Acasă › Impozite › Ce componente de mediu cauzează coroziunea chimică. Coroziunea metalelor și tipurile acesteia

Ce componente de mediu cauzează coroziunea chimică. Coroziunea metalelor și tipurile acesteia

Expresia „coroziunea metalului” conține mult mai mult decât numele unei trupe rock populare. Coroziunea distruge ireversibil metalul, transformându-l în praf: din tot fierul produs în lume, 10% va fi complet distrus în același an. Situația metalului rusesc arată cam așa: tot metalul topit într-un an în fiecare al șaselea furnal din țara noastră devine praf ruginit înainte de sfârșitul anului.

Expresia „costă un bănuț destul de” în legătură cu coroziunea metalului este mai mult decât adevărată - daunele anuale cauzate de coroziune reprezintă cel puțin 4% din venitul anual al oricărei țări dezvoltate, iar în Rusia valoarea daunelor este de zece cifre. Deci, ce cauzează procesele de coroziune în metale și cum să le rezolvi?

Ce este coroziunea metalelor

Distrugerea metalelor ca urmare a interacțiunii electrochimice (dizolvarea într-un aer care conține umiditate sau mediu apos - electrolit) sau chimic (formarea de compuși metalici cu agenți chimici foarte agresivi) cu mediul extern. Procesul de coroziune în metale se poate dezvolta doar în unele zone ale suprafeței (coroziune locală), poate acoperi întreaga suprafață (coroziune uniformă) sau poate distruge metalul de-a lungul granițelor de granule (coroziune intercristalină).

Metalul sub influența oxigenului și a apei devine o pulbere de culoare maro deschis, mai bine cunoscută sub numele de rugină (Fe 2 O 3 · H 2 O).

Coroziunea chimică

Acest proces are loc în medii care nu sunt conductoare de curent electric (gaze uscate, lichide organice - produse petroliere, alcooli etc.), iar intensitatea coroziunii crește odată cu creșterea temperaturii - ca urmare, la suprafață se formează o peliculă de oxid. a metalelor.

Absolut toate metalele, atât feroase, cât și neferoase, sunt susceptibile la coroziune chimică. Metalele active neferoase (de exemplu, aluminiul) sub influența coroziunii sunt acoperite cu o peliculă de oxid, care previne oxidarea profundă și protejează metalul. Și un metal atât de slab activ precum cuprul, sub influența umidității aerului, capătă o acoperire verzuie - patina. Mai mult, filmul de oxid nu protejează metalul de coroziune în toate cazurile - numai dacă structura cristalo-chimică a filmului rezultat este în concordanță cu structura metalului, altfel filmul nu va ajuta în niciun fel.

Aliajele sunt supuse unui alt tip de coroziune: unele elemente ale aliajelor nu sunt oxidate, ci sunt reduse (de exemplu, într-o combinație de temperatură ridicată și presiune în oțeluri, carburile sunt reduse cu hidrogen), iar aliajele pierd complet necesarul. caracteristici.

Coroziunea electrochimică

Procesul de coroziune electrochimică nu necesită neapărat scufundarea metalului într-un electrolit - este suficientă o peliculă electrolitică subțire pe suprafața acestuia (deseori soluțiile electrolitice pătrund în mediul din jurul metalului (beton, sol etc.)). Cea mai frecventă cauză a coroziunii electrochimice este utilizarea pe scară largă a sărurilor de uz casnic și industriale (cloruri de sodiu și potasiu) pentru a îndepărta gheața și zăpada de pe drumuri în perioada de iarna- mașini și comunicații subterane(conform statisticilor, pierderile anuale în SUA din utilizarea sărurilor în timpul iernii se ridică la 2,5 miliarde de dolari).

Se întâmplă următoarele: metalele (aliajele) își pierd o parte din atomi (trec în soluția electrolitică sub formă de ioni), electronii care înlocuiesc atomii pierduți încarcă metalul cu o sarcină negativă, în timp ce electrolitul are o sarcină pozitivă. Se formează un cuplu galvanic: metalul este distrus, treptat toate particulele sale devin parte a soluției. Electro coroziunea chimică poate provoca curenți vagabonzi care apar atunci când o parte din curent se scurge dintr-un circuit electric în soluții apoase sau în sol și de acolo într-o structură metalică. În acele locuri în care curenții vagabonzi ies din structurile metalice înapoi în apă sau sol, are loc distrugerea metalului. Curenții vagabonzi apar mai ales în locurile în care se deplasează transportul electric la sol (de exemplu, tramvaiele și locomotivele feroviare cu propulsie electrică). În doar un an, curenții paraziți cu o forță de 1 A sunt capabili să dizolve 9,1 kg de fier, 10,7 kg de zinc și 33,4 kg de plumb.

Alte cauze ale coroziunii metalelor

Dezvoltarea proceselor de coroziune este facilitată de radiații și produse reziduale ale microorganismelor și bacteriilor. Coroziunea cauzată de microorganismele marine dăunează fundului nave maritime, iar procesele de coroziune cauzate de bacterii chiar au propriul nume - biocoroziune.

Combinația dintre efectele stresului mecanic și mediu extern accelerează coroziunea metalelor de multe ori - stabilitatea lor termică scade, peliculele de oxid de suprafață sunt deteriorate, iar în acele locuri în care apar neomogenități și fisuri se activează coroziunea electrochimică.

Măsuri pentru protejarea metalelor împotriva coroziunii

Consecințe inevitabile progres tehnic este poluarea mediului nostru – un proces care accelerează coroziunea metalelor, întrucât mediul extern este din ce în ce mai agresiv față de acestea. Nu există modalități de a elimina complet distrugerea corozivă a metalelor, tot ceea ce se poate face este să încetinești pe cât posibil acest proces.

Pentru a minimiza distrugerea metalelor, puteți face următoarele: reduceți agresivitatea mediului produs metalic; crește rezistența metalului la coroziune; elimina interactiunea dintre metal si substantele din mediul extern care prezinta agresivitate.

De-a lungul a mii de ani, omenirea a încercat multe modalități de a proteja produsele metalice de coroziunea chimică, unele dintre ele fiind folosite și astăzi: acoperirea cu grăsime sau ulei, alte metale care corodează într-o măsură mai mică (cele mai metoda veche, care are deja mai mult de 2 mii de ani - cositorire (acoperire cu staniu)).

Protecție anticorozivă cu acoperiri nemetalice

Acoperiri nemetalice - vopsele (alchidice, uleiuri și emailuri), lacuri (sintetice, bitum și gudron) și polimeri formează o peliculă protectoare pe suprafața metalelor, excluzând (în timp ce sunt intacte) contactul cu mediul extern și umiditatea.

Avantajul folosirii vopselelor si lacurilor este ca aceste straturi de protectie pot fi aplicate direct pe instalatie si șantier de construcții. Metodele de aplicare a vopselelor și a lacurilor sunt simple și susceptibile de mecanizare; Eficacitatea lor depinde însă de respectarea mai multor condiții: respectarea condițiilor climatice în care va fi exploatată structura metalică; necesitatea de a folosi exclusiv vopsele și lacuri de înaltă calitate; respectarea strictă a tehnologiei de aplicare pe suprafețe metalice. Cel mai bine este să aplicați vopsele și lacuri în mai multe straturi - cantitatea acestora va oferi o protecție mai bună împotriva intemperiilor pe suprafața metalică.

