บ้าน › ภาษี › ส่วนประกอบด้านสิ่งแวดล้อมใดที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนของสารเคมี การกัดกร่อนของโลหะและประเภทของมัน

ส่วนประกอบด้านสิ่งแวดล้อมใดที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนของสารเคมี การกัดกร่อนของโลหะและประเภทของมัน

วลี "การกัดกร่อนของโลหะ" มีมากกว่าชื่อของวงดนตรีร็อคยอดนิยม การกัดกร่อนทำลายโลหะอย่างถาวรและกลายเป็นฝุ่น 10% ของเหล็กทั้งหมดที่ผลิตในโลกจะถูกทำลายโดยสิ้นเชิงในปีเดียวกัน สถานการณ์ของโลหะรัสเซียมีลักษณะดังนี้: โลหะทั้งหมดที่ถลุงในหนึ่งปีในเตาถลุงเหล็กที่หกทุกแห่งในประเทศของเรากลายเป็นฝุ่นที่เป็นสนิมก่อนสิ้นปี

นิพจน์ "มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างเพนนี" ที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อนของโลหะนั้นมากกว่าความเป็นจริง - ความเสียหายประจำปีที่เกิดจากการกัดกร่อนอย่างน้อย 4% ของรายได้ต่อปีของประเทศที่พัฒนาแล้วและจำนวนความเสียหายในรัสเซียมีจำนวนสิบหลัก อะไรทำให้เกิดกระบวนการกัดกร่อนในโลหะ และจะจัดการกับสิ่งเหล่านี้ได้อย่างไร?

การกัดกร่อนของโลหะคืออะไร

การทำลายโลหะอันเป็นผลมาจากเคมีไฟฟ้า (การละลายในอากาศที่มีความชื้นหรือตัวกลางที่เป็นน้ำ - อิเล็กโทรไลต์) หรือสารเคมี (การก่อตัวของสารประกอบโลหะที่มีสารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรงสูง) โต้ตอบกับสภาพแวดล้อมภายนอก กระบวนการกัดกร่อนในโลหะสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในบางพื้นที่ของพื้นผิว (การกัดกร่อนเฉพาะที่) ครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมด (การกัดกร่อนสม่ำเสมอ) หรือทำลายโลหะตามแนวขอบเขตของเกรน (การกัดกร่อนระหว่างคริสตัลไลน์)

โลหะภายใต้อิทธิพลของออกซิเจนและน้ำจะกลายเป็นผงสีน้ำตาลอ่อนหลวม ๆ หรือที่รู้จักกันดีในชื่อสนิม (Fe 2 O 3 ·H 2 O)

การกัดกร่อนของสารเคมี

กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่ตัวนำกระแสไฟฟ้า (ก๊าซแห้ง ของเหลวอินทรีย์ - ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม แอลกอฮอล์ ฯลฯ) และความรุนแรงของการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น - ส่งผลให้ฟิล์มออกไซด์เกิดขึ้นบนพื้นผิว ของโลหะ

โลหะทุกชนิดทั้งที่เป็นเหล็กและไม่ใช่เหล็กล้วนไวต่อการกัดกร่อนจากสารเคมีอย่างแน่นอน โลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่ใช้งานอยู่ (เช่นอลูมิเนียม) ภายใต้อิทธิพลของการกัดกร่อนจะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ซึ่งป้องกันการเกิดออกซิเดชันลึกและปกป้องโลหะ และโลหะที่มีฤทธิ์ต่ำเช่นทองแดงภายใต้อิทธิพลของความชื้นในอากาศจะได้การเคลือบสีเขียว - คราบ นอกจากนี้ฟิล์มออกไซด์ไม่ได้ปกป้องโลหะจากการกัดกร่อนในทุกกรณี - เฉพาะในกรณีที่โครงสร้างคริสตัลเคมีของฟิล์มที่ได้นั้นสอดคล้องกับโครงสร้างของโลหะไม่เช่นนั้นฟิล์มจะไม่ช่วย แต่อย่างใด

โลหะผสมอาจมีการกัดกร่อนประเภทอื่น: องค์ประกอบบางส่วนของโลหะผสมจะไม่ถูกออกซิไดซ์ แต่จะลดลง (ตัวอย่างเช่นเมื่ออุณหภูมิสูงและความดันในเหล็กรวมกัน คาร์ไบด์จะลดลงด้วยไฮโดรเจน) และโลหะผสมจะสูญเสียความจำเป็นไปโดยสิ้นเชิง ลักษณะเฉพาะ.

การกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี

กระบวนการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีไม่จำเป็นต้องแช่โลหะในอิเล็กโทรไลต์ - ฟิล์มอิเล็กโทรไลต์บาง ๆ บนพื้นผิวก็เพียงพอแล้ว (บ่อยครั้งที่สารละลายอิเล็กโทรไลต์จะแทรกซึมเข้าไปในสภาพแวดล้อมรอบ ๆ โลหะ (คอนกรีต ดิน ฯลฯ)) สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าคือการใช้เกลือในครัวเรือนและอุตสาหกรรม (โซเดียมและโพแทสเซียมคลอไรด์) อย่างแพร่หลายเพื่อกำจัดน้ำแข็งและหิมะบนถนนใน ช่วงฤดูหนาว- รถยนต์และ การสื่อสารใต้ดิน(ตามสถิติ การสูญเสียต่อปีในสหรัฐอเมริกาจากการใช้เกลือในฤดูหนาวมีมูลค่า 2.5 พันล้านดอลลาร์)

