Коррозия металлов

переходит в окисленное (ионное) состояние и теряет присущие ему свойства.

и металлургической. Условиями окружающей среды, является температура, относительная влажность, ионное загрязнение и приложенное напряжение смещения. Важными металлургическими факторами является размер зерна, поверхностная текстура, дислокации состава сплава в наличии примесей.

комплекса мероприятий по увеличению работоспособности и надежности машин и конструкций в данной среде. Часть этих мер закладывается еще в процессе проектирования, часть — в процессе изготовления машин или конструкций, а остальные меры должны быть приняты в процессе эксплуатации.

коррозия- это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. Атмосферная коррозия— это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа. Подземная коррозия— это коррозия металлов в почвах и грунтах. Биокоррозия— это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов. Контактная коррозия— это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите. Радиационная коррозия- это коррозия, обусловленная действием радиоактивного излучения. Коррозия под напряжением— коррозия, вызванная одновременным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. Если это растягивающие напряжения, то может произойти растрескивание металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, и испытывающих механические нагрузки (оси, рессоры, автоклавы, паровые котлы, турбины и т.д.). Межкристаллитная коррозия характеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается.

как коррозия металлических материалов при высокой температуре в атмосфере кислородсодержащих газов, поэтому ее помимо высокотемпературной коррозии нередко называют высокотемпературным окислением. На поверхности изделий из металлов и сплавов в результате их взаимодействия с такой коррозионной средой образуется пленка продуктов, представляющих собой различные оксиды металлов. Процесс может быть описан следующим уравнением: х Ме (т) + у О2 (г) ↔ МехОу (т) Реакция окисления обратима и ее константа равновесия: Кр = 1/ Р равн О2 (Рравн О2 – равновесное парциальное давление О2). В оксидных пленках определенной толщины и совершенной структуры (без трещин, пор) процессы встречной диффузии прекращаются. Такие пленки и являются защитными. Чтобы обладать защитными свойствами, оксидная пленка должна удовлетворять следующим требованиям: быть сплошной, беспористой, химически инертной к агрессивной среде, иметь высокие твердость, износостойкость, адгезию (прилипаемость к металлу) и близкий к металлу коэффициент термического расширения.

оксида должен быть больше израсходованного на окисление объема металла — VМехОу > VMe Отношение этих объемов называют фактором сплошности Пиллинга–Бедвордса, который рассчитывают, используя молярную массу атомов Мме и плотность ρме металла, а также молярную массу ММехОу и плотность ρМехОу его оксида: а = VМехОу / VMe = ММехОу · ρме / ρМехОу · m Мме где m — число атомов металла в молекуле оксида. Величину α для многих металлов и их оксидов можно найти также в справочной литературе. При формировании и росте защитной оксидной пленки важным является также и условие ее ориентационного соответствия металлу, т.е. максимального сходства кристаллическитх решеток металла и образующегося оксида.

процесса, определяют по изменению энергии Гиббса. Поскольку коррозия является самопроизвольно протекающим процессом, то сопровождается ее убылью, т.е. ∆Gт < 0. Возможность протекания коррозии можно оценить и по знаку ЭДС. Последняя связана с энергией Гиббса соотношением: nFE0 = – ∆G0 Отрицательному значению ∆Gт соответствует положительное значение ЭДС. Общая скорость электрохимической коррозии определяется скоростью лимитирующей реакции (либо катодной, либо анодной). Но поскольку катодная и анодная реакции протекают взаимосвязано, то замедление одной тормозит другую. Изменение температуры может ускорять или замедлять процесс электрохимической коррозии. Так, например с увеличением температуры уменьшается концентрация газообразных растворенных веществ (О2, Сl2), участвующих в электродных процессах, но снижаются защитные свойства пленок из вторичных продуктов (малорастворимых солей, гидроксидов), может измениться и полярность (катодные или анодные) металлических защитных покрытий.

условиях проводится по 4-х электродной схеме. Сущность метода в том, что внешние электроды с одинаковой площадью рабочей поверхности S поляризуют током определенной силы J и измеряют падение напряжения U на двух внутренних электродах при расстоянии L между ними. Если измерения проводят на постоянном токе, то используют 3 разных значения силы тока. Сопротивление грунта R рассчитывают по формуле: R = U/J Удельное электрическое сопротивление грунта р, Ом м, вычисляют по формуле: с = R(S/L), где R - измеренное сопротивление, Ом; S - площадь поверхности рабочего электрода, м2; L - расстояние между внутренними электродами, м.

Схема установки для определения удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях

пленка, которая образуется на металле, определяет его коррозионную устойчивость в агрессивной среде. Толщина пленок обусловливается видом металла, свойствами коррозионной среды и рядом других факторов. Различают тонкие (невидимые), средние (видимые благодаря интерференционному окрашиванию как цвета побежалости) и толстые (видимые) пленки. Толщина первых составляет от монослоя молекул до 40 нм. Средние имеют толщину 40…500 нм. Толстые пленки обнаруживаются на поверхности визуально (например, окалина на стали) и имеют толщину более 500 нм. Чтобы оксидная пленка обладала защитными свойствами, она должна удовлетворять следующим требованиям: быть сплошной и беспористой, обладать высокой адгезией к металлу, быть химически инертной к агрессивной среде, обладать высокой твердостью и износостойкостью.

300 млрд. долларов. Считается, что примерно один из пяти-семи металлургических или металлоплавильных предприятий работает только для того, чтобы восстановить то количество металла, которое теряется в результате коррозии.