Korozija. Recenzije toplinske obrade

Korozija nastaje pod djelovanjem kemijski agresivnih medija - to su voda, organske i neorganske kiseline. Kao rezultat, na površinama dijelova nastaju metalni oksidi. Korozija ne samo da kvari izgled površina, već i smanjuje mehanička svojstva metala.

Uzrok korozije je termodinamička nestabilnost metala. Svi metali i legure od kojih je automobil napravljen, u radnim uslovima teže da pređu u stabilnije oksidovano (jonsko) stanje. Spontani prijelaz metala u tako stabilno stanje je suština korozije.

Mnogi problemi koji su direktno povezani sa otpornošću na koroziju stvorenih proizvoda mogu se riješiti u fazi njihovog dizajna i proizvodnje. Na primjer, ako se osigura odsustvo uskih praznina, pukotina ili džepova u proizvodu, a tamo gdje se to ne može izbjeći, uređuju se drenažne rupe, tada će se eliminirati korozija pukotina. Potrebno je isključiti mogućnost kontakta različitih metala i legura, što je vrlo opasno u smislu korozije, sposobno da formira aktivne galvanske pare i stimuliše koroziju jednog od njih.

Gubici od korozije postali su uporedivi sa ulaganjima u razvoj velikih industrija. U Sjedinjenim Državama, na primjer, ovi gubici trenutno prelaze 120 milijardi dolara godišnje. Značajan dio čine indirektni gubici povezani sa prisilnim zastojima opreme, smanjenjem kapaciteta postojeće opreme i pogoršanjem uslova rada. Postoje slučajevi kada je korozija transportnih sredstava bila uzrok teških nesreća, praćenih ljudskim žrtvama.

Drumski transport karakteriše upotreba agresivnih sredstava, visoke temperature i pritisci, veliki protok, kao i uslovi kada se proizvodi rade uz istovremenu izloženost agresivnom okruženju i velikim mehaničkim opterećenjima, tj. faktori koji podstiču koroziju.

Zbog korozije se gubi velika količina metala, čija zamjena u automobilskoj industriji troši i do 50% metala proizvedenog godišnje.

Korozija je raznolika u svojim manifestacijama. Površina metala nije uvijek podvrgnuta jednoličnom uništavanju - takozvanoj općoj koroziji. Češće je proces koncentrisan u odvojenim područjima, uništavanje je lokalno.

Upotreba metala pod naprezanjem, prelazak na čelike i legure visoke čvrstoće koje karakteriziraju visoka unutarnja naprezanja doveli su do toga da je korozijsko pucanje postalo jedan od najopasnijih vrsta korozije. Veoma je osjetljiv na nehrđajuće čelike, legure na bazi bakra, aluminija, magnezija. Sklonost korozijskom pucanju također je određena sastavom korozivnog medija. Prisustvo pojedinih komponenti je neophodan uslov za nastanak korozionog pucanja pod naponom. Za nehrđajuće čelike to su kloridi i alkalije, a za legure na bazi bakra amonijak.

Zavareni dijelovi su posebno osjetljivi na koroziju. Prema karakterističnom tipu lezije, ova vrsta korozije se naziva korozija nožem.

Posebna vrsta korozionog pucanja je korozijski zamor, kod kojeg su pojava i razvoj pukotina uzrokovani istovremenim djelovanjem agresivnog okruženja i cikličkih mehaničkih opterećenja.

Legure na bazi željeza, legure visoke čvrstoće pokazuju sklonost interkristalnoj koroziji, u kojoj dolazi do razaranja duž granica zrna, a istovremeno se gubi mehanička čvrstoća.

Vrlo opasna korozija je rupičasto oštećenje pojedinačnih vrlo malih površina do propusne perforacije proizvoda. Pod određenim uslovima, gvožđe, nikl, aluminijum, magnezijum, cirkonijum, bakar, kalaj, cink i posebno nerđajući čelici su mu podložni.

Za legure na bazi željeza, uobičajena i opasna vrsta lokalne korozije je pukotna korozija ispod svih vrsta zaptivki, naslaga, u pukotinama i uskim prazninama. Metalne površine u kontaktu sa nemetalnim materijalima (drvo, plastika, staklo, beton, azbest, tkanine) su veoma podložne ovoj vrsti korozije.

Za legure na bazi bakra opasno je selektivno jetkanje određenih komponenti iz njih (na primjer, dezincifikacija mesinga).

Procesi korozije se prema mehanizmu nastanka dijele na hemijske, elektrohemijske i biohemijske.

Hemijska korozija naziva se ova vrsta korozije, kada metal ulazi u direktnu hemijsku interakciju sa komponentama okoline. Hemijska korozija se javlja u plinovitim medijima pri visokim temperaturama, kada je nemoguće stvaranje filma vlage na površini metala, kao i u otopinama koje ne provode struju.

Primjer kemijske korozije je plinska korozija izduvnog trakta automobilskog motora izduvnim plinovima. U sistemu goriva motora može doći do hemijske korozije metala zbog njihove interakcije sa nečistoćama goriva kao što su vodonik sulfid, elementarni sumpor i merkaptani. Kao rezultat oksidacije ulja tijekom rada motora, mogu se formirati proizvodi koji uzrokuju kemijsku koroziju metala školjki ležaja.

Kod visokotemperaturne ili plinske korozije sastav produkata korozije ovisi o sastavu plinovitog medija, ali najčešće su to metalni oksidi. Jedinjenja sumpora, hlora, dušika, a najčešće kisika i njegovi spojevi djeluju kao agresivne komponente plinovitog medija.

Brzina korozije konvencionalnog čelika se povećava u prisustvu ugljičnog dioksida, vodene pare, sumpor-dioksida, a posebno njihovih mješavina. Proizvodi sagorijevanja tekućih goriva smanjuju zaštitna svojstva filmova nastalih produkata korozije. Odnos CO i CO 2 u izduvnim gasovima ima značajan uticaj na brzinu korozije ugljeničnih i niskolegiranih čelika. Sa povećanjem sadržaja CO, stopa korozije se smanjuje i na 14-18% može prestati. Rezultirajući proizvodi, u pravilu, stvaraju film na površini korodirajućeg metala, koji inhibira isporuku agresivnih komponenti direktno na metal, što smanjuje brzinu korozije. Zaštitna svojstva nastalih filmova prvenstveno zavise od njegovog kontinuiteta, debljine (zaštićenije - tanko), prianjanja na metal, čvrstoće, elastičnosti itd. Kako temperatura raste, zaštitna svojstva filmova se u većini slučajeva pogoršavaju. Povećanje pritiska i brzine gasovitog medija povećava brzinu korozije. Proces korozije može biti praćen erozijskim habanjem.

Međutim, u opštem procesu korozivnog uništavanja automobila, elektrohemijska korozija je od primarnog značaja, uglavnom zbog svoje znatno veće brzine u odnosu na hemijsku. Elektrohemijska korozija je moguća samo kada se na površini metala nalazi elektrolit, tj. vodeni rastvor soli, kiselina, alkalija koji imaju sposobnost da provode električnu struju. Elektrohemijska korozija se odvija u normalnim atmosferskim uslovima, u rastvorima i topljenima koji provode struju.

Brojna istraživanja su utvrdila da se na površini bilo kojeg metala u atmosferi formira tanak film vode. Debljina takvog filma može varirati ovisno o temperaturi i vlažnosti zraka, kao i drugim atmosferskim uvjetima. Plinovi u zraku otapaju se u vodenom filmu i stvaraju elektrolit na metalnoj površini. Ovo stvara uslove za elektrohemijsku koroziju. Dakle, uvjeti za ovu vrstu korozije na nezaštićenim metalnim površinama gotovo uvijek postoje.

U velikoj većini slučajeva korozija je elektrohemijska. U tom slučaju se na površini metala formiraju brojni mikrogalvanski parovi, čiji rad dovodi do uništenja metala. U pojedinim dijelovima površine (nečistoće, aditivi) lokalizirana su katodna područja na kojima se odvija redukcija oksidansa u otopini. Najčešće je to otopljeni kisik.

