8 наиболее распространенных видов коррозии металлов
Тип коррозии, которая может образоваться на конкретной металлической поверхности, зависит, прежде всего, от окружающей среды, а также от физических и химических свойств металла.
Автомобили, здания, инфраструктура, бытовая техника и системы распределения энергии являются примерами некоторых компонентов, на которые отрицательно влияет это явление.
Коррозия это повреждение материала в результате химических реакций между ним и окружающей средой. Хотя коррозия влияет на различные материалы, включая полимеры и керамику, этот термин чаще всего ассоциируется с разрушением металлов.
Наиболее распространенные виды коррозии
Коррозия состоит из ряда обычно сложных химических реакций и может быть инициирована несколькими различными условиями, которые зависят от окружающей среды. Это привело к появлению различных классификаций коррозии.
Не всякая коррозия одинакова. Ключ к эффективному предотвращению и смягчению коррозии лежит в базовом понимании типа коррозии, с которой приходится иметь дело, и факторов, ответственных за ее образование. В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные виды коррозии и объясним механизм, лежащий в основе каждого из них.
Равномерная коррозия
Равномерная коррозия является наиболее распространенным типом и характеризуется поражением всей площади поверхности металла, подвергающейся воздействию коррозионного агента.
Этот тип коррозии обычно вызывается химическими или электрохимическими реакциями, в результате которых металл расходуется с образованием оксидов или других соединений на больших видимых участках.
Эти реакции вызывают уменьшение толщины металла с течением времени и могут продолжаться до тех пор, пока металл полностью не разрушиться.
Гальваническая/биметаллическая коррозия
Биметаллическая коррозия, также известная как гальваническая коррозия, представляет собой коррозию, которая возникает, когда два разнородных металла прямо или косвенно контактируют друг с другом. Визуально этот вид коррозии характеризуется ускоренным износом одного металла, в то время как другой остается нетронутым.
Биметаллическая коррозия представляет собой чисто электрохимическую реакцию, обусловленную разницей электродных потенциалов между двумя металлами.
При воздействии электролита два металла образуют тип элемента, известный как биметаллическая пара, где один металл действует как анод, а другой — как катод. Движение электронов от анода к катоду инициирует реакцию окисления на аноде, которая вызывает его разрушение, т. е. коррозию.
На этот тип коррозии влияет величина разности потенциалов между двумя металлами. Следовательно, чем дальше друг от друга находятся металлы в гальваническом ряду, тем выше скорость коррозии на аноде.
Щелевая коррозия
Щелевая коррозия представляет собой тип локальной коррозии с высокой проникающей способностью, которая возникает в зазорах или щелях на поверхности металла или непосредственно рядом с ними.
Эти щели могут быть результатом соединения двух поверхностей (металла с металлом или металла с неметаллом) или скопления отложений (грязь, грязь, биообрастание и т. д .).
Этот тип коррозии характеризуется разрушением в области щели, в то время как окружающие участки металлической подложки остаются нетронутыми.
Одним из основных критериев развития щелевой коррозии является наличие застойной воды внутри щели. Отсутствие движения жидкости приводит к истощению растворенного кислорода и обилию положительных ионов в щели.
Это приводит к ряду электрохимических реакций, которые изменяют состав жидкости и делают ее кислой по своей природе. Кислотная жидкость в щели разрушает пассивный слой металла и делает его уязвимым для коррозии.
Точечная коррозия
Точечная коррозия, представляет собой еще одну локализованную форму коррозии, возникающую на металлических поверхностях. Питтинг обычно проявляется в виде полостей или отверстий небольшого диаметра на поверхности объекта, в то время как остальная часть металлической поверхности остается нетронутой.
Эта форма коррозии также обладает высокой проникающей способностью и считается одним из наиболее опасных видов коррозии, поскольку ее трудно предугадать.
Точечная коррозия обычно возникает на участках металлической поверхности, где существуют несоответствия защитной пассивной пленки. Эти несоответствия могут быть вызваны повреждением пленки, некачественным нанесением покрытия или посторонними отложениями на поверхности металла.
