Что такое коррозия металлов какие виды коррозии различают


Коррозия металлов. Виды коррозии металлов

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.

Виды коррозии металлов

Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

  1. Равномерная – охватывает всю поверхность равномерно
  2. Неравномерная
  3. Избирательная
  4. Местная пятнами – корродируют отдельные участки поверхности
  5. Язвенная (или питтинг)
  6. Точечная
  7. Межкристаллитная – распространяется вдоль границ кристалла металла
  8. Растрескивающая
  9. Подповерхностная

 

Основные виды коррозии

 

С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить  два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов  — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить  электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

 

Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

 

Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

 

При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе ) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

α = Vок/VМе = Мок·ρМе/(n·AMe·ρок),

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

 

Оксидные пленки, у которых α < 1, не являются сплошными и сквозь них  кислород легко проникает к поверхности металла. Такие пленки не защищают металл от коррозии. Они образуются при окислении кислородом щелочных и щелочно-земельных металлов (исключая бериллий).

Оксидные пленки, у которых  1 < α < 2,5 являются сплошными и способны защитить металл от коррозии.

При значениях α > 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

 

Ниже представлены значения α для некоторых оксидов металлов

металлоксидαметаллоксидα
KK2O0,45ZnZnO1,55
NaNa2O0,55AgAg2O1,58
LiLi2O0,59ZrZrO21.60
CaCaO0,63NiNiO1,65
SrSrO0,66BeBeO1,67
BaBaO0,73CuCu2O1,67
MgMgO0,79CuCuO

Типы коррозии

Коррозию можно разделить на

  • равномерная коррозия
  • точечная коррозия
  • гальваническая коррозия
  • щелевая коррозия
  • коррозия концентрационной ячейки
  • графитовая коррозия

Равномерная или общая коррозия металла

с поверхности.

Часто сочетается с высокоскоростной жидкостной эрозией, с использованием абразивов или без них.

Питтинговая коррозия

Потери металла случайным образом расположены на поверхности металла.

Часто сочетается с застойной жидкостью или в областях с низкой скоростью жидкости.

Гальваническая коррозия

Возникает, когда два металла с различным электродным потенциалом соединяются в коррозионной электролитической среде.

Анодный металл имеет глубокие ямки и бороздки на поверхности.

Щелевая коррозия

Происходит в местах с прокладками, болтами и соединениями внахлестку, где есть щели.

Щелевая коррозия создает ямки, похожие на точечную коррозию.

Коррозия ячейки концентрации

Возникает, когда поверхность подвергается воздействию электролитической среды, где концентрация коррозионной жидкости или растворенного кислорода изменяется.

Часто сочетается с застойной жидкостью или в областях с низкой скоростью жидкости.

Графитовая коррозия

Разрыхление чугуна в соленой воде или кислотах.

Оставляет графит на месте, в результате чего получается мягкий непрочный металл.

.

Что такое коррозия? (с иллюстрациями)

Большинство людей видели конечные результаты коррозии ряда приборов, транспортных средств и других предметов, которые включали металлические компоненты. Но что такое коррозия и как она развивается? Вот основы того, как начинается коррозия, и что можно сделать, чтобы коррозия не испортила ценные предметы.

Ржавые металлические шестерни.

Коррозия - это процесс, который имеет место, когда основные свойства данного материала начинают ухудшаться после воздействия элементов, повторяющихся в окружающей среде. Чаще всего такое разрушение наблюдается у металлов и называется ржавчиной. В этом случае происходят химические реакции, которые запускаются воздействием на электроны в металле воды и кислорода. Например, жестяная крыша подвергается воздействию ветра и дождя.

Ржавый грузовик.

Со временем основные действия этого воздействия позволят создать кислоты, которые начнут изменять поверхность олова.Верхний слой покрывается коррозией в виде красно-коричневого вещества, которому не хватает когезионных свойств олова. Продолжающееся развитие коррозии в конечном итоге ослабит всю крышу, и жестяная банка в конечном итоге станет настолько прочной, что больше не будет обеспечивать адекватную защиту в качестве кровельного материала.

Ржавый двутавр.

Одним из способов борьбы с коррозией является нанесение защитного слоя на любую металлическую поверхность, которая должна контактировать с водой и кислородом. Например, некоторые формы эмали идеально подходят для защиты металлических поверхностей. Полимерное покрытие, такое как краска, которая используется на автомобилях, является еще одним примером адекватной защиты металлических предметов, которые нелегко заменить.Покрытие также используется во многих случаях для ряда металлических предметов, таких как ювелирные изделия, бытовые трубопроводы и металлическое спортивное оборудование.