Na ostatku površine, a posebno na izbočinama i iskrivljenjima kristalne rešetke, lokalizirana su anodna područja na kojima se metal otapa. Dakle, cijeli proces elektrohemijske korozije je modeliran radom kratko spojene galvanske ćelije.

Uz formiranje brojnih korozijskih mikroparova na površini jednog metala, moguće je formiranje makroparova između dijelova koji se spajaju iz različitih metala. Metal s negativnijim potencijalom u takvom makroparu bit će anoda, a brzina njegove korozije će se povećati.

S povećanjem temperature i električne provodljivosti otopine, brzina elektrohemijske korozije se povećava. Unutarnja naprezanja i mehanička opterećenja, posebno naizmjenična, dovode do pojave zamora od korozije, praćenog smanjenjem mehaničke čvrstoće, i to što je veća električna vodljivost otopine.

Postoji i biohemijska korozija, koja nastaje pod dejstvom mikroorganizama.

Ukupno, proces korozije željeza u većini slučajeva opisuje se sljedećom jednadžbom reakcije:

i reducira se na stvaranje željeznog hidrida ili hidratiziranog željeznog oksida .

Na vanjskoj površini se stvara film, zbog pristupa kisika dolazi do daljnje oksidacije

sa stvaranjem željeznog oksida hidrata ili vodenog oksida željeza .

Između rezultirajućeg hidratiziranog i često formiranog oksida - željeznog oksida . Filmovi od hrđe se obično sastoje od ova tri sloja. Nakon kontakta željeza s bakrom, prava dubina oštećenja željeza od korozije se povećava zbog lokalizacije anodnog procesa u blizini kontakta.

Nerđajući čelik se može upariti sa bakrom, aluminijumom. Bakar se u većini vodenih rastvora anodno otapa sa stvaranjem dvovalentnog jona

(3.6)

Bakar u kontaktu inicira koroziju gvožđa, aluminijuma, kao katoda u odnosu na njih.

Aluminijum u normalnim uslovima oksidira sa stvaranjem Al 2 O 3 , koji oštro inhibira dalju koroziju aluminijuma.

Bakar i gvožđe u velikoj meri stimulišu otapanje aluminijuma u ograničenim područjima.

Čvrsta korozija je manje opasna od lokalne korozije, što dovodi do uništenja metalnih dijelova karoserije, gubitka čvrstoće.

Prema uvjetima u kojima se javlja korozija automobila, razlikuju se sljedeće vrste korozije:

• plin (u komorama za sagorijevanje na zavojima ploča ispušnog ventila, ispušnoj cijevi, u prigušivaču, itd.);
• u neelektrolitima (u sistemima za gorivo i ulje);
• atmosferski (u prirodnim uslovima skladištenja, transporta i rada vozila);
• u elektrolitima (na mjestima gdje se vlaga zadržava u tjelesnim džepovima);
• strukturni (na mjestima karoserije automobila podvrgnutih gasno-plazma ili električnom zavarivanju, zbog čega postoji heterogenost u sastavu metala);
• pukotina (u uskim pukotinama i prazninama pod utjecajem razlike pH okoline ili različitog sadržaja kisika u elektrolitu);
• pod naponom (na površini delova, sklopova i konstrukcija pod naponom);
• tokom trenja (u frikcionim jedinicama u prisustvu korozivnog okruženja, praćenog korozijsko-mehaničkim habanjem);
• biološki (javlja se uz učešće proizvoda koje luče mikroorganizmi).

Korozija karoserije automobila sa neblagovremenom zaštitom metala, koja se smatra zajedničkim rezultatom hemijske i elektrohemijske korozije, odvija se u sledećem redosledu:

• ispod boje se razvija korozija donjeg sloja;
• ljuštenje i oticanje na mjestima oštećenim korozijom;
• kroz koroziju tijela, posebno na zglobovima;
• pucanje zavara na spojevima podnih dijelova, pragova, krila i, kao rezultat, prodor vlage, prašine i prljavštine u unutrašnjost karoserije;
• pojava pukotina na pojačalima, krakovima i poprečnim nosačima s gubitkom krutosti tijela;
• deformacija vrata zbog gubitka krutosti stubova i pragova karoserije;
• kršenje međusobnog rasporeda jedinica šasije automobila, što dovodi do kršenja upravljivosti i ujednačenosti kočenja kotača;
• oštećenje metalnih cjevovoda kočionog aktuatora zbog gubitka krutosti u podnožju karoserije zbog korozije pričvrsnih mjesta;
• mehanička oštećenja poda karoserije na mjestima pričvršćivanja amortizera, opruga i drugih komponenti vozila kao posljedica korozije njihovih pričvrsnih mjesta, posebno pri jakom kočenju i vožnji po neravnom terenu.

Djelovanje korozivnih faktora, kao što su vlažnost, koncentracija rastvora soli i sumpornih jedinjenja nastalih iz izduvnih gasova, posebno je izraženo na mestima koja su teško pristupačna za pregled i čišćenje, u malim prazninama, kao i na prirubnicama i krivinama. rubovi, gdje vlaga periodično ulazi u njih, mogu se zadržati dugo vremena.

Sa povećanjem temperature, brzina korozije se povećava (posebno u prisustvu agresivnih nečistoća i sadržaja vlage u atmosferi).

Destruktivni procesi na karoseriji često su pojačani i nepovoljnim uslovima skladištenja automobila. Dolazi do povećanja korozivnog habanja kao rezultat upotrebe mješavine pijeska i soli na cestama za suzbijanje poledice, kao i zbog naglih promjena temperature u putničkom prostoru i izvan automobila.

Oštećenja od korozije na karoseriji nastaju i kao posledica kontakta čeličnih delova sa delovima od nekih drugih materijala (duralumin, gume koje sadrže sumporna jedinjenja, plastike na bazi fenolnih smola i dr.), kao i kao posledica kontakta metala sa dijelovi izrađeni od materijala koji sadrži značajnu količinu organskih kiselina (posebno mravlje).

Sada o uzrocima korozije uzrokovane utjecajem naftnih derivata na dijelove automobila. To je prvenstveno zbog prisustva vode i agresivnih hemijskih spojeva u njima. Voda infiltrira goriva, ulja i maziva tokom njihove proizvodnje, skladištenja i upotrebe. Agresivna hemijska jedinjenja nastaju, po pravilu, tokom dugotrajnog skladištenja naftnih derivata, kao rezultat procesa starenja koji se u njima odvijaju, kao i tokom rada motora.

Dakle, među razlozima koji doprinose intenzivnom razvoju korozije automobila, postoje glavni: nepravilan dizajn karoserije, njegovih dijelova i sklopova; tehnološki nedostaci u izradi karoserije; nepoštivanje pravila skladištenja i transporta automobila prije prodaje; nepravilna nega tela tokom rada.

FIZIČKO-HEMIJSKE OSNOVE ILI PROCESI PROMJENE TEHNIČKOG STANJA VOZILA U RADU

Postoji mnogo različitih faktora koji mogu značajno oštetiti metal. Istovremeno, svi metali na ovaj ili onaj način korodiraju i imaju neke nedostatke. Na primjer, bakar i aluminij ne bi trebali biti spojeni ako su dio električnih instalacija. To je zato što se formira tako mali elektrolizator koji postepeno izjeda metal. Kao rezultat, dolazi do zagrijavanja, a kao rezultat toga, do udara luka, što može dovesti do požara. Neki metali, poput kalaja, imaju tendenciju da se raspadnu. Ovo je takozvana limena kuga. To se može dogoditi, na primjer, zbog niskih temperatura. Ali čelik je najosjetljiviji na koroziju. Čelik, ako nije legiran, odnosno pomiješan sa hromom, sklon je hrđanju. A rđa je najgori neprijatelj čelika i gvožđa. Ona ima nekoliko karakteristika koje mogu jednostavno uništiti metal.