Polimerii - rășini epoxidice și polistiren, clorură de polivinil și polietilenă - pot acționa ca acoperiri de protecție împotriva coroziunii. ÎN lucrari de constructii Părțile înglobate din beton armat sunt acoperite cu acoperiri realizate dintr-un amestec de ciment și perclorovinil, ciment și polistiren.

Protecția fierului împotriva coroziunii prin acoperiri ale altor metale

Există două tipuri de acoperiri cu inhibitori de metal - de protecție (acoperiri cu zinc, aluminiu și cadmiu) și rezistente la coroziune (acoperiri cu argint, cupru, nichel, crom și plumb). Inhibitorii sunt aplicați chimic: primul grup de metale are electronegativitate mai mare în raport cu fierul, al doilea are electropozitivitate mai mare. Cele mai răspândite în viața noastră de zi cu zi sunt învelișurile metalice din fier cu tablă (tabla de tablă, din aceasta se fac conserve) și zinc (fier galvanizat - acoperiș), obținute prin tragerea tablei printr-o topitură a unuia dintre aceste metale.

Fitingurile din fontă și oțel, precum și țevile de apă, sunt adesea galvanizate - această operațiune le crește semnificativ rezistența la coroziune, dar numai în apă rece (când este furnizată apă caldă, țevile galvanizate se uzează mai repede decât cele negalvanizate). În ciuda eficienței galvanizării, nu oferă o protecție ideală - acoperirea cu zinc conține adesea fisuri, a căror eliminare necesită placarea preliminară cu nichel a suprafețelor metalice (nichelare). Acoperirile cu zinc nu permit aplicarea materialelor de vopsea și lac pe acestea - nu există un strat stabil.

Cea mai bună soluție pentru protecția anticorozivă este acoperirea din aluminiu. Acest metal are o greutate specifică mai mică, ceea ce înseamnă că consumă mai puțin, suprafețele aluminizate pot fi vopsite și stratul de vopsea va fi stabil. În plus, stratul de aluminiu este mai rezistent la medii agresive decât stratul galvanizat. Aluminizarea nu este foarte comună din cauza dificultății de aplicare a acestei acoperiri pe o tablă de metal - aluminiul în stare topit este foarte agresiv față de alte metale (din acest motiv, aluminiul topit nu poate fi păstrat într-o baie de oțel). Poate că această problemă va fi complet rezolvată în viitorul foarte apropiat - mod original implementarea aluminizării a fost găsită de oamenii de știință ruși. Esența dezvoltării nu este scufundarea tablei de oțel în aluminiu topit, ci ridicarea aluminiului lichid la tabla de oțel.

Creșterea rezistenței la coroziune prin adăugarea de aditivi de aliaj la aliajele de oțel

Introducerea cromului, titanului, manganului, nichelului și cuprului în aliajul de oțel face posibilă obținerea de oțel aliat cu proprietăți anticorozive ridicate. Aliajul de oțel are o rezistență deosebită datorită proporției sale mari de crom, datorită căreia se formează o peliculă de oxid de înaltă densitate pe suprafața structurilor. Introducerea cuprului în compoziția oțelurilor slab aliate și carbon (de la 0,2% la 0,5%) face posibilă creșterea rezistenței la coroziune a acestora de 1,5-2 ori. Aditivii de aliere sunt introduși în compoziția oțelului în conformitate cu regula lui Tamman: rezistența ridicată la coroziune se obține atunci când există un atom de metal de aliere la fiecare opt atomi de fier.

Măsuri pentru contracararea coroziunii electrochimice

Pentru a o reduce, este necesară reducerea activității corozive a mediului prin introducerea de inhibitori nemetalici și reducerea numărului de componente care pot declanșa o reacție electrochimică. Această metodă va reduce aciditatea solurilor și a soluțiilor apoase în contact cu metalele. Pentru a reduce coroziunea fierului (aliajelor sale), precum și a alamei, cuprului, plumbului și zincului, este necesar să se elimine dioxidul de carbon și oxigenul din soluțiile apoase. Industria energiei electrice elimină clorurile din apă care pot afecta coroziunea localizată. Calcarând solul îi puteți reduce aciditatea.

Protecție cu curent parazit

Este posibilă reducerea coroziunii electrice a comunicațiilor subterane și a structurilor metalice îngropate urmând câteva reguli:

secțiunea structurii care servește drept sursă de curent vagabond trebuie conectată cu un conductor metalic la șina tramvaiului;
traseele rețelei de încălzire trebuie să fie amplasate la distanța maximă față de drumurile ferate de-a lungul cărora circulă vehiculele electrice, minimizând numărul de intersecții ale acestora;
utilizarea suporturilor de țevi izolatoare electric pentru a crește rezistența de tranziție între sol și conducte;
la intrările la obiecte (surse potențiale de curenți vagabonzi), este necesară instalarea de flanșe izolatoare;
instalați jumperi longitudinali conducători de curent pe fitingurile cu flanșă și îmbinările de dilatație ale presetupei pentru a crește conductibilitatea electrică longitudinală pe secțiunea protejată a conductelor;
Pentru a egaliza potențialele conductelor situate în paralel, este necesar să instalați jumperi electrici transversali în zonele adiacente.

Protecția obiectelor metalice echipate cu izolație, precum și a structurilor mici din oțel, se realizează folosind un protector care acționează ca un anod. Materialul pentru protector este unul dintre metalele active (zinc, magneziu, aluminiu și aliajele acestora) - preia cea mai mare parte a coroziunii electrochimice, descompunând și păstrând structura principală. Un anod de magneziu, de exemplu, protejează 8 km de conductă.

Rustam Abdyuzhanov, special pentru rmnt.ru

interacțiunea fizico-chimică sau chimică dintre un metal (aliaj) și mediu, conducând la deteriorarea proprietăților funcționale ale metalului (aliajului), mediului sau sistemului tehnic care le încorporează.

Cuvântul coroziune provine din latinescul „corrodo” „a roade” (latina târzie „corrosio” înseamnă „coroziune”).

Coroziunea este cauzată de o reacție chimică între metal și substanțe mediu curgând la interfața dintre metal și mediu. Cel mai adesea aceasta este oxidarea metalului, de exemplu, prin oxigenul atmosferic sau acizii conținuti în soluțiile cu care metalul este în contact. Metalele situate în seria de tensiune (seria de activitate) la stânga hidrogenului, inclusiv fierul, sunt deosebit de susceptibile la acest lucru.

Ca urmare a coroziunii, fierul rugineste. Acest proces este foarte complex și include mai multe etape. Poate fi descris prin ecuația rezumativă:

Fe + 6 H 2 O (umiditate) + 3 O 2 (aer) = 4 Fe (OH) ) 3

hidroxid de fier (

III ) este foarte instabilă, pierde rapid apă și se transformă în oxid de fier ( III ). Acest compus nu protejează suprafața fierului de oxidarea ulterioară. Drept urmare, obiectul de fier poate fi complet distrus.

Multe metale, inclusiv cele destul de active (de exemplu, aluminiul), atunci când sunt corodate, sunt acoperite cu o peliculă densă de oxid care este bine legată de metale, ceea ce nu permite agenților oxidanți să pătrundă în straturi mai adânci și, prin urmare, protejează metalul de coroziune. . Când această peliculă este îndepărtată, metalul începe să interacționeze cu umiditatea și oxigenul din aer.

