Виды коррозии. Коррозия металла.

 

 

 

Разрушение металлов может происходить в атмосферных условиях, в газовой среде, а также в растворах некоторых электролитов. Мы с вами уже знаем, чем обусловлена и как протекает коррозия в растворах кислот, т. е. в растворах электролитов. Мы также установили, что в атмосферных условиях коррозия в большинстве случаев аналогична коррозии в электролитах. Поэтому принципиально можно сказать, что коррозия протекает по двум типам:

первый — это химическая коррозия;

второй — электрохимическая.

 

Электрохимическая коррозия.

Разница между ними состоит в том, что при электрохимическом типе коррозии одновременно происходит несколько процессов:

Окислительный 

(при этом процессе на анодных участках происходит растворение металлов);

Восстановительный 

(при этом процессе на катодных участках происходит восстановление кислорода или выделение водорода).

Кроме того, электрохимическое растворение обычно связано с переходом электронов с анодных участков на катодные, т. е. возникновение э.д.с. в системе макрогальванических или микрогальванических элементов. Например, если растворить железо в серной кислоте, то в результате выделится водород и получится сернокислое железо, а если растворить в концентрированной азотной кислоте медь, то получим — азотнокислую медь и окислы азота, т. е. здесь идут два параллельных процесса:

а) анодный переход металла в раствор в виде ионов, что связано с тем, что на этих участках остается избыточное количество электронов на поверхности металла, и

б) катодный процесс, где избыточные электроны, притекая с анода, переходят на катионы раствора и восстанавливают их.

 

Химическая коррозия.

При химическом механизме разрушения металлов происходят там, где образуются продукты коррозии. По условиям, в которых происходит коррозия металлов различают такие виды коррозии:

 

Газовая коррозия.

Газовая коррозия — это разрушение металлов без помощи влаги, т.е. при полном её отсутствии. Она чаще всего встречается при повышенных температурах. В этих случаях такие газы, как сернистый газ, углекислый газ, вступая с поверхностными атомами в химическое взаимодействие, образуют сернистые или углекислые соединения металла;

 

Коррозия в неэлектролитах.

Во-первых, надо ответить на вопрос что же такое неэлектролиты?! Неэлектролиты — это растворы не проводящие электрический ток. К ним относят: толуол, бензол, четыреххлористый углерод, нефть и продукты ее переработки. Особое значение в технике имеет коррозия в жидком топливе. При полном отсутствии влаги в чистых углеводородах, коррозии стальных деталей почти не бывает. Примеси, находящиеся в нефти, бензинах и других углеводородах, могут вызвать довольно сильную коррозию. Очень опасны в этом отношении соединения серы.

При получении жидкого топлива, бензинов из нефти, в бензинах разной очистки серы содержится от сотых долей процента до двух-трех процентов.

Опыты показали, что коррозия стальных изделий растет прямо пропорционально процентному содержанию серы в бензинах. Особенно сильно сказывается количество серы в бензинах на разрушении двигателей, работающих на сернистых бензинах. При сгорании топлива продукты, содержащие серу, превращаются в сернистый газ, который с парами воды, также образующимися при сгорании топлива, превращается в сернистую, а под влиянием кислорода воздуха — и в серную кислоту, которая, как мы знаем, сильно разрушает стальные изделия. На рисунке 1 приведена фотография зеркала цилиндра двигателя, пораженного коррозией, вызванной продуктами сгорания топлива, содержащего серу.

Иногда коррозия в бензинах и других неэлектролитах связяна с тем, что углеводороды под влиянием воздуха начинают окисляться, образуя органические кислоты, которые также действуют разрушающе на поверхность стальных изделий.

Рис. 1. Коррозия зеркала цилиндра двигателя.

 

Коррозия в электролитах.

Это весьма распространенный вид коррозии. Воздействие на металлы природных вод, в которых всегда растворены те или иные соли или кислоты, вызывает электрохимическую коррозию. В зависимости от того, в какой жидкой среде происходит коррозия, ее делят на кислотную, щелочную, солевую, морскую и т. д.

 

Атмосферная коррозия.

К атмосферной относят коррозию, наблюдающуюся в условиях влажного газа. Этот тип коррозии по механизму своего действия можно отнести к электрохимической. Атмосферная коррозия наиболее распространена, так как подавляющее большинство металлических изделий применяют в атмосферных условиях.

 

Почвенная коррозия.

К почвенной относят коррозию, наблюдающуюся в металлах в зависимости от вида почвенного раствора. К примерам такой коррозии можно отнести все трубопроводы, металлические мачты, которые находятся под землей. Почвенная коррозия вызывается преимущественно растворами солеи, находящихся в почве. Различные почвы в зависимости от их солевого состава могут оказывать сильное разрушающее действие на металлы, и, наоборот, некоторые почвы могут не только не вызывать коррозию, но даже ее задерживать (например, глинистые почвы, содержащие щелочные растворы).

 

Биокоррозия.

Биокоррозия изучена не полностью. Такой вид коррозии возникает благодаря участию микроорганизмов, именно они выделяют продукты, которые в последствии вызывают коррозию. Здесь мы можем отметить особы вид бактерий, их называют «железные», они усваивают железо в виде ионов, а для этого они выделяют продукты, разрушающие металл.

 

Морская коррозия.

Особое место в коррозионном разрушении металлов занимает морская вода. Это определяется прежде всего значительным содержанием в ней солей. Состав солей и общая соленость вод мировых океанов довольно постоянна.

Наиболее типичными солями морской воды являются: NaCl — 77,89% (от общего состава солей); МgCl₂ — 10,9%; MgSO₄ — 4,7%; СаSO₄ — 3,6%; К₂SO₄ — 2,5%; СаСO₃ — 0,3% и МgВr₂ — 0,2%.

В морской воде, в значительных количествах, содержатся почти все элементы периодической системы. Кроме того, в ней всегда находятся газы в растворенном состоянии: кислород, азот, двуокись углерода, окислы азота и др.

Морская коррозия приносит громадные потери народному хозяйству. Убытки, причиненные в судостроении только подводной части транспортных судов, выражаются суммой в сотни миллионов рублей.

Морскую коррозию обусловливают не только соли морской воды, но и животные и растительные организмы, живущие в море. Многие морские организмы присасываются к днищам кораблей. Корабли покрываются ими. Обрастание не только утяжеляет морские суда, оказывая тормозящее влияние на ход корабля, но играет существенную роль в коррозионных процессах. Большинство обрастающих организмов усиливает коррозионные процессы, и не только некоторые из обрастателей несколько тормозят коррозию.

В зависимости от того, по какому механизму протекает коррозия, а также от условий протекания, разрабатывают соответствующие меры борьбы с коррозией.