U stvari, postoji mnogo različitih načina na koje se može spriječiti korozija metala. U nekim slučajevima to može pomoći, a ponekad je već besmisleno. Za sprječavanje korozije postoji poseban antikorozivni premaz za emajl, koji sprječava i sprječava rđu. Ali da li je ona zaista toliko opasna? Hajde da shvatimo malo o tome i kako se hrđa može spriječiti.

Šta je opasna rđa

Rđa je raspadanje čelika ili gvožđa. Kada gvožđe i vlaga dođu u kontakt, dolazi do hemijske reakcije koja pretvara metal u koroziju. Zbog toga se ispostavlja da metal gubi snagu i postaje mekši. Ovo je opasno za sve metalne konstrukcije, jer se tanje. Uz dugotrajnu rđu, čak i vrlo debela metalna greda može se srušiti. Osim toga, značajno kvari izgled, pogotovo ako metal ima neku vrstu ukrasnog značenja.

Načini prevencije

Za alate se obično koristi konvencionalno ulje ili posebno mazivo. Tako je spriječen kontakt između metala i vlage. Kao rezultat, ne dolazi do korozije. Ali teško je pokriti velike strukture uljem. Stoga su prekriveni emajlom. Možete ih kupiti na linku http://www.untec.ru, gdje postoji veliki izbor. Suština emajla je da se nanosi kao boja. Mnogo bolje drži i može se koristiti na armiranom betonu ili drugim materijalima. Odličan materijal koji se može koristiti i bez prajmera, jer dobro leži i bez njega.

Korozija metala je široko rasprostranjen uzrok koji različite metalne dijelove čini neupotrebljivim. Korozija metala (ili rđanje) je uništavanje metala pod uticajem fizičkih i hemijskih faktora. Faktori koji uzrokuju koroziju uključuju prirodne padavine, vodu, temperaturu, zrak, razne alkalije i kiseline itd.

1

Korozija metala postaje ozbiljan problem u građevinarstvu, domaćinstvu i industriji. Dizajneri najčešće predviđaju zaštitu metalnih površina od hrđe, ali ponekad se hrđanje javlja na nezaštićenim površinama i na posebno obrađenim dijelovima.

Metalne legure su osnova ljudskog života, okružuju ga gotovo posvuda: kod kuće, na poslu, u procesu rekreacije. Ljudi ne primjećuju uvijek metalne stvari i detalje, ali ih stalno prate. Razne legure i čisti metali su najčešće proizvedene supstance na našoj planeti. Moderna industrija proizvodi razne legure 20 puta više (po težini) od svih ostalih materijala. Iako se metali smatraju među najtrajnijim supstancama na Zemlji, mogu se razgraditi i izgubiti svoje karakteristike kao rezultat procesa hrđe. Pod uticajem vode, vazduha i drugih faktora dolazi do procesa oksidacije metala koji se naziva korozija. Unatoč činjenici da ne samo metal, već i stijene mogu korodirati, procesi povezani s metalima bit će razmotreni u nastavku. Ovdje vrijedi obratiti pažnju na činjenicu da su neke legure ili metali podložniji koroziji od drugih. To je zbog brzine procesa oksidacije.

Proces oksidacije metala

Najčešća tvar u legurama je željezo. Korozija gvožđa je opisana sledećom hemijskom jednačinom: 3O 2 +2H 2 O+4Fe=2Fe 2 O 3 . H 2 O. Rezultirajući oksid željeza je ona crvena hrđa koja kvari predmete. Ali razmotrite vrste korozije:

1. Vodikova korozija. Praktično se ne javlja na metalnim površinama (iako je teoretski moguće). Kao takav, neće biti opisan.
2. korozija kiseonikom. Slično vodoniku.
3. Hemijski. Reakcija se događa zbog djelovanja metala s nekim faktorom (na primjer, zrak 3O 2 + 4Fe \u003d 2Fe 2 O 3) i odvija se bez stvaranja elektrokemijskih procesa. Dakle, nakon izlaganja kisiku, na površini se pojavljuje oksidni film. Na nekim metalima takav film je dovoljno jak i ne samo da štiti element od destruktivnih procesa, već i povećava njegovu snagu (na primjer, aluminij ili cink). Na nekim metalima, takav film se vrlo brzo ljušti (uništava), na primjer, u natrijumu ili kalijumu. I većina metala se razara prilično sporo (gvožđe, liveno gvožđe, itd.). Tako, na primjer, dolazi do korozije lijevanog željeza. Češće se rđanje javlja kada legura dođe u kontakt sa sumporom, kiseonikom i hlorom. Mlaznice, fitinzi itd. hrđaju zbog hemijske korozije.
4. Elektrohemijska korozija gvožđa. Ova vrsta hrđe javlja se u medijima koji provode električnu energiju (provodnici). Vrijeme razaranja različitih materijala tokom elektrohemijskih reakcija je različito. Elektrohemijske reakcije se uočavaju u slučajevima kontakta između metala koji se nalaze na udaljenosti u nizu napetosti. Na primjer, proizvod izrađen od čelika ima bakreno lemljenje / pričvršćivanje. Kada voda dospije na priključke, bakreni dijelovi će biti katode, a čelik će biti anoda (svaka tačka ima svoj električni potencijal). Brzina takvih procesa ovisi o količini i sastavu elektrolita. Reakcije zahtijevaju prisustvo 2 različita metala i električno provodljivog medija. U ovom slučaju, uništavanje legura je direktno proporcionalno trenutnoj snazi. Što je struja veća, reakcija je brža, reakcija je brža, uništavanje je brže. U nekim slučajevima, nečistoće legure služe kao katode.

Elektrohemijska korozija gvožđa

Vrijedi napomenuti i podvrste koje nastaju tijekom rđe (nećemo opisivati, samo ćemo navesti): podzemne, atmosferske, plinske, s različitim vrstama uranjanja, kontinuirane, kontaktne, uzrokovane trenjem itd. Sve podvrste mogu se pripisati hemijskom ili elektrohemijskom rđenju.

2

Tokom izgradnje česta je korozija armature i zavarenih konstrukcija. Korozija se često javlja zbog nepravilnog skladištenja materijala ili neuspješne obrade šipki. Korozija armature je prilično opasna, jer se armatura postavlja na ojačanje konstrukcija, a moguć je kolaps kao rezultat uništavanja šipki. Korozija zavarenih spojeva nije ništa manje opasna od korozije armature. To će također značajno oslabiti šav i može dovesti do kidanja. Ima dosta primjera kada hrđa na nosivim konstrukcijama dovodi do urušavanja prostora.

Ostali slučajevi rđe koji su uobičajeni u svakodnevnom životu su oštećenje kućnog alata (noževa, pribora za jelo, alata), oštećenja metalnih konstrukcija, oštećenja vozila (zemlja, zraka i vode) itd.

Možda su najčešći zarđali predmeti ključevi, noževi i alati. Svi ovi predmeti su izloženi rđi zbog činjenice da se zaštitni premaz uklanja trenjem, čime se podloga izlaže.

Baza je podložna procesima uništavanja zbog kontakta sa agresivnim medijima (posebno noževima i alatima).

Uništavanje usled kontakta sa agresivnim medijima

Inače, uništavanje stvari koje se često koriste u svakodnevnom životu može se primijetiti gotovo posvuda i redovito, a u isto vrijeme neki metalni predmeti ili konstrukcije mogu stajati zahrđali desetljećima i ispravno će obavljati svoje funkcije. Na primjer, nožna pila, koja se često koristila za rezanje trupaca i ostavljena mjesec dana u šupi, brzo zarđa i može se polomiti tokom rada, a stub sa putokazom može stajati zarđao deset ili čak više godina i ne srušiti se.

Stoga sve metalne stvari treba zaštititi od korozije. Postoji nekoliko metoda zaštite, ali sve je to hemija. Izbor takve zaštite ovisi o vrsti površine i destruktivnom faktoru koji na nju djeluje.

Da biste to učinili, površina se temeljito očisti od prljavštine i prašine kako bi se isključila mogućnost da zaštitni premaz ne padne na površinu. Zatim se odmašćuje (za neke vrste legura ili metala, a za neke zaštitne premaze to je potrebno), nakon čega se nanosi zaštitni sloj. Zaštitu najčešće pružaju boje i lakovi. U zavisnosti od metala i faktora, koriste se različiti lakovi, boje i prajmeri.