สิ่งต่อไปนี้เกิดขึ้น: โลหะ (โลหะผสม) สูญเสียอะตอมบางส่วน (ผ่านเข้าไปในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในรูปของไอออน) อิเล็กตรอนที่มาแทนที่อะตอมที่สูญเสียไปจะชาร์จโลหะด้วยประจุลบ ในขณะที่อิเล็กโทรไลต์มีประจุบวก คู่รักกัลวานิกถูกสร้างขึ้น: โลหะถูกทำลาย อนุภาคทั้งหมดจะค่อยๆ กลายเป็นส่วนหนึ่งของสารละลาย อิเล็กโทร การกัดกร่อนของสารเคมีอาจทำให้เกิดกระแสหลงทางที่เกิดขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของกระแสไฟฟ้ารั่วจากวงจรไฟฟ้าเข้าสู่สารละลายที่เป็นน้ำหรือลงดินและจากตรงนั้นเข้าไปในโครงสร้างโลหะ ในสถานที่ซึ่งมีกระแสน้ำไหลออกจากโครงสร้างโลหะกลับลงน้ำหรือดิน โลหะจะถูกทำลาย กระแสน้ำไหลหลงเกิดขึ้นบ่อยครั้งโดยเฉพาะในสถานที่ที่มีการเคลื่อนย้ายระบบไฟฟ้าภาคพื้นดิน (เช่น รถรางและตู้รถไฟไฟฟ้า) ในเวลาเพียงหนึ่งปี กระแสน้ำที่หลงไหลด้วยแรง 1A สามารถละลายเหล็กได้ 9.1 กก. สังกะสี 10.7 กก. และตะกั่ว 33.4 กก.

สาเหตุอื่นของการกัดกร่อนของโลหะ

การพัฒนากระบวนการกัดกร่อนได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการฉายรังสีและของเสียของจุลินทรีย์และแบคทีเรีย การกัดกร่อนที่เกิดจากจุลินทรีย์ในทะเลทำให้พื้นเสียหาย เรือเดินทะเลและกระบวนการกัดกร่อนที่เกิดจากแบคทีเรียก็มีชื่อเป็นของตัวเองเช่นกัน - การกัดกร่อนทางชีวภาพ

การรวมกันของผลกระทบของความเครียดทางกลและ สภาพแวดล้อมภายนอกเร่งการกัดกร่อนของโลหะหลายเท่า - ความเสถียรทางความร้อนลดลงฟิล์มออกไซด์ของพื้นผิวได้รับความเสียหายและในบริเวณที่ความไม่เป็นเนื้อเดียวกันและรอยแตกปรากฏขึ้นจะมีการเปิดใช้งานการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า

มาตรการป้องกันโลหะจากการกัดกร่อน

ผลที่ตามมาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ความก้าวหน้าทางเทคนิคคือมลภาวะจากสิ่งแวดล้อมของเรา - กระบวนการที่เร่งการกัดกร่อนของโลหะ เนื่องจากสภาพแวดล้อมภายนอกมีความก้าวร้าวต่อโลหะมากขึ้น ไม่มีวิธีใดที่จะกำจัดการทำลายของโลหะที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้อย่างสมบูรณ์ สิ่งที่ทำได้คือชะลอกระบวนการนี้ให้มากที่สุด

เพื่อลดการทำลายของโลหะ คุณสามารถทำสิ่งต่อไปนี้: ลดการรุกรานของสิ่งแวดล้อม ผลิตภัณฑ์โลหะ- เพิ่มความต้านทานของโลหะต่อการกัดกร่อน กำจัดปฏิสัมพันธ์ระหว่างโลหะและสารจากสภาพแวดล้อมภายนอกที่แสดงความก้าวร้าว

เป็นเวลากว่าพันปีที่มนุษยชาติได้พยายามหลายวิธีในการปกป้องผลิตภัณฑ์โลหะจากการกัดกร่อนของสารเคมี ซึ่งบางวิธียังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน เช่น การเคลือบด้วยไขมันหรือน้ำมัน โลหะอื่น ๆ ที่กัดกร่อนได้น้อย (มากที่สุด วิธีโบราณซึ่งมีอายุมากกว่า 2 พันปีแล้ว - การชุบดีบุก (การเคลือบดีบุก))

ป้องกันการกัดกร่อนด้วยการเคลือบอโลหะ

การเคลือบที่ไม่ใช่โลหะ - สี (อัลคิด, น้ำมันและเคลือบฟัน), เคลือบเงา (สังเคราะห์, น้ำมันดินและน้ำมันดิน) และโพลีเมอร์จะสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของโลหะ ไม่รวม (ในขณะที่ยังคงสภาพเดิม) การสัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอกและความชื้น

ข้อดีของการใช้สีและสารเคลือบเงาคือสามารถเคลือบสารป้องกันเหล่านี้กับการติดตั้งได้โดยตรงและ สถานที่ก่อสร้าง- วิธีการใช้สีและสารเคลือบเงานั้นง่ายและคล้อยตามการใช้เครื่องจักรสามารถคืนค่าการเคลือบที่เสียหายได้ "ตรงจุด" - ระหว่างการใช้งาน วัสดุเหล่านี้มีต้นทุนค่อนข้างต่ำและปริมาณการใช้ต่อหน่วยพื้นที่น้อย อย่างไรก็ตามประสิทธิผลขึ้นอยู่กับการปฏิบัติตามเงื่อนไขหลายประการ: การปฏิบัติตามสภาพภูมิอากาศที่จะใช้โครงสร้างโลหะ ความจำเป็นในการใช้สีและสารเคลือบเงาคุณภาพสูงโดยเฉพาะ การยึดมั่นอย่างเข้มงวดต่อเทคโนโลยีการประยุกต์ใช้กับพื้นผิวโลหะ วิธีที่ดีที่สุดคือทาสีและเคลือบเงาหลายชั้น - ปริมาณของสีจะช่วยป้องกันสภาพดินฟ้าอากาศบนพื้นผิวโลหะได้ดีขึ้น