Металлы подвержены износу, если они не защищены должным образом.

Катодная защита также помогает минимизировать вероятность коррозии.В процессе электрохимии должен быть агент, который действует как катод электрохимической ячейки. Это средство защиты часто используется, когда в строительстве используется сталь. По сути, поверхность стали поляризуется до тех пор, пока поверхность не будет иметь равномерный потенциал, что помогает предотвратить возникновение коррозии. Сталь останется прочной и пригодной для использования в течение гораздо более длительного периода времени. Поляризованная сталь используется для изготовления кораблей, топливопроводов для городских систем, платформ для опорных буровых работ и свай-опор.

Коррозия вызывает окончательный выход из строя любого металла, который он начинает потреблять. Надлежащая защита металлов от коррозии продлевает срок службы многих основных покупок, совершаемых людьми. Защита металлов от коррозии также означает обеспечение безопасности людей, которые используют многоэтажные здания, плавают на кораблях или полагаются на коммунальные предприятия в безопасном и экономичном снабжении своих домов газом и водой.Защищая металлы, которые используются каждый день, люди покрывают все основания, когда дело доходит до максимально эффективного использования предметов, которыми они владеют и на которые они полагаются.

Диэлектрические муфты могут использоваться для предотвращения коррозии водопровода. .

Что такое коррозия и как ее предотвратить? - Marine Coatings

Что такое коррозия?

Коррозия - это естественный процесс движения материалов, обычно металлов, к их самому низкому энергетическому состоянию, что приводит к спонтанной реакции между материалом и окружающей средой, что приводит к его разрушению. Слово происходит от латинского « corrodere» , что переводится как «грызть на куски».

Для судостроения низкоуглеродистая сталь остается металлом номер один в конструкционных целях благодаря своей относительно низкой стоимости, механической прочности и простоте изготовления.Его главный недостаток состоит в том, что он легко корродирует в морской воде и, если он не имеет надлежащей защиты, быстро теряет прочность, что может привести к разрушению конструкции. На приведенной ниже диаграмме показан цикл коррозии. От добычи оксида железа и производства стали до коррозии.

Изображение: ResearchGate

Ремонт покрытий на море может стоить до 100 раз дороже первоначального покрытия, и, по оценке NACE International, общая стоимость морской коррозии во всем мире составляет от 50 до 80 миллиардов долларов в год. Источник: Морская промышленность. 2018. Морская промышленность. [ONLINE] Доступно по адресу: https://www.nace.org/Corrosion-Central/Industries/Maritime-Industry/ .

При правильном планировании судовладельцы могут гарантировать, что их суда работают с максимальной производительностью и поддерживают экономическую эффективность, сохраняя при этом состояние своих активов. Если плохая подготовка поверхности является причиной порчи, единственное решение - удалить краску и начать заново.Важно сделать все правильно с первого раза.

Два типа коррозии, особенно актуальных для морской промышленности, - это точечная коррозия и бактериальная коррозия.

Как предотвратить коррозию

Предотвращение коррозии требует устранения или подавления с использованием двух основных методов: катодной защиты и покрытия . Обычно системы катодной защиты используются вместе с системами покрытий.

Катодная защита

Целью катодной защиты является подавление происходящей электрохимической реакции.В нормальных коррозионных условиях ток от анода приводит к потере металла на анодном участке, что приводит к защите металла на катодном участке.

Защита может быть обеспечена путем создания структуры, которую вы хотите защитить катодной, двумя способами:

  1. Расходные аноды:

Когда два разнородных металла погружаются в морскую воду, металл с самым низким электрическим потенциалом подвергается наибольшей коррозии.Например, скорость коррозии мягкой стали можно контролировать, соединив ее с цинком, поскольку она затем станет анодом и подвергнется коррозии. В этом примере цинковый анод называется расходуемым анодом , потому что он медленно расходуется (корродирует) во время процесса защиты.

Еще одно применение цинка в качестве расходуемого анода - это покрытие стали цинком; либо в виде гальванизации или металлизации, либо в виде краски с высоким содержанием активного цинка.