Druga mogućnost je nanošenje tankog zaštitnog sloja drugog materijala. Obično se ova metoda prakticira u proizvodnji (na primjer, pocinčavanje). Kao rezultat toga, potrošač praktički ne mora ništa učiniti nakon kupovine artikla.

Nanošenje tankog zaštitnog sloja

Druga mogućnost je stvaranje posebnih legura koje ne oksidiraju (na primjer, nehrđajući čelik), ali ne jamče 100% zaštitu, štoviše, neke stvari napravljene od takvih materijala oksidiraju.

Važni parametri zaštitnih slojeva su debljina, vijek trajanja i brzina razaranja pod aktivnim štetnim djelovanjem. Prilikom nanošenja zaštitnog premaza izuzetno je važno da se tačno uklopi u dozvoljenu debljinu sloja. Obično proizvođači boja i lakova to navode na ambalaži. Dakle, ako je sloj veći od maksimalno dozvoljenog, to će uzrokovati prelijevanje laka (boje), a sloj se može srušiti pod jakim mehaničkim naprezanjem, tanji sloj se može istrošiti i smanjiti period zaštite podloge.

Pravilno odabran zaštitni materijal i pravilno nanešen na površinu garantuje 80% da dio neće biti izložen koroziji.

3

Mnogi ljudi u svakodnevnom životu ne razmišljaju o tome kako zaštititi svoje stvari od raži. I dobiju problem u vidu oštećenog artikla. Kako ispravno riješiti ovaj problem?

Uklanjanje rđe sa dijela

Da biste vratili stvar ili dio od hrđe, prvi korak je da uklonite sav crveni plak na čistu površinu. Uklanja se brusnim papirom, turpijama, jakim reagensima (kiselinama ili lužinama), ali pića poput Coca-Cole u tome zaslužuju posebnu slavu. Da biste to učinili, stvar se potpuno uroni u posudu s čudotvornom tekućinom i ostavi neko vrijeme (od nekoliko sati do nekoliko dana - vrijeme ovisi o stvari i oštećenom području).

Crvene mrlje na čeličnim proizvodima

Prema podacima UN-a, svaka zemlja godišnje gubi od 0,5 do 7-8% bruto nacionalnog proizvoda zbog korozije. Paradoks je da manje razvijene zemlje gube manje od razvijenih. A 30% svih proizvedenih čeličnih proizvoda na planeti koristi se za zamjenu zahrđalih. Stoga se preporučuje da se ovo pitanje shvati ozbiljno.

Klasifikacija vrsta korozije

Procese korozije karakteriše široka rasprostranjenost i raznovrsnost uslova i okruženja u kojima se javljaju. Stoga još uvijek ne postoji jedinstvena i sveobuhvatna klasifikacija slučajeva korozije.

Prema vrsti agresivnog medija u kojem se odvija proces uništavanja, korozija može biti sljedećih vrsta:

• gasna korozija;
• atmosferska korozija;
• korozija u neelektrolitima;
• korozija u elektrolitima;
• biokorozija;
• korozija zbog lutajućih struja.

Prema uslovima procesa korozije razlikuju se sljedeće vrste:

• kontaktna korozija;
• korozija pri nepotpunom uranjanju;
• korozija pri punom uranjanju;
• korozija tokom promenljivog potapanja;
• korozija trenja;
• stres korozije.

Po prirodi uništenja:

Glavna klasifikacija je napravljena prema mehanizmu procesa. Postoje dvije vrste:

• hemijska korozija;
• elektrohemijska korozija.

Korozija nemetalnih materijala

Kako uvjeti rada postaju sve teži (povećanje temperature, mehaničko naprezanje, agresivnost okoline itd.), tako su i nemetalni materijali izloženi djelovanju okoline. S tim u vezi, termin "korozija" počeo se primjenjivati ​​na ove materijale, na primjer, "korozija betona i armiranog betona", "korozija plastike i gume". To se odnosi na njihovo uništavanje i gubitak operativnih svojstava kao rezultat hemijske ili fizičko-hemijske interakcije sa okolinom. Ali treba uzeti u obzir da će mehanizmi i kinetika procesa za nemetale i metale biti različiti.

Korozija metala

Rđa je najčešći tip korozije.

Korozija metala.

Korozija metala je uništavanje metala usled njihove hemijske ili elektrohemijske interakcije sa korozivnim okruženjem. Za proces korozije treba koristiti izraz „korozivni proces“, a za rezultat procesa „korozivno uništavanje“. Formiranje galvanskih parova korisno se koristi za stvaranje baterija i akumulatora. S druge strane, formiranje takvog para dovodi do nepovoljnog procesa, čija je žrtva niz metala - korozije. Korozija se podrazumijeva kao elektrohemijsko ili hemijsko uništavanje metalnog materijala koje se javlja na površini. Najčešće se tokom korozije metal oksidira stvaranjem iona metala, koji u daljnjim transformacijama daju različite produkte korozije. Korozija može biti uzrokovana i kemijskim i elektrohemijskim procesima. Shodno tome, postoje hemijska i elektrohemijska korozija metala.

Vrste korozije

Elektrohemijska korozija

Uništavanje metala pod uticajem galvanskih ćelija koje nastaje u korozivnom okruženju naziva se elektrohemijska korozija. Ne treba brkati sa elektrohemijskom korozijom je korozija homogenog materijala, kao što je rđanje gvožđa i sl.. Elektrohemijska korozija (najčešći oblik korozije) uvek zahteva prisustvo elektrolita (kondenzat, kišnica, itd.) sa sa kojim su elektrode u kontaktu - ili različiti elementi strukture materijala, ili dva različita kontaktna materijala sa različitim redoks potencijalima. Ako se ioni soli, kiselina ili slično otapaju u vodi, povećava se njena električna provodljivost, a brzina procesa se povećava.

korozivni element

Kada dva metala s različitim redoks potencijalima dođu u kontakt i budu uronjeni u otopinu elektrolita, kao što je kišnica s otopljenim ugljičnim dioksidom CO 2 , formira se galvanska ćelija, takozvana korozivna ćelija. To nije ništa drugo do zatvorena galvanska ćelija. U njemu dolazi do sporog rastvaranja metalnog materijala sa nižim redoks potencijalom; druga elektroda u paru, u pravilu, ne korodira. Ova vrsta korozije posebno je karakteristična za metale sa visokim negativnim potencijalima. Dakle, vrlo mala količina nečistoća na površini metala sa visokim redoks potencijalom je već dovoljna za pojavu korozivnog elementa. Posebno su ugrožena mjesta gdje metali različitih potencijala dolaze u kontakt, kao što su zavari ili zakovice.

Ako je elektroda za otapanje otporna na koroziju, proces korozije se usporava. To je osnova, na primjer, za zaštitu proizvoda od željeza od korozije cinkovanjem - cink ima negativniji potencijal od željeza, stoga se u takvom paru željezo smanjuje, a cink mora korodirati. Međutim, zbog stvaranja oksidnog filma na površini cinka, proces korozije se znatno usporava.

Korozija vodonika i kiseonika

Ako dođe do redukcije iona H 3 O + ili molekula vode H 2 O, govore o vodikovoj koroziji ili koroziji sa depolarizacijom vodika. Obnavljanje jona odvija se prema sljedećoj shemi:

2H 3 O + + 2e − → 2H 2 O + H 2

2H 2 O + 2e - → 2OH - + H 2

Ako se vodik ne oslobađa, što se često događa u neutralnom ili jako alkalnom okruženju, dolazi do redukcije kisika i naziva se korozija kisika ili korozija depolarizacije kisika:

O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -

Korozivni element može nastati ne samo kada dva različita metala dođu u kontakt. Korozivni element se također formira u slučaju jednog metala, ako je, na primjer, površinska struktura nehomogena.

