Какие типы и виды коррозии бывают?
По типу коррозионных процессов различают химическую и электрохимическую коррозию. И химическая, и электрохимическая коррозии относятся к гетерогенным окислительно-восстановительным процессам, протекающим на поверхности металлов и их сплавов (на границе раздела фаз материал - коррозионная среда). При этом разрушаемый материал являющийся восстановителем, взаимодействует с окислителем коррозионной среды.
Химическая коррозия возникает при воздействии на металл и их сплавы газов (кислорода О2, углекислого газа СО2, сернистого газа SO2, хлороводорода HCL и др.), водяного пара и жидких неэлектролитов (органического происхождения - бензин, керосин, нефть, спирты и т.п.; неорганического происхождения - расплавленная сера, бром и т.д.). Химической коррозии, как правило, подвергаются металлургическое оборудование, сопла реактивных двигателей, детали газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания.
Электрохимическая коррозия – наиболее распространенный вид коррозии. Она возникает при взаимодействии металлов и их сплавов с окружающей их электролитически проводящей средой.
По условиям протекания процесса различают газовую, в том числе и атмосферную, жидкостную, подземную, биологическую коррозию. Атмосферная коррозия — самый распространенный процесс разрушения металлов, так как примерно 80% металлических конструкций и строений эксплуатируется в атмосферных условиях.
Другие часто встречающиеся виды коррозии:
- сплошная коррозия - это очень распространенная форма коррозии поражает всю поверхность металлической конструкции. Ее вызывают химические или электрохимические реакции. Хотя сплошная коррозия может привести к выходу металла из строя, это известная и предсказуемая проблема. Существует возможность управлять ею.
- Локальная коррозия поражает отдельные участки металлической конструкции. Бывает три типа локальной коррозии. Точечная коррозия - образование небольших отверстий на поверхности металла. Щелевая коррозия - коррозия, возникающая в местах застоя, например, под прокладками. Нитевидная коррозия - образуется при попадании воды под защитное неметаллическое покрытие, например краску.
- Контактная (гальваническая) коррозия может произойти, когда два разных металла находятся вместе в жидком электролите, например, соленой воде. По сути, молекулы одного металла притягиваются к другому металлу, что приводит к коррозии только одного из двух металлов.
- Коррозионное растрескивание. Коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения, в результате чего металлы могут начать трескаться, изнашиваться или становиться хрупкими и ослабленными.
Какие факторы влияют на развитие коррозии? Наиболее распространенными причинами возникновения коррозии являются контакт металлических поверхностей с водой и кислородом, хотя другие вещества в почве и/или атмосфере также могут ее вызывать.
Другие негативные факторы, вызывающие коррозию:
1.
Воздействие на металлы воздуха, содержащего такие газы, как CO2, SO2, SO3 и т.д.
2.
Воздействие на металлы влаги, особенно соленой воды, увеличивает скорость коррозии.
3.
Повышенная влажность окружающей среды ускоряет коррозию.
4.
Наличие в воде примесей, таких как соль (например, хлорид натрия NaCl).
5.
Температура: повышение температуры усиливает коррозию.
6.
Природа образовавшегося первого слоя оксида: некоторые оксиды, такие как оксид алюминия Al2O3, образуют нерастворимый защитный слой, который может предотвратить дальнейшую коррозию. Другие оксиды, например ржавчина - оксид железа,- легко крошатся и обнажают остальную часть металла.
7.
Присутствие кислоты в атмосфере: кислоты могут легко ускорить процесс коррозии.
Коррозия происходит гораздо быстрее в промышленно развитых районах с высоким содержанием загрязняющих веществ в виде серы и азота в атмосфере. Эти соединения соединяются с влагой в воздухе, образуя чрезвычайно агрессивные кислоты.
Какова скорость коррозии стальных конструкций и изделий? Если на стальную поверхность постоянно оказывают воздействие вода и кислород, на ней могут появиться признаки ржавчины всего через 4-5 дней. В то же время существуют различные типы стали, которые ржавеют медленнее или быстрее, чем другие.
Время разложения металлических конструкций связано как с их толщиной, так и с условиями окружающей среды, в которых они находятся. Например, более тонкие металлические изделия (флаконы или аэрозольные баллоны) разрушаются примерно в течение 30 лет. Время коррозии более толстого металла, обычно используемого в строительстве, такого как бетонная арматура или железные балки, колеблется от 200 до 500 лет.
Как тип металла, так и условия окружающей среды, особенно газы, контактирующие с ним, определяют вид и скорость коррозии.
Чем опасна коррозия? Ежегодные глобальные затраты на борьбу с коррозией оцениваются примерно в 2,5 трлн долларов в виде расходов на ремонт, техническое обслуживание и замену металлических конструкций, механизмов и изделий. Значительная часть этих затрат - целых 25% - может быть снижена, если предотвращать возникновение коррозии.
Однако устранение коррозии следует рассматривать не только как финансовый вопрос, но и как вопрос охраны здоровья и безопасности. Проржавевшие мосты, здания, корабли, трубопроводы и другие металлические конструкции могут стать причиной травм и смерти людей, возникновения крупных техногенных катастроф. Поэтому важно любой ценой своевременно выявлять и устранять коррозию.
Как можно предотвратить коррозию? Эффективная система защиты металлов от коррозии начинается еще на стадии проектирования конструкций. Учитываются условия эксплуатации и свойства металлов. Инженеры работают со специалистами в области металлургии, чтобы выбрать подходящий металл или сплав для каждой конкретной ситуации. Они также принимают во внимание возможные химические взаимодействия между металлами, используемыми для изготовления поверхностей, фурнитуры и крепежных элементов.
Ниже приведем некоторые популярные способы защиты металлических поверхностей от коррозии:
- нанесение гальванических покрытий,
- цинкование,
- анодирование,
- пассивация,
- нанесение биопленочных покрытий,
- нанесение антикоррозийных защитных покрытий,
- смазка,
- использование ингибиторов коррозии или осушителей,
- периодическая очистка металлических поверхностей.
Будет ли ржаветь оцинкованная поверхность? Оцинкованная сталь — это стальная поверхность, на которую нанесен слой цинка, полностью покрывающий ее защитным покрытием и придающий ей блестящий вид. Это защищает нижележащую стальную поверхность от истирания и воздействия атмосферных факторов в течение многих лет, предотвращая появление ржавчины, которая может ослабить конструкцию.