Aluminiul în condiții normale este rezistent la aer și apă, chiar și la apă clocotită, dar dacă se aplică mercur pe suprafața aluminiului, amalgamul rezultat distruge pelicula de oxid, o împinge de la suprafață, iar metalul se transformă rapid în fulgi albi de metahidroxid de aluminiu. :

4Al + 2H 2 O + 3O 2 = 4AlO(OH)Aluminiul amalgamat reacţionează cu apa pentru a elibera hidrogen: Al + 4 H2O = 2 AlO (OH) + 3 H 2

Unele metale destul de inactive sunt, de asemenea, susceptibile la coroziune. În aer umed, suprafața cuprului devine acoperită cu o acoperire verzuie (patină) ca urmare a formării unui amestec de săruri bazice.

Uneori, atunci când metalele se corodează, nu are loc oxidarea, ci reducerea unor elemente conținute în aliaje. De exemplu, la presiuni și temperaturi ridicate, carburile conținute în oțeluri sunt reduse de hidrogen.

Distrugerea metalelor în prezența hidrogenului a fost descoperită la mijlocul secolului al XIX-lea. Inginerul francez Sainte-Claire Deville a studiat cauzele rupturii neașteptate ale țevilor de arme. În timpul analizei lor chimice, el a găsit hidrogen în metal. Deville a decis că saturația cu hidrogen a fost motivul scăderii bruște a rezistenței oțelului.

Hidrogenul a cauzat multe probleme proiectanților de echipamente pentru unul dintre cele mai importante procese chimice industriale - sinteza amoniacului. Primele dispozitive pentru această sinteză au durat doar zeci de ore, apoi s-au spart în părți mici. Doar adăugarea de titan, vanadiu sau molibden în oțel a ajutat la rezolvarea acestei probleme.

Coroziunea metalelor poate include și dizolvarea lor în metale lichide topite (sodiu, plumb, bismut), care sunt utilizate, în special, ca agenți de răcire în reactoarele nucleare.

În ceea ce privește stoichiometria, reacțiile care descriu coroziunea metalelor sunt destul de simple, dar în ceea ce privește mecanismul lor aparțin unor procese complexe eterogene. Mecanismul de coroziune este determinat în primul rând de tipul de mediu agresiv.

Când un material metalic intră în contact cu un gaz chimic activ, pe suprafața sa apare o peliculă de produse de reacție. Previne contactul suplimentar între metal și gaz. Dacă prin acest film are loc contradifuziunea substanțelor care reacţionează, atunci reacţia continuă. Procesul este facilitat la temperaturi ridicate. În timpul coroziunii, filmul de produs se îngroașă continuu și metalul este distrus. Metalurgia și alte industrii care utilizează temperaturi ridicate suferă pierderi mari din cauza coroziunii gazului.

Coroziunea este cea mai frecventă în mediile electrolitice. În unele procese tehnologice metalele vin în contact cu electroliții topiți. Cu toate acestea, cel mai adesea coroziunea apare în soluțiile de electroliți. Metalul nu trebuie să fie complet scufundat în lichid. Soluțiile de electroliți pot fi prezente sub formă de peliculă subțire pe suprafața metalului. Ele pătrund adesea în mediul care înconjoară metalul (sol, beton etc.).

În timpul construcției podului de metrou și a stației Leninskie Gory din Moscova, au adăugat aceștia număr mare clorură de sodiu pentru a preveni înghețarea betonului care nu s-a întărit încă. Stația a fost construită în cât mai repede posibil(în doar 15 luni) și deschis pe 12 ianuarie 1959. Cu toate acestea, prezența clorurii de sodiu în beton a provocat distrugerea armăturii din oțel. 60% din structurile din beton armat au fost supuse coroziunii, astfel că stația a fost închisă pentru reconstrucție , care durează aproape 10 ani. Abia pe 14 ianuarie 2002, podul de metrou și stația, numită „Vorobyovy Gory”, au fost redeschise.

Folosirea sărurilor (de obicei clorură de sodiu sau de calciu) pentru a îndepărta zăpada și gheața de pe drumuri și trotuare determină, de asemenea, degradarea mai rapidă a metalelor. Suferi foarte mult vehiculeși comunicațiile subterane. Se estimează că numai în Statele Unite, utilizarea sărurilor pentru combaterea zăpezii și a gheții duce la pierderi de aproximativ 2 miliarde de dolari pe an din cauza coroziunii motorului și 0,5 miliarde de dolari în reparații suplimentare ale drumurilor, autostrăzilor subterane și podurilor.

În mediile electrolitice, coroziunea este cauzată nu numai de acțiunea oxigenului, apei sau acizilor asupra metalelor, ci și de procese electrochimice. Deja la începutul secolului al XIX-lea. Coroziunea electrochimică a fost studiată de oamenii de știință englezi Humphry Davy și Michael Faraday. Prima teorie a coroziunii electrochimice a fost prezentată în 1830 de omul de știință elvețian De la Rive. Acesta a explicat apariția coroziunii la punctul de contact a două metale diferite.

Coroziunea electrochimică duce la distrugerea rapidă a metalelor mai active, care în diferite mecanisme și dispozitive vin în contact cu metale mai puțin active situate în dreapta în seria tensiunii electrochimice. Utilizarea pieselor din cupru sau alama din fier sau structuri din aluminiu, care funcționează în apă de mare, crește semnificativ coroziunea. Sunt cunoscute cazuri de distrugere și scufundare a navelor a căror placare cu fier a fost fixată cu nituri de cupru.

Separat, aluminiul și titanul sunt rezistente la apa de mare, dar dacă intră în contact într-un singur produs, de exemplu, într-o carcasă pentru echipamente fotografice subacvatice, aluminiul este distrus foarte repede și carcasa se scurge.

Procesele electrochimice pot avea loc și într-un metal omogen. Se activează dacă există diferențe în compoziția granulului de metal în vrac și la limită, solicitări mecanice neomogene, microimpurități etc. Mulți dintre compatrioții noștri au participat la dezvoltarea teoriei generale a coroziunii electrochimice a materialelor metalice, inclusiv Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky (1865-1952) și Alexander Naumovich Frumkin (1895-1976).

Unul dintre motivele apariției coroziunii electrochimice este curenții paraziți, care apar din cauza scurgerii unei părți din curentul din circuitele electrice în sol sau soluții apoase, unde cad pe structuri metalice. Acolo unde curentul iese din aceste structuri, dizolvarea metalului începe din nou în sol sau apă. Astfel de zone de distrugere a metalelor sub influența curenților vagabonzi sunt observate în special în zonele de transport electric la sol (linii de tramvai, transport feroviar pe tracțiune electrică). Acești curenți pot atinge câțiva amperi, ceea ce duce la daune mari de coroziune. De exemplu, trecerea unui curent de 1 A timp de un an va determina dizolvarea a 9,1 kg de fier, 10,7 kg de zinc, 33,4 kg de plumb.

Coroziunea poate apărea și sub influența radiațiilor, precum și a produselor reziduale ale bacteriilor și ale altor organisme. Dezvoltarea bacteriilor pe suprafața structurilor metalice este asociată cu fenomenul de biocoroziune. Încrustarea părții subacvatice a navelor cu organisme marine mici afectează și procesele de coroziune.