Hemijska korozija

Hemijska korozija je interakcija metalne površine sa korozivnim medijem, koja nije praćena pojavom elektrohemijskih procesa na granici faza. U ovom slučaju, interakcije oksidacije metala i redukcije oksidirajuće komponente korozivnog medija odvijaju se u jednom činu. Na primjer, stvaranje kamenca kada su materijali na bazi željeza izloženi kisiku na visokoj temperaturi:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Za vrijeme elektrohemijske korozije, ionizacija atoma metala i redukcija oksidirajuće komponente korozivnog medija se ne dešavaju u jednom djelu i njihove brzine zavise od elektrodnog potencijala metala (na primjer, hrđanje čelika u morskoj vodi).

Vrste korozije

• Gasna korozija
• atmosferska korozija
• Korozija djelomičnim uranjanjem
• Korozija na vodenoj liniji
• Korozija pri punom uranjanju
• Korozija pod varijabilnim uranjanjem
• podzemna korozija
• Biokorozija
• Korozija eksternom strujom
• Korozija lutajuće struje
• kontaktna korozija
• Korozija trenja
• Fretting corrosion
• kontinuirana korozija
• ujednačena korozija
• Neravnomjerna korozija
• lokalizovana korozija
• Podpovršinska korozija
• Pitting
• korozija mrlja
• kroz koroziju
• Slojevita korozija
• Filiformna korozija
• Strukturna korozija
• Intergranularna korozija
• Selektivna (selektivna) korozija
• Grafitizacija livenog gvožđa
• Dezincifikacija
• pukotina korozije
• Korozija noža
• Korozivni čir
• naponske korozije pucanja
• stres korozije
• Zamor od korozije
• Granica zamora od korozije
• Krtost od korozije

Kontrola korozije

Korozija dovodi do milijardi dolara gubitaka svake godine, a rješavanje ovog problema je važan zadatak. Glavna šteta uzrokovana korozijom nije gubitak metala kao takvog, već ogromna cijena proizvoda uništenih korozijom. Zato su godišnji gubici od toga u industrijalizovanim zemljama tako veliki. Pravi gubici od toga ne mogu se utvrditi procjenom samo direktnih gubitaka, koji uključuju troškove urušene konstrukcije, troškove zamjene opreme i troškove mjera za zaštitu od korozije. Još veća šteta su indirektni gubici. To su zastoji opreme pri zamjeni korodiranih dijelova i sklopova, curenje proizvoda, poremećaj tehnoloških procesa.

Idealna zaštita od korozije je 80% osigurana pravilnom pripremom površine, a samo 20% kvalitetom upotrijebljenih boja i načinom nanošenja. . Najproduktivniji i najefikasniji način pripreme površine prije dalje zaštite podloge je abrazivno pjeskarenje.

Obično postoje tri područja metoda zaštite od korozije:

1. Strukturno
2. Aktivan
3. Pasivno

Da bi se spriječila korozija, nehrđajući čelici, Corten čelici i obojeni metali se koriste kao konstrukcijski materijali. Prilikom projektiranja konstrukcije pokušavaju izolirati što je više moguće od ulaska korozivnog okruženja, koristeći ljepila, brtvila, gumene brtve.

Metode aktivne kontrole korozije usmjerene su na promjenu strukture električnog dvostrukog sloja. Konstantno električno polje se primjenjuje pomoću izvora konstantne struje, napon se bira kako bi se povećao elektrodni potencijal zaštićenog metala. Druga metoda je korištenje žrtvene anode, aktivnijeg materijala koji će se pokvariti, štiteći predmet koji se štiti.

Kao zaštita od korozije, primjena bilo kojeg premazi, koji sprečava stvaranje korozivnog elementa (pasivna metoda).

Kiseonička korozija pocinčanog gvožđa

Kiseonička korozija kalajisanog gvožđa

Premazi boje, polimerni premazi i emajliranje trebaju prije svega spriječiti pristup kisika i vlage. Često se nanosi i premaz, na primjer čelik sa drugim metalima kao što su cink, kalaj, hrom, nikl. Prevlaka cinka štiti čelik čak i kada je premaz djelomično uništen. Cink ima negativniji potencijal i prvi korodira. Zn 2+ joni su toksični. U proizvodnji limenki koristi se kalaj obložen slojem kalaja. Za razliku od pocinčanog lima, kada se sloj kalaja uništi, željezo počinje korodirati, štoviše, intenzivno, jer kalaj ima pozitivniji potencijal. Druga mogućnost zaštite metala od korozije je korištenje zaštitne elektrode s velikim negativnim potencijalom, na primjer, od cinka ili magnezija. Za to je posebno kreiran korozijski element. Zaštićeni metal djeluje kao katoda, a ova vrsta zaštite se naziva katodna zaštita. Rastvorljiva elektroda se naziva, odnosno anoda žrtvene zaštite. Ova metoda se koristi za zaštitu brodova, mostova, kotlarnica, cijevi koje se nalaze pod zemljom od korozije. Za zaštitu trupa broda, cink ploče su pričvršćene na vanjsku stranu trupa.

Ako uporedimo potencijale cinka i magnezija sa željezom, oni imaju više negativnih potencijala. Ali ipak, oni sporije korodiraju zbog stvaranja zaštitnog oksidnog filma na površini, koji štiti metal od daljnje korozije. Formiranje takvog filma naziva se pasivizacija metala. U aluminijumu je ojačan anodnom oksidacijom (eloksiranjem). Kada se čeliku doda mala količina hroma, na površini metala se formira oksidni film. Sadržaj hroma u nerđajućem čeliku je više od 12 odsto.

Sistem hladnog pocinčavanja

Sistem hladnog pocinčavanja je dizajniran da poboljša antikorozivna svojstva kompleksnog višeslojnog premaza. Sistem pruža potpunu katodnu (ili galvansku) zaštitu željeznih površina od korozije u različitim agresivnim sredinama

Sistem hladnog pocinčavanja dostupan je u jednom, dva ili tri pakovanja i uključuje:

• vezivo - poznate su kompozicije na bazi hlorisane gume, etil silikata, polistirena, epoksida, uretana, alkida (modifikovane);
• antikorozivno punilo - cink prah ("cinkova prašina"), sa sadržajem više od 95% metalnog cinka, veličine čestica manjih od 10 mikrona i minimalnog stepena oksidacije .;
• učvršćivač (u sistemima od dva i tri paketa)

Jednokomponentni sistemi za hladno cinkovanje isporučuju se spremni za upotrebu i zahtevaju samo temeljno mešanje kompozicije pre nanošenja. Dvokomponentni i trokomponentni sistemi se mogu isporučiti u više pakovanja i zahtijevaju dodatne korake pripreme prije nanošenja (miješanje veziva, punila, učvršćivača).

Nakon pripreme (dvo- i trokomponentni sistemi), nanošenja kompozicije na zaštićenu metalnu površinu četkom, valjkom, pneumatskim ili bezzračnim prskanjem i sušenjem, na metalnoj površini se formira antikorozivni premaz bogat cinkom - a polimer-cink film koji zadržava sva svojstva polimernog premaza koji je korišten kao vezivo, a istovremeno ima sve zaštitne prednosti konvencionalnog cinkanog premaza.

Prednosti sistema hladnog pocinčavanja u odnosu na metodu toplog cinkovanja:

1. Jednostavnost i manje napora u tehnologiji nanošenja zaštitnog cinkanog premaza. Za premazivanje nije potrebna posebna oprema.
2. Mogućnost antikorozivne zaštite metalnih konstrukcija bilo koje veličine, kako u fabrici tako i na terenu.
3. Mogućnost korekcije direktno na licu mesta abrazivnih oštećenja premaza i nedostataka koji nastaju prilikom zavarivanja metalnih konstrukcija.
4. Ekološki prihvatljiv proces premazivanja: nema potrebe za radom u vrućoj radnji.
5. Stvaranje fleksibilnog sloja cinka na površini željeza (koji ne stvara mikropukotine kada se metalni proizvod savija).

Sistem hladnog pocinčavanja koristi se u svim vrstama industrije iu svakodnevnom životu, gdje je potrebna pouzdana i trajna zaštita željeznih površina od korozije.