Области, где пассивность была уменьшена или потеряна, теперь становятся анодом, а окружающие области действуют как катод. В присутствии влаги анод и катод образуют коррозионную ячейку , в которой анод (т. е. области, незащищенные пассивирующей пленкой) подвергается коррозии.
Поскольку коррозия ограничивается локализованной областью, точечная коррозия имеет тенденцию проникать в толщу материала.
Межкристаллитная коррозия
Межкристаллитная коррозия включает ускоренную коррозию по границам зерен металла, в то время как основная часть поверхности металла остается свободной от коррозии.
Некоторые сплавы при неправильной термообработке могут иметь примеси, выделяющиеся на границах зерен, что может затруднить пассивирование в этих областях. Границы зерен теперь представляют собой путь высокой коррозионной уязвимости.
Например, аустенитные нержавеющие стали могут быть подвержены межкристаллитному разрушению, если их нагревают в диапазоне от 500°C до 800°C.
При этих температурах карбид хрома может выделяться на границах зерен, что снижает локальную концентрацию хрома на границах. Маловероятно, что граница зерен образует эффективную пассивную пленку и теперь подвержена коррозии.
Селективное выщелачивание
В определенных агрессивных средах некоторые металлические сплавы могут подвергаться коррозии, при которой только один элемент сплава разрушается и удаляется в результате коррозии. Удаление определенного элемента известно как селективное выщелачивание или удаление примесей .
Наиболее распространенным примером этого явления является селективное удаление менее благородного элемента цинка из латунных сплавов, также известное как обесцинкование.
Сплавы, состоящие из металлических элементов, наиболее удаленных друг от друга в гальваническом ряду, наиболее подвержены этому типу коррозии.
Эрозионная коррозия
Эрозионная коррозия определяется как ускоренный износ металла в результате относительного движения между коррозионной жидкостью и поверхностью металла.
По мере того, как жидкость течет по поверхности (обычно с высокой скоростью), пассивный оксидный слой металла может быть удален или растворен, в результате чего сплав может быть поврежден.
Во время этого процесса металл может удаляться в виде растворенных ионов или в виде продуктов коррозии, которые механически смываются с поверхности металла под действием протекающей жидкости.
Эрозионная коррозия визуально распознается по появлению на металлической подложке канавок, оврагов, кратеров и впадин в виде направленного узора. (Узнайте, как предотвратить эрозионную коррозию, в статье « Эрозионная коррозия: покрытия и другие профилактические меры» .)
Коррозионное растрескивание под напряжением
Коррозионное растрескивание под напряжением (СКК) представляет собой форму коррозии, характеризующуюся образованием мелких трещин на определенных участках поверхности металла, в то время как металл остается неповрежденным на большей части площади поверхности.
Это растрескивание обычно происходит из-за одновременного наличия растягивающих напряжений в агрессивной среде. СКК считается коварной формой коррозии, потому что повреждение не сразу обнаруживается во время осмотра и может привести к внезапным серьезным последствиям.
Сварка, термическая обработка и холодная деформация могут вызвать остаточные напряжения в объекте, которые могут вызвать СКК. Одной из ситуаций, когда может возникнуть СКК, являются границы зерен, подвергшихся коррозии в результате межкристаллитной коррозии.
Поскольку границы зерен ослабли из-за сегрегации примесей, приложенные остаточные силы растяжения могут привести к мелкому растрескиванию микроструктуры.
Заключение
Коррозия существует во многих формах и может быть вызвана многочисленными факторами. Есть много других, хотя и менее известных, видов коррозии, не упомянутых в этой статье.
Тип коррозии, которая может образоваться на конкретной металлической поверхности, зависит, прежде всего, от окружающей среды, а также от физических и химических свойств металла.
Поэтому очень важно понимать механизмы, связанные с каждым типом коррозии, чтобы гарантировать, что при необходимости будут применяться наиболее эффективные меры предотвращения и смягчения последствий.
Виды коррозий металлов