Când metalul este expus simultan la mediul extern și la stres mecanic, toate procesele de coroziune sunt activate, deoarece aceasta reduce stabilitatea termică a metalului, distruge peliculele de oxid de pe suprafața metalului și intensifică procesele electrochimice în locurile în care apar fisuri și neomogenități.

Coroziunea duce la pierderi ireversibile uriașe de metale aproximativ 10% din fierul produs este complet distrus în fiecare an. Potrivit Institutului de Chimie Fizică al Academiei Ruse de Științe, fiecare al șaselea furnal din Rusia funcționează în zadar, tot metalul topit se transformă în rugină. Distrugerea structurilor metalice, a vehiculelor agricole și de transport și a echipamentelor industriale provoacă perioade de nefuncționare, accidente și deteriorarea calității produselor. Luarea în considerare a posibilei coroziuni duce la creșterea costurilor cu metalul la fabricarea aparatelor de înaltă presiune, cazanelor cu abur, recipientelor metalice pentru substanțe toxice și radioactive etc. Acest lucru crește pierderile totale de coroziune. Trebuie cheltuite sume considerabile de bani pentru protecția anticorozivă. Raportul dintre pierderile directe, pierderile indirecte și costurile pentru protecția împotriva coroziunii este estimat ca (34):1:1. În țările industrializate, daunele cauzate de coroziune ajung la 4% din venitul național. În țara noastră se ridică la miliarde de ruble pe an.

Problemele de coroziune se agravează în mod constant datorită creșterii continue a producției de metal și înăspririi condițiilor de funcționare. Mediul în care sunt folosite structurile metalice devine din ce în ce mai agresiv, inclusiv din cauza poluării acestuia. Produsele metalice utilizate în tehnologie funcționează în condiții de temperaturi și presiuni din ce în ce mai ridicate, fluxuri puternice de gaze și lichide. Prin urmare, problemele de protecție a materialelor metalice împotriva coroziunii devin din ce în ce mai relevante. Este imposibil să previi complet coroziunea metalului, așa că singura modalitate de a o combate este să găsești modalități de a o încetini.

Problema protejării metalelor împotriva coroziunii a apărut aproape de la începutul utilizării lor. Oamenii au încercat să protejeze metalele de influențele atmosferice cu ajutorul grăsimilor, uleiurilor, iar mai târziu prin acoperirea cu alte metale și, mai ales, cu cositor cu punct de topire scăzut. În lucrările istoricului grec antic Herodot (secolul al V-lea î.Hr.) și ale anticului om de știință roman Pliniu cel Bătrân (secolul I î.Hr.) există deja referiri la utilizarea staniului pentru a proteja fierul de rugină. În prezent, lupta împotriva coroziunii se desfășoară în mai multe direcții simultan: ei încearcă să schimbe mediul în care funcționează un produs metalic, să influențeze rezistența la coroziune a materialului în sine și să prevină contactul dintre metal și substanțele agresive ale exteriorului. mediu.

Coroziunea poate fi complet prevenită numai într-un mediu inert, de exemplu, într-o atmosferă de argon, dar în marea majoritate a cazurilor este imposibil să se creeze efectiv un astfel de mediu în timpul funcționării structurilor și mecanismelor. În practică, pentru a reduce activitatea corozivă a unui mediu, ei încearcă să îndepărteze componentele cele mai reactive din acesta, de exemplu, reduc aciditatea soluțiilor apoase și a solurilor cu care metalele pot intra în contact. Una dintre metodele de combatere a coroziunii fierului și aliajelor sale, cuprului, alamei, zincului și plumbului este îndepărtarea oxigenului și a dioxidului de carbon din soluțiile apoase. În sectorul energetic și în unele ramuri de tehnologie, apa este eliberată și de cloruri, care stimulează coroziunea locală. Pentru a reduce aciditatea solului, se efectuează calcarea.

Agresivitatea atmosferei depinde foarte mult de umiditate. Pentru orice metal există o anumită umiditate relativă critică, sub care nu este supus coroziunii atmosferice. Pentru fier, cupru, nichel, zinc este de 50-70%. Uneori, pentru a păstra elementele cu valoare istorică, temperatura acestora este menținută artificial peste punctul de rouă. În spațiile închise (de exemplu, în cutii de ambalare), umiditatea este redusă folosind silicagel sau alți adsorbanți. Agresivitatea atmosferei industriale este determinată în principal de produsele de ardere a combustibilului ( cm. POLUAREA MEDIULUI). Prevenirea ploilor acide și eliminarea emisiilor de gaze nocive ajută la reducerea pierderilor cauzate de coroziune.

Distrugerea metalelor în medii apoase poate fi încetinită folosind inhibitori de coroziune, care sunt adăugați în cantități mici (de obicei mai puțin de 1%) la soluțiile apoase. Ele promovează pasivizarea suprafeței metalice, adică formarea unui film subțire și dens de oxizi sau alți compuși slab solubili, care împiedică distrugerea substanței principale. În acest scop se folosesc unele săruri de sodiu (carbonat, silicat, borat) și alți compuși. Dacă lamele de ras sunt scufundate într-o soluție de cromat de potasiu, acestea vor rezista mult mai mult. Deseori sunt folosiți inhibitori organici, care sunt mai eficienți decât cei anorganici.

Una dintre metodele de protecție împotriva coroziunii se bazează pe dezvoltarea de noi materiale care au o rezistență mai mare la coroziune. Căutarea de înlocuitori pentru metalele corozive este în desfășurare. Materialele plastice, ceramica, sticla, cauciucul, azbestul și betonul sunt mai rezistente la influențele mediului, dar în multe alte proprietăți sunt inferioare metalelor, care încă servesc ca principale materiale structurale.

Metalele nobile sunt practic rezistente la coroziune, dar pt aplicare largă Sunt prea scumpe, așa că sunt folosite doar în părțile cele mai critice, cum ar fi contactele electrice necorozive. Nichelul, aluminiul, cuprul, titanul și aliajele pe bază de acestea au o rezistență ridicată la coroziune. Producția lor crește destul de repede, dar chiar și acum cel mai accesibil și mai utilizat metal rămâne fierul care ruginește rapid. Aliarea este adesea folosită pentru a conferi rezistență la coroziune aliajelor pe bază de fier. Așa se obține oțelul inoxidabil care, pe lângă fier, conține crom și nichel. Cel mai comun oțel inoxidabil din vremea noastră, gradul 188 (18% crom și 8% nichel), a apărut în 1923. Este complet rezistent la umiditate și oxigen. Primele tone oţel inoxidabil la noi au fost topite în 1924 la Zlatoust. În prezent, au fost dezvoltate multe tipuri de astfel de oțeluri, care, pe lângă crom și nichel, conțin mangan, molibden, wolfram și alte elemente chimice. Aliarea la suprafață a aliajelor de fier ieftine cu zinc, aluminiu și crom este adesea folosită.