Osim što se koristi kao temeljni sloj u složenom višeslojnom premazu, sistem hladnog cinkovanja može se koristiti i kao samostalni antikorozivni premaz metalnih površina.

Termičko prskanje

Metode termičkog prskanja također se koriste za suzbijanje korozije.
Uz pomoć termičkog prskanja na površini metala stvara se sloj drugog metala/legure, koji ima veću otpornost na koroziju (izolacija) ili obrnuto manje otporan (gazeća površina). Ovaj sloj vam omogućava da zaustavite koroziju zaštićenog metala. Suština metode je sljedeća: čestice metalne mješavine se velikom brzinom nanose na površinu proizvoda mlazom plina, zbog čega se formira zaštitni sloj debljine desetina do stotina mikrona. Termičko raspršivanje se također koristi za produženje vijeka trajanja dotrajalih dijelova opreme, od rekonstrukcije kormila u automehaničarskim radionicama do naftnih kompanija.

Termodifuzijski cink premaz

(GOST 9.316-2006). Za rad metalnih proizvoda u agresivnim sredinama potrebna je stabilnija antikorozivna zaštita površine metalnih proizvoda. Termodifuzioni cink premaz je anodni u odnosu na crne metale i elektrohemijski štiti čelik od korozije. Ima jaku adheziju (adheziju) na osnovni metal zbog međusobne difuzije željeza i cinka u površinskim intermetalnim fazama, tako da nema ljuštenja i lomljenja premaza pod udarom, mehaničkim naprezanjima i deformacijama obrađenih proizvoda.

Difuzijsko cinkovanje, koje se izvodi iz parne ili gasne faze na visokim temperaturama (375-850 °C), ili pomoću vakuuma (vakuma) - na temperaturi od 250 °C, koristi se za premazivanje spojnih elemenata, cijevi, fitinga i dr. strukture. Značajno povećava otpornost čelika, proizvoda od livenog gvožđa u sredinama koje sadrže vodonik sulfid (uključujući i protiv pucanja sumporovodikom), industrijsku atmosferu, morsku vodu, itd. Debljina difuzionog sloja zavisi od temperature, vremena, metode pocinčavanja i može biti 0,01 -1,5 mm. Savremeni proces difuznog pocinčavanja omogućava formiranje premaza na navojnim površinama pričvršćivača, bez kompliciranja njihovog naknadnog nanošenja. Mikrotvrdoća sloja premaza Hμ = 4000 - 5000 MPa. Difuzijski cink premaz značajno povećava otpornost na toplinu čelika i proizvoda od lijevanog željeza, na temperaturama do 700 °C. Moguće je dobiti legirane difuzione prevlake cinka koje se koriste za poboljšanje njihovih radnih karakteristika.

Galvanizacija

Galvanizacija je proces nanošenja cinka ili njegove legure na metalni proizvod kako bi se njegovoj površini dala određena fizička i kemijska svojstva, prvenstveno visoka otpornost na koroziju. Galvanizacija je najčešći i najekonomičniji postupak prevlačenja koji se koristi za zaštitu željeza i njegovih legura od atmosferske korozije. Približno 40% svjetske proizvodnje cinka se troši u ove svrhe. Debljina premaza bi trebala biti veća, što je okolina agresivnija i što je duži očekivani vijek trajanja. Pocinčavanju se podvrgavaju čelični limovi, trake, žice, spojni elementi, dijelovi mašina i uređaja, cjevovodi i druge metalne konstrukcije. Cink premaz obično nema dekorativnu svrhu; određeno poboljšanje u prezentaciji postiže se nakon pasiviranja pocinčanih proizvoda u hromatnim ili fosfatnim rastvorima, koji premazima daju prelivu boju. Najraširenija pocinčana traka proizvodi se na automatizovanim linijama za toplo cinkovanje, odnosno potapanjem u rastopljeni cink. Metode prskanja i oblaganja omogućavaju premazivanje proizvoda bilo koje veličine (npr. jarboli, rezervoari, čelični mostovi, zaštitne ograde). Elektrolitičko pocinčavanje se izvodi uglavnom iz kiselih i alkalno-cijanidnih elektrolita; specijalni aditivi vam omogućavaju da dobijete sjajne premaze.

Ekonomska šteta od korozije

Ekonomski gubici od korozije metala su ogromni. U Sjedinjenim Državama, prema najnovijim podacima NACE-a, šteta od korozije i troškovi borbe protiv nje iznosili su 3,1% BDP-a (276 milijardi dolara). U Njemačkoj je ova šteta iznosila 2,8% BDP-a. Prema ekspertima iz raznih zemalja, ovi gubici u industrijalizovanim zemljama kreću se od 2 do 4% bruto nacionalnog proizvoda. Istovremeno, gubici metala, uključujući masu pokvarenih metalnih konstrukcija, proizvoda, opreme, kreću se od 10 do 20% godišnje proizvodnje čelika.

Rušenje Srebrnog mosta.

Rđa je jedan od najčešćih uzroka kvarova na mostovima. Budući da hrđa ima mnogo veći volumen od originalne mase željeza, njeno nakupljanje može dovesti do neravnomjernog prianjanja dijelova konstrukcije jedan na drugi. To je bio uzrok uništenja mosta preko rijeke Mianus 1983. godine, kada su iznutra zahrđali ležajevi mehanizma za podizanje. Tri vozača poginula su u padu u reku. Istraživanja su pokazala da je otjecanje puta bilo blokirano i da nije očišćeno, a kanalizacija je prodrla u stubove mosta. 15. decembra 1967. Srebrni most koji povezuje Point Pleasant, Zapadna Virdžinija, i Kanauga, Ohajo, iznenada se srušio u rijeku Ohajo. U trenutku urušavanja mostom se kretalo 37 automobila, a 31 je pao zajedno sa mostom. Poginulo je 46 osoba, a devet je teško povrijeđeno. Pored gubitaka života i povreda, uništena je i glavna transportna ruta između Zapadne Virdžinije i Ohaja. Uzrok urušavanja je korozija.

Most Kinzoo u Pensilvaniji uništen je u tornadu 2003. prvenstveno zato što su centralni glavni vijci korodirali, što je uvelike smanjilo njegovu stabilnost.

vidi takođe

Bilješke

Linkovi

• "Peskarenje: Vodič za abrazivno peskarenje visokih performansi" - Jekaterinburg: Origami ID LLC, 2007-216 str., ISBN 978-5-9901098-1-0

Svi se mi u životu povremeno susrećemo sa raznim vrstama korozije. Postoji korozija metala, betona i nekih vrsta plastike. Da biste naučili kako se pravilno nositi s korozijom, prvo je potrebno razumjeti što je korozija.

Korozija je uništavanje čvrstih materija uzrokovano hemijskim i elektrohemijskim procesima koji se razvijaju na površini tela kada je u interakciji sa okolinom. Čak i sama riječ korozija dolazi od kasnolatinskog corrosio - korozivno. Korozija metala uzrokuje posebnu štetu. Najčešća i najpoznatija vrsta korozije svima nama je rđanje željeza. Izraz "korozija" odnosi se na metale, beton, neke plastike i druge materijale. Osim korozije, metalne (posebno građevinske) konstrukcije su podložne eroziji - uništavanju površine materijala pod utjecajem mehaničkog naprezanja. Eroziju izazivaju kiše, vjetrovi, pješčana prašina i drugi prirodni faktori. Stoga se lukovi mostova, konstrukcijske rešetke i druge konstrukcije moraju sveobuhvatno zaštititi. Dakle, korozija je fizička i hemijska interakcija metala sa medijumom, koja dovodi do uništenja metala. Kao rezultat korozije, metali se pretvaraju u stabilne spojeve - okside ili soli, u obliku kojih se nalaze u prirodi. Korozija pojede do 10 posto metala proizvedenog u zemlji. Teško je uzeti u obzir veće indirektne gubitke od zastoja i smanjene produktivnosti opreme koja je podvrgnuta koroziji, od poremećaja normalnog toka tehnoloških procesa, od nezgoda uzrokovanih smanjenjem čvrstoće metalnih konstrukcija itd.