โพลีเมอร์ ได้แก่ อีพอกซีเรซินและโพลีสไตรีน โพลีไวนิลคลอไรด์ และโพลิเอทิลีน สามารถทำหน้าที่เป็นสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนได้ ใน งานก่อสร้างชิ้นส่วนคอนกรีตเสริมเหล็กที่ฝังอยู่นั้นถูกเคลือบด้วยสารเคลือบที่ทำจากส่วนผสมของซีเมนต์และเปอร์คลอโรไวนิล ซีเมนต์และโพลีสไตรีน

การป้องกันเหล็กจากการกัดกร่อนโดยการเคลือบโลหะอื่น ๆ

การเคลือบสารยับยั้งโลหะมีสองประเภท - การป้องกัน (เคลือบสังกะสี อลูมิเนียม และแคดเมียม) และเคลือบต้านทานการกัดกร่อน (เงิน ทองแดง นิกเกิล โครเมียม และตะกั่ว) สารยับยั้งถูกนำไปใช้ทางเคมี: โลหะกลุ่มแรกมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้มากกว่าเมื่อเทียบกับเหล็ก ส่วนโลหะกลุ่มที่สองมีอิเล็กโทรโพซิติวิตี้มากกว่า สิ่งที่แพร่หลายที่สุดในชีวิตประจำวันของเราคือการเคลือบโลหะของเหล็กด้วยดีบุก (แผ่นเหล็กวิลาดทำจากกระป๋อง) และสังกะสี (เหล็กชุบสังกะสี - หลังคา) ซึ่งได้จากการดึงเหล็กแผ่นผ่านการหลอมของโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งเหล่านี้

อุปกรณ์เหล็กหล่อและเหล็กกล้าตลอดจนท่อน้ำมักถูกชุบสังกะสี - การดำเนินการนี้จะเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนอย่างมีนัยสำคัญ แต่เฉพาะในน้ำเย็นเท่านั้น (เมื่อมีการจ่ายน้ำร้อน ท่อสังกะสีจะสึกหรอเร็วกว่าท่อที่ไม่ชุบสังกะสี) แม้จะมีประสิทธิผลของการชุบสังกะสี แต่ก็ไม่ได้ให้การป้องกันในอุดมคติ - การเคลือบสังกะสีมักจะมีรอยแตกร้าวซึ่งการกำจัดซึ่งต้องใช้การชุบนิกเกิลเบื้องต้นของพื้นผิวโลหะ (การชุบนิกเกิล) การเคลือบสังกะสีไม่อนุญาตให้ใช้สีและวัสดุเคลือบเงา - ไม่มีการเคลือบที่เสถียร

ทางออกที่ดีที่สุดในการป้องกันการกัดกร่อนคือการเคลือบอะลูมิเนียม โลหะนี้มีความถ่วงจำเพาะต่ำกว่า ซึ่งหมายความว่าใช้น้อยลง สามารถทาสีพื้นผิวอลูมิไนซ์ได้ และชั้นสีจะมีเสถียรภาพ นอกจากนี้การเคลือบอะลูมิเนียมยังทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ดีกว่าการเคลือบสังกะสี การชุบอะลูมิไนซ์นั้นไม่ธรรมดานักเนื่องจากการเคลือบนี้กับแผ่นโลหะทำได้ยาก เนื่องจากอลูมิเนียมในสถานะหลอมเหลวมีความก้าวร้าวต่อโลหะอื่นๆ อย่างมาก (ด้วยเหตุนี้ จึงไม่สามารถเก็บอะลูมิเนียมหลอมเหลวไว้ในอ่างเหล็กได้) บางทีปัญหานี้จะได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ในอนาคตอันใกล้นี้ - วิธีเดิมนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียค้นพบการใช้อะลูมิไนเซชัน สาระสำคัญของการพัฒนาไม่ใช่การแช่แผ่นเหล็กในอลูมิเนียมหลอมเหลว แต่เป็นการยกอลูมิเนียมเหลวให้เป็นแผ่นเหล็ก

เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนโดยการเติมสารเติมแต่งอัลลอยด์ให้กับโลหะผสมเหล็ก

การนำโครเมียม ไทเทเนียม แมงกานีส นิกเกิล และทองแดงเข้าไปในโลหะผสมเหล็ก ทำให้ได้โลหะผสมเหล็กที่มีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนสูง โลหะผสมเหล็กได้รับการต้านทานเป็นพิเศษด้วยโครเมียมในสัดส่วนที่มาก เนื่องจากมีฟิล์มออกไซด์ความหนาแน่นสูงเกิดขึ้นบนพื้นผิวของโครงสร้าง การนำทองแดงเข้าสู่องค์ประกอบของโลหะผสมต่ำและเหล็กกล้าคาร์บอน (จาก 0.2% ถึง 0.5%) ทำให้สามารถเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนได้ 1.5-2 เท่า สารเติมแต่งโลหะผสมถูกนำมาใช้ในองค์ประกอบของเหล็กตามกฎของ Tamman: ความต้านทานการกัดกร่อนสูงจะเกิดขึ้นได้เมื่อมีอะตอมของโลหะผสมหนึ่งอะตอมต่อทุกๆ แปดอะตอมของเหล็ก

มาตรการต่อต้านการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า

เพื่อลดสิ่งนี้ จำเป็นต้องลดกิจกรรมการกัดกร่อนของสิ่งแวดล้อมด้วยการแนะนำสารยับยั้งที่ไม่ใช่โลหะ และลดจำนวนส่วนประกอบที่สามารถเริ่มปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าได้ วิธีนี้จะลดความเป็นกรดของดินและสารละลายน้ำที่สัมผัสกับโลหะ เพื่อลดการกัดกร่อนของเหล็ก (โลหะผสม) เช่นเดียวกับทองเหลือง ทองแดง ตะกั่ว และสังกะสี จำเป็นต้องกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนออกจากสารละลายที่เป็นน้ำ อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าจะกำจัดคลอไรด์ออกจากน้ำที่อาจส่งผลต่อการกัดกร่อนเฉพาะที่ การปูนดินจะช่วยลดความเป็นกรดได้