Pentru a rezista coroziunii atmosferice, pe produsele din oțel sunt aplicate învelișuri subțiri din alte metale care sunt mai rezistente la umiditate și la oxigenul atmosferic. Placarile cu crom si nichel sunt adesea folosite. Deoarece cromarea conțin adesea crăpături, acestea sunt de obicei aplicate peste plăci de nichel mai puțin decorative. Pentru a proteja conservele de coroziune în acizii organici conținuti în produse alimentare, se consumă o cantitate semnificativă de cositor. Multă vreme, cadmiul a fost folosit pentru a acoperi ustensilele de bucătărie, dar acum se știe că acest metal este periculos pentru sănătate, iar straturile de cadmiu sunt folosite doar în tehnologie.

Pentru a încetini coroziunea, pe suprafața metalică se aplică lacuri și vopsele, uleiuri minerale și lubrifianți. Structurile subterane sunt acoperite cu un strat gros de bitum sau polietilenă. Suprafețe interioare tevi de otel iar rezervoarele sunt protejate cu acoperiri ieftine de ciment.

Pentru ca vopseaua să fie mai fiabilă, suprafața metalică este curățată temeinic de murdărie și produse de coroziune și supusă unui tratament special. Pentru produsele din oțel se folosesc așa-numitele convertoare de rugină care conțin acid ortofosforic (H 3 PO 4) și sărurile acestuia. Ei dizolvă oxizii reziduali și formează o peliculă densă și durabilă de fosfați, care poate proteja suprafața produsului pentru o perioadă de timp. Apoi metalul este acoperit cu un strat de grund, care ar trebui să adere bine la suprafață și să aibă proprietăți de protecție (de obicei se folosește plumb roșu sau cromat de zinc). Numai după aceasta se poate aplica lac sau vopsea.

Una dintre cele mai multe metode eficiente Lupta împotriva coroziunii este protecția electrochimică. Pentru a proteja platformele de foraj, bazele metalice sudate și conductele subterane, acestea sunt conectate ca un catod la o sursă de curent externă. Electrozii auxiliari inerți sunt utilizați ca anod.

O altă versiune a unei astfel de protecție este utilizată pentru structuri de oțel relativ mici sau obiecte metalice izolate suplimentar (de exemplu, conducte). În acest caz, se folosește un protector - un anod dintr-un metal relativ activ (de obicei magneziu, zinc, aluminiu și aliajele acestora), care se prăbușește treptat, protejând obiectul principal. Cu ajutorul unui anod de magneziu, se protejează până la 8 km de conductă. Protecția benzii de rulare este larg răspândită; de exemplu, în SUA, aproximativ 11,5 mii de tone de aluminiu sunt cheltuite anual pentru producția de protectori.

Protecția unui metal de către altul, metal mai activ situat în seria de tensiune din stânga este eficientă fără a impune o diferență de potențial. Metalul mai activ (de exemplu, zincul de pe suprafața fierului) protejează metalul mai puțin activ de distrugere.

Metodele electrochimice de combatere a coroziunii includ și protecția împotriva distrugerii structurilor de către curenții vagabonzi. Una dintre modalitățile de a elimina o astfel de coroziune este conectarea unui conductor metalic la secțiunea structurii din care curge curentul parazit cu șina de-a lungul căreia se deplasează tramvaiul sau trenul electric.

Elena Savinkina

LITERATURĂ Fremantle M. Chimia în acțiune. În 2 părți M., Mir, 1991
Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Carte de chimie pentru citit acasă. M., Chimie, 1994

Coroziunea metalelor sau aliajul apare, de regulă, la interfața de fază, adică la limita contactului solid cu gaz sau lichid.

Procesele de coroziune sunt împărțite în următoarele tipuri: în funcție de mecanismul de interacțiune a metalului cu mediul; după tipul de mediu corosiv; după tipul de deteriorare a suprafeței prin coroziune; în volum de metal distrus; prin natura unor influenţe suplimentare la care este expus metalul concomitent cu acţiunea unui mediu corosiv.

După mecanismul de interacțiune a metalului cu mediul, se disting coroziunea chimică și electrochimică.

Coroziunea care apare sub influența activității vitale a microorganismelor este clasificată ca coroziune biologică, iar coroziunea care apare sub influența radiațiilor radioactive este denumită coroziune prin radiații.

Pe baza tipului de mediu corosiv implicat în distrugerea prin coroziune a unui metal sau aliaj, ei disting între coroziune în lichide neelectrolitice, coroziune în soluții și topituri de electroliți, coroziune gazoasă, atmosferică, subterană (sol), coroziune cu curent vagabond, etc.

În funcție de natura modificării suprafeței unui metal sau aliaj sau de gradul de modificare a proprietăților fizice și mecanice ale acestora, în timpul procesului de coroziune, indiferent de proprietățile mediului, deteriorarea coroziunii poate fi de mai multe tipuri.

1. Dacă coroziunea acoperă întreaga suprafață a metalului, atunci acest tip de distrugere se numește - coroziune completă. Coroziunea continuă se referă la distrugerea metalelor și aliajelor sub influența acizilor, alcalinelor și a atmosferei. Coroziunea continuă poate fi uniformă, adică distrugerea metalului are loc în aceeași viteză pe întreaga suprafață și neuniformă, atunci când rata de coroziune în zonele individuale ale suprafeței nu este aceeași. Un exemplu de coroziune uniformă este coroziunea în interacțiunea cuprului cu acidul azotic, a fierului cu acidul clorhidric, a zincului cu acidul sulfuric, a aluminiului cu soluții alcaline. În aceste cazuri, produsele de coroziune nu rămân pe suprafața metalică. De asemenea, țevile de fier se corodează în același mod. în aer liber. Acest lucru este ușor de văzut dacă îndepărtați stratul de rugină; dedesubt se găsește o suprafață metalică aspră, distribuită uniform pe toată țeava.

2. Aliajele unor metale sunt susceptibile la - coroziunea selectivă, când unul dintre elementele sau una dintre structurile aliajului este distrus, în timp ce restul rămân practic neschimbate. Atunci când alama intră în contact cu acidul sulfuric, are loc coroziunea selectivă a componentelor - coroziunea zincului, iar aliajul este îmbogățit cu cupru. O astfel de distrugere este ușor de observat, deoarece înroșirea suprafeței produsului are loc datorită creșterii concentrației de cupru din aliaj. În cazul coroziunii selective structurale, distrugerea oricărei structuri a aliajului are loc în mod predominant, de exemplu, când oțelul intră în contact cu acizii, ferita este distrusă, dar carbura de fier rămâne neschimbată. Fonta este deosebit de susceptibilă la acest tip de coroziune.

3. Pentru coroziune locală Pe suprafața metalului se găsesc leziuni sub formă de pete individuale, ulcere și puncte. În funcție de natura leziunilor, coroziunea locală apare sub formă de pete, adică leziuni care nu sunt foarte adânci în grosimea metalului; ulcere - leziuni adânc încorporate în grosimea metalului; puncte, uneori abia vizibile pentru ochi, dar pătrunzând adânc în metal. Coroziunea sub formă de gropi și pete este foarte periculoasă pentru astfel de structuri unde este important să se mențină condiții de etanșeitate și impermeabilitate (rezervoare, aparate, conducte utilizate în industria chimică).

4. Coroziunea subterană pleacă de la suprafața metalică în cazurile în care strat protector(pelicule, oxizi etc.) distruse în anumite zone. În acest caz, distrugerea are loc predominant sub acoperire, iar produsele de coroziune sunt concentrate în interiorul metalului. Coroziunea subterană cauzează adesea umflarea și delaminarea metalului. Poate fi determinat doar la microscop.