Zašto se korozija naziva korozija?

Reč korozija dolazi od latinskog "corrodo" - "gristi". Neki izvori upućuju na kasni latinski "corrosio" - "korozija". Koncepte "korozije" i "rđe" ne treba miješati. Ako je korozija proces, onda je hrđa jedan od njegovih rezultata. Ova se riječ odnosi samo na željezo, koje je dio čelika i lijevanog željeza. U nastavku, termin "korozija" će značiti koroziju metala. Prema međunarodnom standardu ISO 8044 Korozija se podrazumijeva kao fizičko-hemijska ili hemijska interakcija između metala (legure) i medija, koja dovodi do pogoršanja funkcionalnih svojstava metala (legure), medija ili tehničkog sistema koji ih uključuje. RUST je sloj djelomično hidratiziranih željeznih oksida koji nastaje na površini željeza i nekih njegovih legura kao rezultat korozije. Beton, građevinski kamen, drvo i drugi materijali su također podložni oštećenju od korozije; korozija polimera naziva se degradacija.

Okruženje u kojem metal podliježe koroziji (korodira) naziva se korozivno ili agresivno okruženje. U slučaju metala, govoreći o njihovoj koroziji, podrazumijevaju nepoželjan proces interakcije metala sa okolinom.

Fizička i hemijska suština promena koje metal prolazi tokom korozije je oksidacija metala. Svaki proces korozije je višestepeni:

1. Na metalnu površinu potrebno je nanijeti korozivni medij ili njegove pojedinačne komponente.
2. Interakcija medija sa metalom.
3. Potpuno ili djelomično uklanjanje proizvoda sa metalne površine (u volumen tekućine, ako je medij tečan).

Poznato je da se većina metala (osim Ag, Pt, Cu, Au) u prirodi nalazi u jonskom stanju: oksidi, sulfidi, karbonati itd., koji se obično nazivaju metalne rude. Jonsko stanje je povoljnije, karakteriše ga niža unutrašnja energija. To je uočljivo kod dobijanja metala iz ruda i njihove korozije. Energija apsorbovana tokom redukcije metala iz jedinjenja ukazuje na to da slobodni metal ima veću energiju od jedinjenja metala. To dovodi do činjenice da metal u kontaktu sa korozivnim medijem teži da pređe u energetski povoljno stanje sa nižom rezervom energije. Odnosno, možemo reći da je osnovni uzrok korozije termodinamička nestabilnost sistema koji se sastoji od metala i komponenti okolnog (korozivnog) medija. Mjera termodinamičke nestabilnosti je slobodna energija oslobođena tokom interakcije metala sa ovim komponentama. Ali slobodna energija sama po sebi još ne određuje brzinu procesa korozije, odnosno vrijednost koja je najvažnija za procjenu otpornosti metala na koroziju. U nekim slučajevima, adsorpcijski ili fazni slojevi (filmovi) koji se pojavljuju na površini metala kao rezultat početka procesa korozije formiraju tako gustu i neprobojnu barijeru da korozija zaustavlja ili je vrlo snažno inhibirana. Stoga, u radnim uvjetima, metal s visokim afinitetom prema kisiku može se pokazati ne manjim, već stabilnijim (na primjer, slobodna energija stvaranja oksida u Cr ili Al je veća od Fe i često premašuje Fe u stabilnosti).

Klasifikacija procesa korozije

Prema vrsti (geometrijskoj prirodi) oštećenja od korozije na površini ili u zapremini metala.

Korozija koja je zahvatila cijelu površinu metala naziva se solidan. Podijeljen je na uniforma i neujednačen, ovisno o tome da li je dubina oštećenja od korozije ista u različitim područjima. At lokalni korozivne lezije su lokalne i ostavljaju značajan (ponekad ogroman) dio površine praktički netaknut. U zavisnosti od stepena lokalizacije, postoje mrlje korozije, čirevi i tačke (pitting). Točkaste lezije mogu izazvati ispod površine korozija koja se širi bočno ispod vrlo tankog (na primjer, zakovanog) sloja metala, koji zatim stvara plikove ili se ljušti. Najopasnije vrste lokalne korozije - interkristalno (interkristalno), koji se, bez uništavanja zrna metala, pomiče prema unutra duž njihovih manje stabilnih granica, i transkristalni, koji siječe metal s pukotinom kroz zrna. Ne ostavljajući gotovo nikakve vidljive tragove na površini, ove lezije mogu dovesti do potpunog gubitka čvrstoće i uništenja dijela ili strukture. njima bliski po karakteru. nož korozija, poput noža koji seče metal duž vara tokom rada nekih legura u posebno agresivnim rastvorima. Ponekad se posebno dodjeljuju površinski filiform korozija koja se razvija, na primjer, ispod nemetalnih premaza, i sloj po sloj korozija koja se odvija pretežno u pravcu plastične deformacije. specifično izborni korozija, u kojoj se čak i pojedinačne komponente čvrstih otopina mogu selektivno otopiti u leguri (na primjer, dezincifikacija mesinga).

Prema mehanizmu reakcija interakcije metala sa okolinom (hemijska i elektrohemijska korozija).

Korozija je hemijski ako su nakon prekida metalne veze atomi metala direktno povezani kemijskom vezom s onim atomima ili grupama atoma koji su dio oksidacijskih sredstava koji oduzimaju valentne elektrone metala. Hemijska korozija je moguća u bilo kojoj korozivnoj sredini, ali se najčešće uočava u slučajevima kada korozivna sredina nije elektrolit (gasna korozija, korozija u neprovodnim organskim tečnostima). Njegova brzina se najčešće određuje difuzijom metala i čestica oksidatora kroz površinski film produkata korozije (visokotemperaturna oksidacija većine metala plinovima), ponekad otapanjem ili isparavanjem ovog filma (visokotemperaturna oksidacija W ili Mo ), njegovo pucanje (oksidacija Nb na visokim temperaturama) i povremeno - konvektivno ispuštanje oksidacionog sredstva iz okoline (pri vrlo niskim koncentracijama).

Korozija je elektrohemijski ako, napuštajući metalnu rešetku, rezultirajući kation ulazi u kontakt ne s oksidacijskim sredstvom, već s drugim komponentama korozivnog medija; oksidaciono sredstvo, s druge strane, prima elektrone koji se oslobađaju tokom formiranja kationa. Takav proces je moguć u onim slučajevima kada u okolini postoje dvije vrste reagensa, od kojih je jedan (solvatirajući ili kompleksirajući) u stanju da kombinuje stabilne veze sa metalnim katjonom bez učešća njegovih valentnih elektrona, dok drugi (oksidacioni agensi) ) može dodati valentne elektrone metala bez zadržavanja katjona. Otopine ili taline elektrolita imaju slična svojstva, gdje solvatirani kationi zadržavaju značajnu pokretljivost. Dakle, tokom elektrohemijske korozije, uklanjanje atoma iz metalne rešetke (što je suština svakog procesa korozije) se odvija kao rezultat dva nezavisna, ali konjugirana, međusobno povezana električnom ravnotežom, elektrohemijska procesa: anodni - prelazni solvatiranih metalnih kationa u otopinu, a katodni - vezujući oksidacijsko sredstvo za oslobođene elektrone. Iz toga proizlazi da se proces elektrohemijske korozije može usporiti ne samo direktnim inhibicijom anodnog procesa, već i uticajem na brzinu katodnog. Dva najčešća katodna procesa su pražnjenje vodikovih jona (2 e+ 2H + = H 2) i redukcija rastvorenog kiseonika (4 e+ O 2 + 4H + = 2H 2 O ili 4 e+ O 2 + 2H 2 O \u003d 4OH -), koji se često nazivaju depolarizacija vodika i kisika.