การป้องกันกระแสรั่วไหล

สามารถลดการกัดกร่อนทางไฟฟ้าของการสื่อสารใต้ดินและโครงสร้างโลหะที่ฝังอยู่ได้โดยปฏิบัติตามกฎหลายข้อ:

ส่วนของโครงสร้างที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้ารั่วจะต้องเชื่อมต่อกับตัวนำโลหะกับรางรถราง
เส้นทางเครือข่ายการทำความร้อนควรอยู่ห่างจากถนนรางรถไฟที่ยานพาหนะไฟฟ้าเดินทางมากที่สุดเพื่อลดจำนวนทางแยกให้เหลือน้อยที่สุด
การใช้ท่อรองรับฉนวนไฟฟ้าเพื่อเพิ่มความต้านทานการเปลี่ยนแปลงระหว่างดินและท่อ
ที่อินพุตไปยังวัตถุ (แหล่งที่เป็นไปได้ของกระแสหลงทาง) จำเป็นต้องติดตั้งหน้าแปลนฉนวน
ติดตั้งจัมเปอร์ตามยาวนำกระแสไฟฟ้าบนอุปกรณ์แปลนและข้อต่อขยายต่อมเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าตามยาวบนส่วนป้องกันของท่อ
เพื่อให้ศักยภาพของท่อที่วางขนานกันมีความจำเป็นต้องติดตั้งจัมเปอร์ไฟฟ้าตามขวางในพื้นที่ใกล้เคียง

การป้องกันวัตถุโลหะที่มีฉนวนรวมถึงโครงสร้างเหล็กขนาดเล็กนั้นดำเนินการโดยใช้ตัวป้องกันที่ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก วัสดุสำหรับตัวป้องกันคือหนึ่งในโลหะที่มีฤทธิ์ (สังกะสี แมกนีเซียม อลูมิเนียม และโลหะผสมของพวกมัน) ซึ่งรับการกัดกร่อนจากไฟฟ้าเคมีส่วนใหญ่ โดยจะพังทลายและคงโครงสร้างหลักไว้ ตัวอย่างเช่น แมกนีเซียมแอโนดหนึ่งอันสามารถป้องกันท่อส่งความยาว 8 กม.

Rustam Abdyuzhanov โดยเฉพาะสำหรับ rmnt.ru

ปฏิกิริยาระหว่างกายภาพเคมีหรือเคมีระหว่างโลหะ (โลหะผสม) กับสิ่งแวดล้อม ส่งผลให้คุณสมบัติเชิงหน้าที่ของโลหะ (โลหะผสม) สภาพแวดล้อม หรือระบบทางเทคนิคที่รวมเข้าด้วยกันเสื่อมลง

คำว่าการกัดกร่อนมาจากภาษาละตินว่า "corrodo" "การแทะ" (ภาษาละตินปลายว่า "corrosio" แปลว่า "การกัดกร่อน")

การกัดกร่อนเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างโลหะกับสาร สิ่งแวดล้อมไหลอยู่ที่รอยต่อระหว่างโลหะกับตัวกลาง ส่วนใหญ่มักเป็นการเกิดออกซิเดชันของโลหะ เช่น โดยออกซิเจนในบรรยากาศหรือกรดที่มีอยู่ในสารละลายที่โลหะสัมผัสกัน โลหะที่อยู่ในซีรีย์แรงดันไฟฟ้า (ซีรีย์กิจกรรม) ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนรวมถึงเหล็กจะไวต่อสิ่งนี้เป็นพิเศษ

อันเป็นผลมาจากการกัดกร่อนทำให้เกิดสนิมเหล็ก กระบวนการนี้ซับซ้อนมากและมีหลายขั้นตอน สามารถอธิบายได้ด้วยสมการสรุป:

Fe + 6 H 2 O (ความชื้น) + 3 O 2 (อากาศ) = 4 Fe (OH ) 3

เหล็กไฮดรอกไซด์(

III ) ไม่เสถียรมาก สูญเสียน้ำอย่างรวดเร็วและกลายเป็นเหล็กออกไซด์ ( III - สารประกอบนี้ไม่ได้ปกป้องพื้นผิวเหล็กจากการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม เป็นผลให้วัตถุที่เป็นเหล็กสามารถถูกทำลายได้อย่างสมบูรณ์

โลหะหลายชนิดรวมถึงโลหะที่ค่อนข้างว่องไว (เช่น อลูมิเนียม) เมื่อถูกสึกกร่อนจะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่นและมีพันธะที่ดี ซึ่งไม่อนุญาตให้สารออกซิไดซ์ทะลุเข้าไปในชั้นที่ลึกลงไปได้ จึงช่วยปกป้องโลหะจากการกัดกร่อน เมื่อเอาฟิล์มนี้ออก โลหะจะเริ่มมีปฏิกิริยากับความชื้นและออกซิเจนในอากาศ

อลูมิเนียมภายใต้สภาวะปกติสามารถทนต่ออากาศและน้ำได้แม้กระทั่งน้ำเดือด แต่ถ้าใช้สารปรอทกับพื้นผิวของอลูมิเนียม ผลอะมัลกัมจะทำลายฟิล์มออกไซด์ที่ดันออกจากพื้นผิว และโลหะจะกลายเป็นสะเก็ดสีขาวของอะลูมิเนียมเมตาไฮดรอกไซด์อย่างรวดเร็ว : :