5. Coroziunea în crăpături- distrugerea metalului sub garnituri, în goluri, elemente de fixare filetate, îmbinări nituite etc. Se dezvoltă adesea în zona structurii situată în gol (fisura).

6. Coroziunea intergranulară- distrugerea metalului de-a lungul limitelor cristalitelor (granule) cu pierderea rezistenței sale mecanice aspectul metalului nu se schimbă, dar este ușor distrus în cristale individuale sub influență mecanică. Acest lucru se explică prin formarea de produse de coroziune libere, cu rezistență scăzută, între boabele metalului sau aliajului. Oțelurile crom și crom-nichel, nichelul și aliajele de aluminiu sunt susceptibile la acest tip de coroziune. Pentru a evita coroziunea intergranulară, în ultimii ani s-au folosit pe scară largă oțelurile inoxidabile cu conținut redus de carbon sau se introduc în compoziția lor agenți formatori de carburi - titan, tantal, niobiu (de 5-8 ori conținutul de carbon).

Atunci când un metal sau un aliaj este expus simultan la medii foarte agresive și la tensiuni mecanice de tracțiune, este posibilă fisurarea prin coroziune sau coroziunea transgranulară. În acest caz, distrugerea are loc nu numai de-a lungul limitelor cristalitelor, dar cristalitul metalic în sine este împărțit în părți. Acesta este un tip de coroziune foarte periculos, în special pentru structurile care suportă sarcini mecanice (poduri, osii, cabluri, arcuri, autoclave, cazane cu abur, motoare cu ardere internă, apă și turbine cu abur etc.).

Fisurarea coroziunii depinde de proiectarea echipamentului, natura mediului agresiv, structura și structura metalului sau aliajului, temperatură etc. De exemplu, fisurarea prin coroziune a oțelurilor carbon apare foarte des în medii alcaline la temperaturi ridicate; oțeluri inoxidabile - în soluții de cloruri, sulfat de cupru, acid ortofosforic; aliaje de aluminiu și magneziu - sub influența apei de mare; titan și aliajele sale - sub influența acidului azotic concentrat și a soluțiilor de iod în metanol.

Trebuie remarcat faptul că, în funcție de natura metalului sau aliajului și de proprietățile mediului agresiv, există o solicitare critică peste care se observă adesea fisurarea coroziunii.

Pe baza naturii influențelor suplimentare la care este expus metalul, concomitent cu expunerea la un mediu agresiv, se pot distinge coroziunea prin tensiune, coroziunea prin frecare și coroziunea prin cavitație.

7. Coroziune sub tensiune- coroziune sub expunere simultană la un mediu corosiv și solicitări permanente sau temporare. Impactul simultan al tensiunilor ciclice de tracțiune și al unui mediu coroziv provoacă oboseală de coroziune, adică are loc distrugerea prematură a metalului. Acest proces poate fi reprezentat astfel: în primul rând, coroziunea locală apare pe suprafața produsului sub formă de ulcere, care încep să acționeze ca un concentrator de stres, valoarea maximă a tensiunii va fi la fundul ulcerelor, care are a potențial mai negativ decât pereții, în urma căruia metalul va fi distrus adânc, iar ulcerul se va transforma într-o crăpătură. Arborele de elice sunt susceptibili la acest tip de coroziune. Arcuri de mașină, funii, role răcite ale laminoarelor etc.

8. Coroziunea prin frecare- distrugerea metalelor cauzate de expunerea simultană la un mediu coroziv și frecare. Când două suprafețe se mișcă oscilant una față de cealaltă în condiții de expunere la un mediu corosiv, apare coroziunea prin abraziune sau coroziune prin frecare. Este posibilă eliminarea coroziunii din cauza frecării sau vibrațiilor alegerea corectă material structural, reducerea coeficientului de frecare, utilizarea acoperirilor etc.

9. Coroziunea gazelor- aceasta este coroziunea chimică a metalelor într-un mediu gazos cu un conținut minim de umiditate (de obicei nu mai mult de 0,1%) sau la temperaturi ridicate. Acest tip de coroziune apare frecvent în industria chimică și petrochimică. De exemplu, în producerea acidului sulfuric în stadiul de oxidare a dioxidului de sulf, în sinteza amoniacului, în producerea acidului azotic și a acidului clorhidric, în procesele de sinteză a alcoolilor organici, cracarea uleiului etc.

10. Coroziunea atmosferică este coroziunea metalelor într-o atmosferă de aer sau orice gaz umed.

11. Coroziunea subterană- Aceasta este coroziunea metalelor din sol și sol.

12. Coroziunea de contact este un tip de coroziune cauzată de contactul metalelor cu potențiale staționare diferite într-un electrolit dat.

COROZIUNEA METALELOR– interacțiunea fizico-chimică sau chimică dintre un metal (aliaj) și mediu, conducând la deteriorarea proprietăților funcționale ale metalului (aliajului), mediului sau sistemului tehnic care le include.

Cuvântul coroziune provine din latinescul „corrodo” - „a roade” (latina târzie „corrosio” înseamnă „coroziune”).

Coroziunea este cauzată de o reacție chimică între metal și substanțele din mediu care are loc la interfața dintre metal și mediu. Cel mai adesea aceasta este oxidarea metalului, de exemplu, prin oxigenul atmosferic sau acizii conținuti în soluțiile cu care metalul este în contact. Metalele situate în seria de tensiune (seria de activitate) la stânga hidrogenului, inclusiv fierul, sunt deosebit de susceptibile la acest lucru.

Ca urmare a coroziunii, fierul rugineste. Acest proces este foarte complex și include mai multe etape. Poate fi descris prin ecuația rezumativă:

4Fe + 6H 2 O (umiditate) + 3O 2 (aer) = 4Fe(OH) 3

Hidroxidul de fier (III) este foarte instabil, pierde rapid apă și se transformă în oxid de fier (III). Acest compus nu protejează suprafața fierului de oxidarea ulterioară. Drept urmare, obiectul de fier poate fi complet distrus.

Aluminiul în condiții normale este rezistent la aer și apă, chiar și la apă clocotită, dar dacă se aplică mercur pe suprafața aluminiului, amalgamul rezultat distruge pelicula de oxid - o împinge de la suprafață, iar metalul se transformă rapid în fulgi albi de aluminiu. metahidroxid:

4Al + 2H 2 O + 3O 2 = 4AlO(OH)

Aluminiul amalgamat reacţionează cu apa pentru a elibera hidrogen:

2Al + 4H20 = 2AlO(OH) + 3H2

Coroziunea metalelor poate include și dizolvarea lor în metale lichide topite (sodiu, plumb, bismut), care sunt utilizate, în special, ca agenți de răcire în reactoarele nucleare.

Coroziunea este cea mai frecventă în mediile electrolitice. În unele procese tehnologice, metalele intră în contact cu electroliții topiți. Cu toate acestea, cel mai adesea coroziunea apare în soluțiile de electroliți. Metalul nu trebuie să fie complet scufundat în lichid. Soluțiile de electroliți pot fi prezente sub formă de peliculă subțire pe suprafața metalului. Ele pătrund adesea în mediul care înconjoară metalul (sol, beton etc.).