Anodni i katodni procesi, s jednom ili drugom vjerovatnoćom i u jednom ili drugom nizu, odvijaju se na bilo kojoj tački površine metala gdje kationi i elektroni mogu stupiti u interakciju sa komponentama korozivnog medija. Ako je površina homogena, onda su katodni i anodni procesi podjednako vjerojatni na cijeloj njenoj površini; u takvom idealnom slučaju, korozija se naziva homogena elektrohemijska (čime se konstatuje odsustvo bilo kakve nehomogenosti u distribuciji verovatnoće elektrohemijskih procesa u bilo kojoj tački na površini, što, naravno, ne isključuje termodinamičku heterogenost faza u interakciji ). Zapravo, na metalnim površinama postoje područja sa različitim uslovima za isporuku reagujućih komponenti, sa različitim energetskim stanjima atoma, ili sa različitim nečistoćama. U takvim područjima, bilo anodni ili katodni procesi mogu se odvijati snažnije, a korozija postaje heterogeno-elektrohemijska.

Po vrsti korozivne sredine

Neki korozivni mediji i razaranja uzrokovana njima toliko su karakteristični da se i procesi korozije koji se dešavaju u njima klasificiraju po nazivu ovih medija.

Metalni proizvodi i konstrukcije su u pravilu izloženi mnogim vrstama korozije - u tim slučajevima govore o djelovanju takozvane mješovite korozije.

Gasna korozija– korozija u gasnom mediju na visokim temperaturama.

atmosferska korozija– korozija metala u atmosferskim uslovima sa vlažnošću dovoljnom za stvaranje elektrolitnog filma na površini metala (posebno u prisustvu agresivnih gasova ili aerosola kiselina, soli itd.). Karakteristika atmosferske korozije je jaka ovisnost njene brzine i mehanizma o debljini sloja vlage na površini metala ili stupnju vlage nastalih produkata korozije.

Tečna korozija- korozija u tečnim medijima. Prema uslovima uticaja tečnog medija na metal, ova vrsta korozije se takođe karakteriše kao korozija sa punim uranjanjem, sa delimičnim uranjanjem, sa promenljivim uranjanjem, koji imaju svoje karakteristične osobine.

podzemna korozija– korozija metala u zemljištima i zemljištima. Karakteristična karakteristika podzemne korozije je velika razlika u brzini isporuke kiseonika (glavnog depolarizatora) na površinu podzemnih struktura u različitim tlima (desetke hiljada puta).

Po prirodi dodatnih uticaja

Korozija od naprezanja nastaje u području djelovanja vlačnih ili savijajućih mehaničkih opterećenja, kao i trajnih deformacija ili toplinskih naprezanja, te u pravilu dovodi do transkristalnog koroziono pucanje kojima su izloženi npr. čelični sajli i opruge u atmosferskim uslovima, ugljenični i nerđajući čelici u termoelektranama, legure titana visoke čvrstoće u morskoj vodi itd. Pri naizmeničnim opterećenjima može se manifestovati korozijski zamor koji se izražava u manje ili više oštro smanjenje graničnog zamora metala u prisustvu korozivnog okruženja. Korozivna erozija(ili frikciona korozija) je ubrzano trošenje metala uz istovremeno djelovanje međusobno pojačavajućih korozivnih i abrazivnih faktora (trenje klizanja, protok abrazivnih čestica i sl.). vezano za nju kavitacija Korozija se javlja u kavitacionim režimima strujanja oko metala sa agresivnim medijem, kada kontinuirano pojavljivanje i „urušavanje“ malih vakuumskih mehurića stvara mlaz destruktivnih mikrohidrauličnih udara koji utiču na površinu metala. Može se uzeti u obzir bliska sorta fretting- korozija uočena na mjestima dodira čvrsto stisnutih ili kotrljajućih dijelova jedan preko drugog, ako se između njihovih površina kao rezultat vibracija javljaju mikroskopski posmični pomaci.

Propuštanje električne struje kroz granicu metala sa agresivnom okolinom izaziva, ovisno o prirodi i smjeru curenja, dodatne anodne i katodne reakcije koje mogu direktno ili indirektno dovesti do ubrzanog lokalnog ili općeg razaranja metala (korozije). lutajuća struja). Slično uništenje, lokalizirano u blizini kontakta, može uzrokovati kontakt u elektrolitu dva različita metala, formirajući zatvorenu galvansku ćeliju, - kontakt korozija. U uskim prazninama između dijelova, kao i ispod labavog premaza ili naslaga, gdje elektrolit prodire, ali je otežan pristup kisiku potrebnom za pasivizaciju metala, s prorezima korozija, u kojoj se otapanje metala uglavnom događa u procjepu, a katodne reakcije djelomično ili potpuno teče pored njega na otvorenoj površini.

Uobičajeno je i izdvajanje biološki korozija pod uticajem otpadnih produkata bakterija i drugih organizama, i radijacije korozija - kada je izložena radioaktivnom zračenju.

Indeks stope korozije

Da bi se utvrdila brzina korozije metala u datom mediju, obično se prati promjena u vremenu neke karakteristike koja objektivno odražava promjenu svojstava metala. Najčešće se u praksi korozije koriste sljedeći indikatori.

Stopa promjene mase

Indikator promjene mase je promjena mase uzorka kao rezultat korozije, koja se odnosi na jedinicu površine metala S i na jedinicu vremena (na primjer, g/m h).

U zavisnosti od uslova korozije, razlikuju se:

1. negativna promjena težine
K-m=
gdje je m gubitak metalne mase tokom korozije nakon uklanjanja produkata korozije.

2. pozitivan indikator promjene mase K+m=
gdje je m povećanje mase metala tokom vremena zbog rasta filma produkata korozije.

Ako je poznat sastav proizvoda korozije, tada možete preračunati od K do K i obrnuto K-m = K + m (nok A Me / n Me Aok)
gdje su A i M atomska i molekularna masa Me i oksidacijskog sredstva, respektivno; n i n valencija metala i oksidacionog sredstva u oksidacionoj sredini.

Volumetrijski indeks korozije

K - zapremina gasa apsorbovanog ili oslobođenog u procesu V, koja se odnosi na jedinicu površine metala i jedinicu vremena (na primer, cm / cm h).
K = vol. V/s
zapremine gasa obično dovode do normalnih uslova.
Što se tiče elektrohemijske korozije, kada se proces katodne depolarizacije provodi zbog pražnjenja vodikovih iona, na primjer, prema shemi 2N + 2 e= H, ili jonizacija molekula kiseonika O + 4 e+2HO = 4OH; unose se indikatori kiseonika (K) i vodonika (K).
Vodenični indeks korozije je zapremina H koji se oslobađa tokom procesa korozije, koji se odnosi na Su.
Kiseonički indeks korozije je zapremina O apsorbovanog u procesu, koja se odnosi na Su.

Indikator otpora

Promjena električnog otpora metalnog uzorka tokom datog vremena ispitivanja također se može koristiti kao indikacija korozije (K).
KR = (R/Ro) 100% u vremenu t
gdje su Ro i R električni otpor uzorka prije i poslije korozije.
Ova metoda ima neki nedostatak.Debljina metala mora biti ista tokom cijelog perioda ispitivanja, pa se iz tog razloga najčešće određuje otpornost, tj. promjena električnog otpora po jedinici površine uzorka (cm, mm) dužine jednake jedan. Ova metoda ima ograničenja primjene (za lim ne veći od 3 mm). Najprecizniji podaci se dobijaju za uzorke žice. Ova metoda nije prikladna za zavarene spojeve.

Mehanički indeks korozije

Promjena nekog svojstva metala tokom korozije. Relativno često koriste promjenu vlačne čvrstoće. Indeks snage se izražava na sljedeći način:
Ko = (in / in) 100% u vremenu t
gdje je c promjena vlačne čvrstoće nakon korozije uzorka tokom vremena; in - zatezna čvrstoća do korozije.

Indeks dubinske korozije

K - dubina uništenja metala P po jedinici vremena (na primjer, mm / godina).
Dubina oštećenja od korozije P može biti srednja ili maksimalna. Indeks dubine korozije može se koristiti za karakterizaciju uniformne i neujednačene korozije (uključujući lokalnu koroziju) metala. Pogodno je za poređenje brzine korozije metala različitih gustoća. Prijelaz iz mase, struje i volumena u dubinu moguć je ravnomjernom korozijom.