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

โลหะที่ค่อนข้างไม่ใช้งานบางชนิดก็ไวต่อการกัดกร่อนได้เช่นกัน ในอากาศชื้น พื้นผิวของทองแดงจะถูกเคลือบด้วยสีเขียว (คราบ) ซึ่งเป็นผลมาจากการก่อตัวของส่วนผสมของเกลือพื้นฐาน

บางครั้งเมื่อโลหะเกิดการกัดกร่อน ไม่ใช่การเกิดออกซิเดชัน แต่เป็นการลดลงขององค์ประกอบบางอย่างที่มีอยู่ในโลหะผสม ตัวอย่างเช่น ที่ความดันและอุณหภูมิสูง คาร์ไบด์ที่อยู่ในเหล็กจะถูกรีดิวซ์ด้วยไฮโดรเจน

การทำลายโลหะต่อหน้าไฮโดรเจนถูกค้นพบในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 วิศวกรชาวฝรั่งเศส Sainte-Claire Deville ศึกษาสาเหตุของการแตกของกระบอกปืนโดยไม่คาดคิด ในระหว่างการวิเคราะห์ทางเคมี เขาพบไฮโดรเจนในโลหะ Deville ตัดสินใจว่าความอิ่มตัวของไฮโดรเจนเป็นสาเหตุที่ทำให้ความแข็งแรงของเหล็กลดลงอย่างกะทันหัน

ไฮโดรเจนสร้างปัญหามากมายให้กับนักออกแบบอุปกรณ์สำหรับกระบวนการทางเคมีทางอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดกระบวนการหนึ่ง นั่นก็คือการสังเคราะห์แอมโมเนีย อุปกรณ์แรกสำหรับการสังเคราะห์นี้กินเวลาเพียงสิบชั่วโมง แล้วแตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ การเติมไทเทเนียม วาเนเดียม หรือโมลิบดีนัมลงในเหล็กเท่านั้นที่ช่วยแก้ปัญหานี้ได้

การกัดกร่อนของโลหะยังรวมถึงการละลายในโลหะหลอมเหลว (โซเดียม ตะกั่ว บิสมัท) ซึ่งใช้เป็นสารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยเฉพาะ

ในแง่ของปริมาณสัมพันธ์ปฏิกิริยาที่อธิบายการกัดกร่อนของโลหะนั้นค่อนข้างง่าย แต่ในแง่ของกลไกพวกมันอยู่ในกระบวนการที่แตกต่างกันที่ซับซ้อน กลไกการกัดกร่อนถูกกำหนดโดยประเภทของสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเป็นหลัก

เมื่อวัสดุโลหะสัมผัสกับก๊าซที่ออกฤทธิ์ทางเคมี ฟิล์มของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาจะปรากฏขึ้นบนพื้นผิว ช่วยป้องกันการสัมผัสระหว่างโลหะและก๊าซอีกต่อไป หากการแพร่กระจายแบบโต้ตอบของสารที่ทำปฏิกิริยาเกิดขึ้นผ่านฟิล์มนี้ ปฏิกิริยาก็จะดำเนินต่อไป กระบวนการนี้อำนวยความสะดวกที่อุณหภูมิสูง ในระหว่างการกัดกร่อน ฟิล์มของผลิตภัณฑ์จะหนาขึ้นอย่างต่อเนื่องและโลหะจะถูกทำลาย โลหะวิทยาและอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ใช้อุณหภูมิสูงต้องประสบกับความสูญเสียอย่างหนักจากการกัดกร่อนของก๊าซ

การกัดกร่อนพบได้บ่อยที่สุดในสภาพแวดล้อมที่มีอิเล็กโทรไลต์ ในบางส่วน กระบวนการทางเทคโนโลยีโลหะสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์หลอมเหลว อย่างไรก็ตาม การกัดกร่อนส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ โลหะไม่จำเป็นต้องแช่อยู่ในของเหลวจนหมด สารละลายอิเล็กโทรไลต์อาจปรากฏอยู่ในรูปของฟิล์มบางๆ บนพื้นผิวของโลหะ พวกมันมักจะแทรกซึมเข้าไปในสภาพแวดล้อมรอบๆ โลหะ (ดิน คอนกรีต ฯลฯ)

ในระหว่างการก่อสร้างสะพานรถไฟใต้ดินและสถานี Leninskie Gory ในมอสโก พวกเขากล่าวเสริม จำนวนมากโซเดียมคลอไรด์เพื่อป้องกันการแข็งตัวของคอนกรีตที่ยังไม่เซ็ตตัว สถานีถูกสร้างขึ้นใน โดยเร็วที่สุด(ใช้เวลาเพียง 15 เดือน) และเปิดดำเนินการเมื่อวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2502 อย่างไรก็ตาม การมีโซเดียมคลอไรด์ในคอนกรีตทำให้เหล็กเสริมเหล็กถูกทำลาย โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กร้อยละ 60 ถูกกัดกร่อน จึงปิดสถานีเพื่อสร้างใหม่ , ยาวนานเกือบ 10 ปี เฉพาะในวันที่ 14 มกราคม พ.ศ. 2545 สะพานรถไฟใต้ดินและสถานีที่เรียกว่า Vorobyovy Gory ได้ถูกเปิดอีกครั้ง