În timpul construcției podului de metrou și a stației Leninskie Gory din Moscova, betonului au fost adăugate cantități mari de clorură de sodiu pentru a preveni înghețarea betonului care încă nu se priză. Stația a fost construită în cel mai scurt timp posibil (în doar 15 luni) și a fost deschisă pe 12 ianuarie 1959. Cu toate acestea, prezența clorurii de sodiu în beton a provocat distrugerea armăturii din oțel. 60% din structurile din beton armat au fost supuse coroziunii, astfel că stația a fost închisă pentru reconstrucție , care durează aproape 10 ani. Abia pe 14 ianuarie 2002, podul de metrou și stația, numită „Vorobyovy Gory”, au fost redeschise.

Folosirea sărurilor (de obicei clorură de sodiu sau de calciu) pentru a îndepărta zăpada și gheața de pe drumuri și trotuare determină, de asemenea, degradarea mai rapidă a metalelor. Vehiculele și comunicațiile subterane sunt grav afectate. Se estimează că numai în Statele Unite, utilizarea sărurilor pentru combaterea zăpezii și a gheții duce la pierderi de aproximativ 2 miliarde de dolari pe an din cauza coroziunii motorului și 0,5 miliarde de dolari în reparații suplimentare ale drumurilor, autostrăzilor subterane și podurilor.

Coroziunea electrochimică duce la distrugerea rapidă a metalelor mai active, care în diferite mecanisme și dispozitive vin în contact cu metale mai puțin active situate în dreapta în seria tensiunii electrochimice. Utilizarea pieselor din cupru sau alamă în structurile din fier sau aluminiu care funcționează în apă de mare crește semnificativ coroziunea. Sunt cunoscute cazuri de distrugere și scufundare a navelor a căror placare cu fier a fost fixată cu nituri de cupru.

Procesele electrochimice pot avea loc și într-un metal omogen. Se activează dacă există diferențe în compoziția granulului de metal în vrac și la limită, solicitări mecanice neomogene, microimpurități etc. Mulți dintre compatrioții noștri au participat la dezvoltarea teoriei generale a coroziunii electrochimice a materialelor metalice, inclusiv Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky (1865–1952) și Alexander Naumovich Frumkin (1895–1976).

Unul dintre motivele apariției coroziunii electrochimice sunt curenții paraziți, care apar din cauza scurgerii unei părți din curentul din circuitele electrice în sol sau în soluții apoase, unde cad pe structuri metalice. Acolo unde curentul iese din aceste structuri, dizolvarea metalului începe din nou în sol sau apă. Astfel de zone de distrugere a metalelor sub influența curenților vagabonzi se observă mai ales în zonele de transport electric terestre (linii de tramvai, transport feroviar electric). Acești curenți pot atinge câțiva amperi, ceea ce duce la daune mari de coroziune. De exemplu, trecerea unui curent de 1 A timp de un an va determina dizolvarea a 9,1 kg de fier, 10,7 kg de zinc, 33,4 kg de plumb.

Coroziunea duce la pierderi ireversibile uriașe de metale aproximativ 10% din fierul produs este complet distrus în fiecare an. Potrivit Institutului de Chimie Fizică al Academiei Ruse de Științe, fiecare al șaselea furnal din Rusia funcționează în zadar - tot metalul topit se transformă în rugină. Distrugerea structurilor metalice, a vehiculelor agricole și de transport și a echipamentelor industriale provoacă perioade de nefuncționare, accidente și deteriorarea calității produselor. Luarea în considerare a posibilei coroziuni duce la creșterea costurilor cu metalul la fabricarea aparatelor de înaltă presiune, cazanelor cu abur, recipientelor metalice pentru substanțe toxice și radioactive etc. Acest lucru crește pierderile totale de coroziune. Trebuie cheltuite sume considerabile de bani pentru protecția anticorozivă. Raportul dintre pierderile directe, pierderile indirecte și costurile pentru protecția împotriva coroziunii este estimat ca (3–4):1:1. În țările industrializate, daunele cauzate de coroziune ajung la 4% din venitul național. În țara noastră se ridică la miliarde de ruble pe an.

Problema protejării metalelor împotriva coroziunii a apărut aproape de la începutul utilizării lor. Oamenii au încercat să protejeze metalele de influențele atmosferice cu ajutorul grăsimilor, uleiurilor, iar mai târziu prin acoperirea cu alte metale și, mai ales, cu cositor cu punct de topire scăzut. În lucrările istoricului grec antic Herodot (secolul al V-lea î.Hr.) și ale anticului om de știință roman Pliniu cel Bătrân (secolul I î.Hr.) există deja referiri la utilizarea staniului pentru a proteja fierul de rugină. În prezent, lupta împotriva coroziunii se desfășoară în mai multe direcții simultan - încearcă să schimbe mediul în care funcționează un produs metalic, să influențeze rezistența la coroziune a materialului în sine și să prevină contactul dintre metal și substanțele agresive ale exteriorului. mediu.

Agresivitatea atmosferei depinde foarte mult de umiditate. Pentru orice metal există o anumită umiditate relativă critică, sub care nu este supus coroziunii atmosferice. Pentru fier, cupru, nichel, zinc este de 50–70%. Uneori, pentru a păstra elementele cu valoare istorică, temperatura acestora este menținută artificial peste punctul de rouă. În spațiile închise (de exemplu, în cutii de ambalare), umiditatea este redusă folosind silicagel sau alți adsorbanți. Agresivitatea atmosferei industriale este determinată în principal de produsele de ardere a combustibilului ( cm. POLUAREA MEDIULUI). Prevenirea ploilor acide și eliminarea emisiilor de gaze nocive ajută la reducerea pierderilor cauzate de coroziune.

Metalele nobile sunt practic rezistente la coroziune, dar sunt prea scumpe pentru utilizare pe scară largă, deci sunt utilizate numai în părțile cele mai critice, de exemplu, pentru fabricarea contactelor electrice necorozive. Nichelul, aluminiul, cuprul, titanul și aliajele pe bază de acestea au o rezistență ridicată la coroziune. Producția lor crește destul de repede, dar chiar și acum cel mai accesibil și mai utilizat metal rămâne fierul care ruginește rapid. Aliarea este adesea folosită pentru a conferi rezistență la coroziune aliajelor pe bază de fier. Așa se obține oțelul inoxidabil care, pe lângă fier, conține crom și nichel. Cel mai comun oțel inoxidabil din vremea noastră, gradul 18–8 (18% crom și 8% nichel), a apărut în 1923. Este destul de rezistent la umiditate și oxigen. Primele tone de oțel inoxidabil din țara noastră au fost topite în 1924 la Zlatoust. În prezent, au fost dezvoltate multe tipuri de astfel de oțeluri, care, pe lângă crom și nichel, conțin mangan, molibden, wolfram și alte elemente chimice. Aliarea la suprafață a aliajelor de fier ieftine cu zinc, aluminiu și crom este adesea folosită.