  1. Системы импульсного тока:

Корпус судна можно сделать катодным с помощью источника постоянного тока.Наложенный ток подается в противоположном направлении, чтобы нейтрализовать ток коррозии и преобразовать коррозирующий металл с анода на катод. В этом примере отрицательная клемма постоянного тока подключена к защищаемому трубопроводу. Анод удерживается внутри для увеличения электрического контакта с окружающей средой.

Изображение: Основные принципы катодной защиты

Покрытия

Эффективность покрытий, предотвращающих коррозию, зависит от многих факторов, например от типа покрытия, конечного использования покрытия и условий эксплуатации резервуара.

Низкая проницаемость и хорошая «влажная адгезия», т.е. адгезия при погружении, широко считаются наиболее важными аспектами контроля коррозии с помощью покрытий.

Для максимальной адгезии покрытий стальные поверхности перед покраской должны быть чистыми, сухими и свободными от масла, ржавчины, солей и других загрязнений.

Сильно сшитые химически отверждаемые системы, вероятно, будут иметь относительно низкие характеристики проницаемости, и на них может влиять толщина пленки. Как правило, более толстые пленки задерживают прохождение кислорода и воды к поверхности стали.Таким образом, высокая толщина пленки (> 400 мкм dft) может обеспечить высокую степень защиты от коррозии, которая лучше всего достигается в многослойных системах, а не в одном слое.

Покрытия в эксплуатации могут подвергаться механическим повреждениям. Следовательно, поддержание защиты от коррозии может быть наилучшим образом достигнуто с помощью покрытий, которые обладают как стойкостью к истиранию, так и защитой от коррозии. Рекомендуется, чтобы покрытия обладали хорошей стойкостью к «подрезанию», то есть стойкостью к коррозионной ползучести под пленкой на поврежденных участках.

Другие механизмы, используемые для предотвращения коррозии в непогруженных, надводных областях, включают:

  • Использование антикоррозионных пигментов, например фосфата цинка. Этот пигмент малорастворим и может образовывать молекулярный слой, препятствующий коррозии, на поверхности стали.
  • Использование металлического цинка в качестве жертвенного пигмента, по сути, разработка системы катодной защиты «на месте».

Наш успех в защите от коррозии:

Многим клиентам AkzoNobel удалось предотвратить коррозию с помощью Intershield 300.Подробнее:

Свяжитесь с нами

Свяжитесь с нами , если вам нужна дополнительная информация о том, как предотвратить коррозию, или свяжитесь с вашим торговым представителем.

.

Коррозия металлов. - скачать ppt

Презентация на тему: «Коррозия металлов». - Транскрипт презентации:

1 Коррозия металлов

2 Что такое коррозия? Коррозия - это постепенное разрушение металла из-за реакций с другими химическими веществами в окружающей среде.Со временем коррозия изменяет внешний вид металла, поскольку он разрушается и становится слабее. Коррозия может серьезно повредить металлические предметы и конструкции. Покрытие поверхности металла краской и некоторыми химическими веществами может защитить его от коррозии. Что будет, если защитное покрытие будет повреждено?

3 Все металлы подвержены коррозии? Металлы по-разному ведут себя при воздействии окружающей среды. Золото - это неактивный металл и не подвержен коррозии.Во многих культурах золото считается драгоценным металлом и используется для изготовления священных и декоративных предметов. Изделия из золота могут сохраняться тысячи лет, и их даже находили в хорошем состоянии под водой. В общем, предметы, сделанные из металлов, которые легко подвержены коррозии, не живут так долго.

4 Почему алюминий не подвержен коррозии?
Алюминий - очень реактивный металл. Однако он не подвергается коррозии в присутствии кислорода.Почему это? кислород в атмосфере покрытие из атомов кислорода атомы алюминия Внешние атомы алюминия реагируют с кислородом в атмосфере. Это образует тонкий слой оксида алюминия на поверхности металла, который защищает металл от коррозии.

5 Что ржавеет? Ржавчина - это особое название коррозии железа. Это химическая реакция между железом, кислородом и водой. Химическое название ржавчины - гидратированный оксид железа.Ржавчина может образовываться на автомобилях и зданиях, что делает их небезопасными. Это дорогостоящая проблема. Соль может увеличить скорость ржавления. Этот железный болт находится на приморском сооружении и почти полностью корродирован. Как называется уравнение образования ржавчины? гидратированный оксид железа вода +  кислород железа


.

Смотрите также