การใช้เกลือ (โดยปกติคือโซเดียมหรือแคลเซียมคลอไรด์) เพื่อกำจัดหิมะและน้ำแข็งออกจากถนนและทางเท้ายังทำให้โลหะสลายเร็วขึ้นอีกด้วย ทุกข์มาก ยานพาหนะและการสื่อสารใต้ดิน มีการประมาณการว่าในสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียว การใช้เกลือเพื่อต่อสู้กับหิมะและน้ำแข็งทำให้เกิดการสูญเสียประมาณ 2 พันล้านดอลลาร์ต่อปีเนื่องจากการกัดกร่อนของเครื่องยนต์ และ 0.5 พันล้านดอลลาร์ในการซ่อมแซมถนน ทางหลวงใต้ดิน และสะพานเพิ่มเติม

ในสภาพแวดล้อมที่มีอิเล็กโทรไลต์ การกัดกร่อนไม่เพียงเกิดจากการกระทำของออกซิเจน น้ำ หรือกรดบนโลหะเท่านั้น แต่ยังเกิดจากกระบวนการเคมีไฟฟ้าด้วย เมื่อต้นศตวรรษที่ 19 การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ฮัมฟรีย์ เดวี และไมเคิล ฟาราเดย์ ทฤษฎีแรกของการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีถูกหยิบยกขึ้นมาในปี พ.ศ. 2373 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวิส De la Rive โดยอธิบายการเกิดการกัดกร่อน ณ จุดที่โลหะสองชนิดสัมผัสกัน

การกัดกร่อนด้วยเคมีไฟฟ้านำไปสู่การทำลายอย่างรวดเร็วของโลหะที่มีความว่องไวมากขึ้น ซึ่งในกลไกและอุปกรณ์ต่าง ๆ จะสัมผัสกับโลหะที่มีความว่องไวน้อยกว่าซึ่งอยู่ทางด้านขวาในชุดแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า การใช้ชิ้นส่วนทองแดงหรือทองเหลืองในเหล็กหรือ โครงสร้างอลูมิเนียมซึ่งทำงานในน้ำทะเลจะเพิ่มการกัดกร่อนอย่างมาก มีหลายกรณีของการทำลายล้างและการจมเรือซึ่งการชุบเหล็กถูกยึดด้วยหมุดทองแดง

อะลูมิเนียมและไททาเนียมมีความทนทานต่อน้ำทะเลแยกจากกัน แต่หากสัมผัสกันในผลิตภัณฑ์เดียว เช่น ในตัวเครื่องสำหรับอุปกรณ์ถ่ายภาพใต้น้ำ อลูมิเนียมจะถูกทำลายอย่างรวดเร็วและตัวเครื่องก็รั่วไหล

กระบวนการเคมีไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้ในโลหะที่เป็นเนื้อเดียวกัน พวกมันจะถูกเปิดใช้งานหากมีความแตกต่างในองค์ประกอบของเม็ดโลหะในปริมาณมากและที่ขอบเขต, ความเค้นทางกลที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน, สิ่งเจือปนขนาดเล็ก ฯลฯ เพื่อนร่วมชาติของเราหลายคน รวมถึง Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky (1865–1952) และ Alexander Naumovich Frumkin (1895–1976) มีส่วนร่วมในการพัฒนาทฤษฎีทั่วไปเกี่ยวกับการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุโลหะ

สาเหตุหนึ่งของการเกิดการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีคือกระแสรั่วไหลซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการรั่วของกระแสไฟฟ้าบางส่วนจากวงจรไฟฟ้าลงสู่ดินหรือสารละลายในน้ำที่ตกลงไป โครงสร้างโลหะ- เมื่อกระแสน้ำไหลออกจากโครงสร้างเหล่านี้ การละลายของโลหะจะเริ่มลงสู่ดินหรือน้ำอีกครั้ง โซนการทำลายล้างของโลหะดังกล่าวภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำหลงทางมักพบเห็นได้บ่อยในพื้นที่การขนส่งทางไฟฟ้าภาคพื้นดิน (สายรถราง การขนส่งทางรถไฟบนแรงฉุดไฟฟ้า) กระแสเหล่านี้สามารถเข้าถึงหลายแอมแปร์ ซึ่งนำไปสู่ความเสียหายจากการกัดกร่อนอย่างมาก เช่น หากกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 1 A เป็นเวลาหนึ่งปีจะทำให้เกิดการละลายของเหล็ก 9.1 กก. สังกะสี 10.7 กก. ตะกั่ว 33.4 กก.

การกัดกร่อนยังสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของรังสี เช่นเดียวกับของเสียจากแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ การพัฒนาของแบคทีเรียบนพื้นผิวของโครงสร้างโลหะมีความสัมพันธ์กับปรากฏการณ์การกัดกร่อนทางชีวภาพ การเปรอะเปื้อนในส่วนใต้น้ำของเรือที่มีสิ่งมีชีวิตในทะเลขนาดเล็กยังส่งผลต่อกระบวนการกัดกร่อนอีกด้วย

เมื่อโลหะสัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอกและความเครียดทางกลในเวลาเดียวกัน กระบวนการกัดกร่อนทั้งหมดจะถูกกระตุ้น เนื่องจากจะช่วยลดความเสถียรทางความร้อนของโลหะ ทำลายฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวโลหะ และเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการเคมีไฟฟ้าในสถานที่ที่มีรอยแตกร้าวและความไม่เป็นเนื้อเดียวกันปรากฏขึ้น