Pentru a rezista coroziunii atmosferice, pe produsele din oțel sunt aplicate învelișuri subțiri din alte metale care sunt mai rezistente la umiditate și la oxigenul atmosferic. Placarile cu crom si nichel sunt adesea folosite. Deoarece cromarea conțin adesea crăpături, acestea sunt de obicei aplicate peste plăci de nichel mai puțin decorative. Protejarea conservelor de tablă împotriva coroziunii de către acizii organici găsiți în produsele alimentare necesită o cantitate semnificativă de cositor. Multă vreme, cadmiul a fost folosit pentru a acoperi ustensilele de bucătărie, dar acum se știe că acest metal este periculos pentru sănătate, iar straturile de cadmiu sunt folosite doar în tehnologie.

Pentru a încetini coroziunea, pe suprafața metalică se aplică lacuri și vopsele, uleiuri minerale și lubrifianți. Structurile subterane sunt acoperite cu un strat gros de bitum sau polietilenă. Suprafețele interioare ale țevilor și rezervoarelor din oțel sunt protejate cu acoperiri ieftine de ciment.

Una dintre cele mai eficiente metode de combatere a coroziunii este protecția electrochimică. Pentru a proteja platformele de foraj, bazele metalice sudate și conductele subterane, acestea sunt conectate ca un catod la o sursă de curent externă. Electrozii auxiliari inerți sunt utilizați ca anod.

Elena Savinkina

Reacțiile chimice și fizico-chimice care apar în timpul interacțiunii mediului cu metale și aliaje, duc în cele mai multe cazuri la distrugerea lor spontană. Procesul de autodistrugere are propriul său termen - „coroziune”. Rezultatul coroziunii este o deteriorare semnificativă a proprietăților metalului, ca urmare a căreia produsele fabricate din acesta eșuează rapid. Fiecare metal are proprietăți care îi permit să reziste la distrugere. Rezistența la coroziune sau, așa cum este numită și rezistența chimică a unui material, este unul dintre principalele criterii prin care metalele și aliajele sunt selectate pentru fabricarea anumitor produse.

În funcție de intensitatea și durata procesului de coroziune, metalul poate fi supus distrugerii fie parțiale, fie complete. Interacțiunea dintre un mediu coroziv și metalul duce la formarea unor fenomene precum calcar, peliculă de oxid și rugina pe suprafața metalului. Aceste fenomene diferă unele de altele nu numai prin aspect, ci și prin gradul de aderență la suprafața metalelor. De exemplu, în timpul oxidării unui metal, cum ar fi aluminiul, suprafața acestuia este acoperită cu o peliculă de oxizi, care este foarte durabilă. Datorită acestui film, procesele distructive sunt oprite și nu pătrund în interior. Dacă vorbim despre rugină, atunci rezultatul influenței sale este formarea unui strat liber. Procesul de coroziune în acest caz pătrunde foarte repede în structura internă a metalului, ceea ce contribuie la distrugerea rapidă a acestuia.

Indicatori prin care se realizează clasificarea proceselor de coroziune:

tipul de mediu corosiv;
condițiile și mecanismul de apariție;
natura daunelor provocate de coroziune;
tip de efecte suplimentare asupra metalului.

În funcție de mecanismul procesului de coroziune, se disting atât coroziunea chimică, cât și cea electrochimică a metalelor și aliajelor.

Coroziunea chimică- este interacțiunea metalelor cu un mediu corosiv, în timpul căreia se observă o oxidare simultană a metalului și refacerea componentei oxidante a mediului. Produsele care interacționează între ele nu sunt separate spațial.

Coroziunea electrochimică- aceasta este interacțiunea metalelor cu un mediu corosiv, care este o soluție de electrolit. Procesul de ionizare a atomilor de metal, precum și procesul de reducere a componentei oxidante a unui mediu corosiv dat, au loc în diferite acte. Potențialul electrod al soluției de electrolit are un impact semnificativ asupra vitezei acestor procese.

În funcție de tipul de mediu agresiv, există mai multe tipuri de coroziune.

Coroziunea atmosferică reprezintă autodistrugerea metalelor într-o atmosferă de aer sau într-o atmosferă de gaz caracterizată prin umiditate ridicată.

Coroziunea gazelor este coroziunea metalelor care are loc într-un mediu gazos în care conținutul de umiditate este minim. Absența umidității în mediul gazos nu singura conditie, promovând autodistrugerea metalului. Coroziunea este posibilă și la temperaturi ridicate. Acest tip de coroziune este cel mai frecvent în industria petrochimică și chimică.

Coroziunea prin radiații reprezintă autodistrugerea unui metal sub influența radiațiilor radioactive de diferite grade de intensitate.

Coroziunea subterană este coroziunea care apare în soluri și diverse soluri.

Coroziunea de contact reprezintă un tip de coroziune, a cărei formare este facilitată de contactul mai multor metale care diferă unele de altele prin potențiale staționare într-un anumit electrolit.

Biocoroziune este coroziunea metalelor care are loc sub influența diferitelor microorganisme și a activității lor vitale.

Coroziune prin curent (extern și parazit)- un alt tip de coroziune metalică. Dacă un metal este expus curentului de la sursă externă, atunci aceasta este coroziune prin curent extern. Dacă efectul se realizează prin curent parazit, atunci aceasta este coroziune cu curent parazit.

Cavitație corozivă este un proces de autodistrugere a metalelor, a cărui apariție este promovată atât de impactul, cât și de efectele corozive ale mediului extern.

Coroziune la stres este coroziunea metalului cauzată de interacțiunea unui mediu coroziv și a solicitărilor mecanice. Acest tip coroziunea prezintă un pericol semnificativ pentru structurile metalice care sunt supuse unor solicitări mecanice severe.

Coroziunea prin frecare- un tip de coroziune metalică care este cauzată de o combinație de vibrații și expunere la un mediu corosiv. Pentru a minimiza probabilitatea de coroziune din cauza frecării și vibrațiilor, este necesar să se abordeze cu atenție alegerea materialului structural. De asemenea, este necesar să folosiți acoperiri speciale și, dacă este posibil, să reduceți coeficientul de frecare.

Pe baza naturii distrugerii, coroziunea este împărțită în continuă și selectivă.

Coroziune completă acoperă complet suprafața metalică. Dacă rata de distrugere pe întreaga suprafață este aceeași, atunci aceasta este coroziune uniformă. Dacă distrugerea metalului în diferitele sale zone are loc cu la viteze diferite, atunci coroziunea se numește neuniformă.

Coroziunea selectivă presupune distrugerea uneia dintre componentele aliajului sau a unei componente structurale.

Coroziunea locală, care apare sub forma unor pete risipite separat pe suprafata metalului, reprezinta depresiuni de diferite grosimi. Leziunile pot fi cochilii sau puncte.

Coroziunea subterană se formează direct pe suprafața metalului, după care pătrunde activ mai adânc. Acest tip de coroziune este însoțit de delaminarea produselor metalice.

Coroziunea intergranulară se manifestă prin distrugerea metalului de-a lungul limitelor de cereale. De aspect metalul este destul de greu de determinat. Cu toate acestea, rezistența și ductilitatea metalului se schimbă foarte repede. Produsele realizate din acesta devin fragile. Acest tip de coroziune este cel mai periculos pentru oțelurile crom și crom-nichel, precum și pentru aliajele de aluminiu și nichel.

Coroziunea în crăpături se formează în acele zone de metale și aliaje care se află în elemente de fixare filetate, diferite goluri și sub tot felul de garnituri.

Popular în categoria: