпературная коррозия, как следует из названия, представляет собой тип коррозии материалов (в основном металлов) вследствие нагревания. Химическое разрушение металла может происходить из-за горячей атмосферы, содержащей такие газы, как кислород, сера или другие соединения. Эти соединения способны легко окислять материалы (в данном случае металлы). Например, материалы, используемые в автомобильных двигателях, должны выдерживать длительные периоды воздействия высоких температур, в течение которых на них может воздействовать атмосфера, содержащая коррозионно-активные продукты сгорания.

Примеры коррозии, реакции и эффекты

Вот несколько типичных примеров коррозии, наблюдаемой в основном в металлах.

1. Коррозия меди

Когда металлическая медь подвергается воздействию окружающей среды, она вступает в реакцию с кислородом атмосферы с образованием оксида меди (I) красного цвета.

2Cu _(т) + ½ O _2(г) → Cu ₂ O _(т)

Cu ₂ O далее окисляется с образованием CuO черного цвета.

Cu ₂ O _(т) + ½ O _2(г) → 2CuO _(т)

Этот CuO реагирует с CO ₂ , SO ₃ и H ₂ O (присутствует в атмосфере с образованием Cu ₂ (OH) _{2 (s)} (Малахит), который имеет синий цвет и Cu ₄ SO ₄ (OH) _6(s) (Брошантит), зеленый цвет

Вот почему мы наблюдаем, как медь становится голубовато-зеленой.

Типичным примером этого является цвет Статуи Свободы, на котором медное покрытие становится сине-зеленым.

2. Потускнение серебра

Серебро реагирует с серой и соединениями серы в воздухе с образованием сульфида серебра (Ag ₂ S), который имеет черный цвет. Открытое серебро образует Ag ₂ S, поскольку оно реагирует с H ₂ S _(g) в атмосфере, которая присутствует в результате определенных промышленных процессов.

2Ag _(с) + H ₂ S _(ж) → Ag ₂ S _(с) + H ⁺ ₂ +(г)

3. Коррозия железа (ржавление)

Ржавление железа, которое является наиболее распространенным примером, происходит, когда железо вступает в контакт с воздухом или водой. Реакцию можно рассматривать как типичную реакцию электрохимической ячейки. Рассмотрим приведенную ниже схему.

Здесь металлическое железо теряет электроны и превращается в Fe _{{aq} ²⁺} (это можно рассматривать как положение анода). Потерянные электроны переместятся на другую сторону, где они соединятся с H 9{+}}}/{{O}_{2}}/{{H}_{2}}/O\,\,\,}=1,23 В\end{массив} \)

Общая реакция

2Fe _(т) + O _2(г) + 4H ⁺ _(водн.) → 2Fe ²⁺ _(водн.) + 2H ₂ О _(л) Е ^О _ячейка = 1,67 В

Ионы Fe ²⁺ , образующиеся на аноде, реагируют с кислородом в атмосфере, окисляясь до Fe ³⁺ и образуя Fe ₂ O _3, , который выходит в гидратированной форме в виде Fe ₂ О ₃ .xH ₂ О

Fe ²⁺ + 3O ₂ → 2Fe ₂ O ₃

Fe ₂ O ₃ + xH ₂ O → Fe ₂ O ₃ . xH ₂ O (ржавчина)

Читайте также: Ржавление железа и предотвращение

Другие примеры включают,

• Коррозия цинка, когда он реагирует с кислородом и HCl с образованием ZnCl белого цвета ₂ .
• Коррозия олова с образованием Na ₂ [Sn(OH) ₂ ] черного цвета.

Эффекты

Коррозия может иметь различную степень воздействия на множество вещей. Таким образом, это в основном приводит к растрате природных ресурсов. Кроме того, это может дополнительно вызвать опасные ситуации, такие как ослабление и нестабильность строительных конструкций, аварии, вызванные коррозией деталей, а также другие нежелательные неисправности, такие как трещины в трубопроводах, обрушение мостов, аварии транспортных средств или другие катастрофы. Поэтому важно проверять и предотвращать коррозию любой ценой.

Предотвращение коррозии

Предотвращение коррозии имеет первостепенное значение, чтобы избежать огромных потерь. Большинство конструкций, которые мы видим и используем, сделаны из металлов. Сюда входят мосты, автомобили, машины, предметы домашнего обихода, такие как оконные решетки, двери, железнодорожные пути и т. Д. Хотя это вызывает беспокойство, для замедления или предотвращения коррозионного повреждения металлических предметов используются несколько обработок. Особенно это касается тех материалов, которые часто подвергаются воздействию погодных условий, соленой воды, кислот или других агрессивных сред. Некоторые из популярных методов предотвращения коррозии включают:

• Гальваника
• Гальванизация
• Анодирование
• Пассивация
• Биопленочные покрытия
• Антикоррозионные защитные покрытия
• Окраска и смазка
• Использование ингибиторов коррозии или осушителей
• Периодическая очистка металлической поверхности

Подробнее читайте здесь:  Как предотвратить коррозию?

Часто задаваемые вопросы о коррозии

Q1

Что такое коррозия?

Коррозия – это естественное явление превращения металла в более стабильный химический оксид.

Q2

Корродируют ли все металлы?

Нет, все металлы не подвержены коррозии. Металлы, находящиеся выше в ряду реакционной способности, легко подвергаются коррозии, так как их окислительный потенциал высок.