การกัดกร่อนทำให้เกิดการสูญเสียโลหะครั้งใหญ่อย่างถาวร ประมาณ 10% ของเหล็กที่ผลิตได้จะถูกทำลายโดยสิ้นเชิงทุกปี ตามที่สถาบันเคมีกายภาพแห่ง Russian Academy of Sciences ระบุว่าทุก ๆ เตาหลอมที่หกในรัสเซียทำงานอย่างไร้ประโยชน์ โลหะที่ถลุงทั้งหมดจะกลายเป็นสนิม การทำลายโครงสร้างโลหะ ยานพาหนะเพื่อการเกษตรและการขนส่ง และอุปกรณ์อุตสาหกรรม ทำให้เกิดการหยุดทำงาน อุบัติเหตุ และทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ลดลง เมื่อพิจารณาถึงการกัดกร่อนที่เป็นไปได้ ส่งผลให้ต้นทุนโลหะเพิ่มขึ้นในการผลิตอุปกรณ์แรงดันสูง หม้อต้มไอน้ำ ภาชนะโลหะสำหรับสารพิษและสารกัมมันตภาพรังสี เป็นต้น สิ่งนี้จะเพิ่มการสูญเสียจากการกัดกร่อนโดยรวม ต้องใช้เงินจำนวนพอสมควรในการป้องกันการกัดกร่อน อัตราส่วนของการสูญเสียโดยตรง การสูญเสียทางอ้อม และต้นทุนสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนประมาณไว้ที่ (34):1:1 ในประเทศอุตสาหกรรม ความเสียหายจากการกัดกร่อนสูงถึง 4% ของรายได้ประชาชาติ ในประเทศของเรามีมูลค่าหลายพันล้านรูเบิลต่อปี

ปัญหาการกัดกร่อนจะเลวร้ายลงอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการเติบโตอย่างต่อเนื่องของการผลิตโลหะและสภาพการทำงานที่เข้มงวดขึ้น สภาพแวดล้อมที่ใช้โครงสร้างโลหะเริ่มรุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ รวมถึงเนื่องจากมลภาวะด้วย ผลิตภัณฑ์โลหะที่ใช้ในเทคโนโลยีทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันสูงขึ้นเรื่อยๆ มีการไหลของก๊าซและของเหลวที่ทรงพลัง ดังนั้นประเด็นในการปกป้องวัสดุโลหะจากการกัดกร่อนจึงมีความเกี่ยวข้องมากขึ้น เป็นไปไม่ได้เลยที่จะป้องกันการกัดกร่อนของโลหะได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นวิธีเดียวที่จะต่อสู้กับการกัดกร่อนได้คือการหาวิธีที่จะทำให้การกัดกร่อนช้าลง

ปัญหาในการปกป้องโลหะจากการกัดกร่อนเกิดขึ้นเกือบตั้งแต่เริ่มใช้งาน ผู้คนพยายามปกป้องโลหะจากอิทธิพลของชั้นบรรยากาศด้วยความช่วยเหลือของไขมัน น้ำมัน และต่อมาด้วยการเคลือบด้วยโลหะอื่นๆ และเหนือสิ่งอื่นใดคือดีบุกที่ละลายต่ำ (tinning) ในงานของเฮโรโดตุส นักประวัติศาสตร์ชาวกรีกโบราณ (ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช) และนักวิทยาศาสตร์ชาวโรมันโบราณ พลินีผู้อาวุโส (ศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช) มีการอ้างอิงถึงการใช้ดีบุกเพื่อปกป้องเหล็กจากการเกิดสนิมแล้ว ปัจจุบันการต่อสู้กับการกัดกร่อนดำเนินการในหลายทิศทางพร้อมกัน: พวกเขากำลังพยายามที่จะเปลี่ยนสภาพแวดล้อมที่ผลิตภัณฑ์โลหะทำงานมีอิทธิพลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุเองและป้องกันการสัมผัสระหว่างโลหะกับสารที่มีฤทธิ์รุนแรงจากภายนอก สิ่งแวดล้อม.

การกัดกร่อนสามารถป้องกันได้อย่างสมบูรณ์เฉพาะในสภาพแวดล้อมเฉื่อย เช่น ในบรรยากาศอาร์กอน แต่ในกรณีส่วนใหญ่ ไม่สามารถสร้างสภาพแวดล้อมดังกล่าวได้จริงในระหว่างการทำงานของโครงสร้างและกลไก ในทางปฏิบัติ เพื่อลดกิจกรรมการกัดกร่อนของตัวกลาง พวกเขาพยายามกำจัดส่วนประกอบที่มีปฏิกิริยามากที่สุดออกจากตัวกลาง ตัวอย่างเช่น ลดความเป็นกรดของสารละลายที่เป็นน้ำและดินที่โลหะอาจสัมผัสได้ วิธีหนึ่งในการต่อสู้กับการกัดกร่อนของเหล็กและโลหะผสม ทองแดง ทองเหลือง สังกะสี และตะกั่วคือการกำจัดออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากสารละลายที่เป็นน้ำ ในภาคพลังงานและเทคโนโลยีบางสาขา น้ำยังปราศจากคลอไรด์ ซึ่งกระตุ้นการกัดกร่อนในท้องถิ่น เพื่อลดความเป็นกรดของดินให้ทำการปูน

ความก้าวร้าวของบรรยากาศขึ้นอยู่กับความชื้นเป็นอย่างมาก สำหรับโลหะใดๆ จะมีความชื้นสัมพัทธ์วิกฤตในระดับหนึ่ง ซึ่งต่ำกว่านั้นจะไม่ได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ สำหรับเหล็ก ทองแดง นิกเกิล สังกะสี มีค่าประมาณ 50-70% บางครั้ง เพื่อรักษาสิ่งของที่มีคุณค่าทางประวัติศาสตร์ อุณหภูมิของสิ่งของเหล่านั้นจะถูกรักษาไว้เหนือจุดน้ำค้าง ในพื้นที่ปิด (เช่น ในกล่องบรรจุภัณฑ์) ความชื้นจะลดลงโดยใช้ซิลิกาเจลหรือตัวดูดซับอื่นๆ ความก้าวร้าวของบรรยากาศอุตสาหกรรมนั้นพิจารณาจากผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นหลัก ( ซม- มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม- การป้องกันฝนกรดและการกำจัดก๊าซที่เป็นอันตรายจะช่วยลดการสูญเสียจากการกัดกร่อน

การทำลายโลหะในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำสามารถชะลอความเร็วลงได้โดยใช้สารยับยั้งการกัดกร่อน ซึ่งจะเติมสารละลายที่เป็นน้ำในปริมาณเล็กน้อย (โดยปกติจะน้อยกว่า 1%) พวกเขาส่งเสริมการทู่ของพื้นผิวโลหะนั่นคือการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์บางและหนาแน่นหรือสารประกอบที่ละลายน้ำได้ต่ำอื่น ๆ ซึ่งช่วยป้องกันการทำลายของสารหลัก เพื่อจุดประสงค์นี้ มีการใช้เกลือโซเดียมบางชนิด (คาร์บอเนต ซิลิเกต บอเรต) และสารประกอบอื่นๆ หากใบมีดโกนแช่อยู่ในสารละลายโพแทสเซียมโครเมต ใบมีดโกนก็จะคงอยู่ได้นานกว่ามาก สารยับยั้งอินทรีย์มักใช้ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าสารยับยั้งอนินทรีย์

วิธีการป้องกันการกัดกร่อนวิธีหนึ่งขึ้นอยู่กับการพัฒนาวัสดุใหม่ที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า การค้นหาสิ่งทดแทนสำหรับโลหะที่มีฤทธิ์กัดกร่อนยังดำเนินอยู่ พลาสติก เซรามิก แก้ว ยาง แร่ใยหิน และคอนกรีตมีความทนทานต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อมได้ดีกว่า แต่ในคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมาย พวกมันยังด้อยกว่าโลหะซึ่งยังคงทำหน้าที่เป็นวัสดุโครงสร้างหลัก

โลหะมีตระกูลมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้จริง แต่สำหรับ ประยุกต์กว้างมีราคาแพงเกินไป ดังนั้นจึงใช้เฉพาะในส่วนที่สำคัญที่สุดเท่านั้น เช่น หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าที่ไม่กัดกร่อน นิกเกิล อลูมิเนียม ทองแดง ไทเทเนียม และโลหะผสมที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง การผลิตของพวกเขาเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่ถึงแม้ในปัจจุบันโลหะที่เข้าถึงได้มากที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายยังคงเป็นเหล็กที่ขึ้นสนิมอย่างรวดเร็ว การผสมมักถูกใช้เพื่อให้ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมที่มีเหล็กเป็นหลัก นี่คือวิธีการได้รับเหล็กกล้าไร้สนิมซึ่งนอกเหนือจากเหล็กแล้วยังมีโครเมียมและนิกเกิลอีกด้วย สแตนเลสที่พบมากที่สุดในยุคของเรา เกรด 188 (โครเมียม 18% และนิกเกิล 8%) ปรากฏในปี 1923 ทนทานต่อความชื้นและออกซิเจนได้อย่างสมบูรณ์ ตันแรก สแตนเลสในประเทศของเราถูกถลุงในปี 1924 ในเมืองซลาตูสต์ ปัจจุบันเหล็กดังกล่าวหลายเกรดได้รับการพัฒนา ซึ่งนอกเหนือจากโครเมียมและนิกเกิลแล้ว ยังมีแมงกานีส โมลิบดีนัม ทังสเตน และองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ อีกด้วย มักใช้การผสมพื้นผิวของโลหะผสมเหล็กราคาไม่แพงกับสังกะสี อลูมิเนียม และโครเมียม

เพื่อต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ จึงมีการใช้การเคลือบบาง ๆ ของโลหะอื่น ๆ ที่ทนทานต่อความชื้นและออกซิเจนในบรรยากาศกับผลิตภัณฑ์เหล็ก มักใช้การชุบโครเมียมและนิกเกิล เนื่องจากการชุบโครเมี่ยมมักจะมีรอยแตกร้าว จึงมักจะถูกนำไปใช้กับการชุบนิกเกิลที่มีการตกแต่งน้อย เพื่อป้องกันกระป๋องดีบุกจากการกัดกร่อนของกรดอินทรีย์ที่มีอยู่ใน ผลิตภัณฑ์อาหารมีการใช้ดีบุกในปริมาณมาก แคดเมียมถูกนำมาใช้ในการเคลือบเครื่องครัวมาเป็นเวลานาน แต่ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าโลหะชนิดนี้เป็นอันตรายต่อสุขภาพ และการเคลือบแคดเมียมนั้นใช้ในเทคโนโลยีเท่านั้น

เพื่อชะลอการกัดกร่อน จึงมีการใช้สารเคลือบเงาและสี น้ำมันแร่ และสารหล่อลื่นบนพื้นผิวโลหะ โครงสร้างใต้ดินถูกปกคลุมด้วยชั้นบิทูเมนหรือโพลีเอทิลีนหนา พื้นผิวภายใน ท่อเหล็กและถังเคลือบด้วยปูนซีเมนต์ราคาถูก

เพื่อให้งานสีมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น พื้นผิวโลหะจะต้องทำความสะอาดสิ่งสกปรกและผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างทั่วถึง และต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ สำหรับผลิตภัณฑ์เหล็ก จะใช้สิ่งที่เรียกว่าตัวแปลงสนิมที่มีกรดออร์โธฟอสฟอริก (H 3 PO 4) และเกลือของมัน พวกมันละลายออกไซด์ที่ตกค้างและสร้างฟิล์มฟอสเฟตที่มีความหนาแน่นและทนทานซึ่งสามารถปกป้องพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ได้ในระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นโลหะจะถูกเคลือบด้วยชั้นไพรเมอร์ซึ่งควรยึดติดกับพื้นผิวได้ดีและมีคุณสมบัติในการป้องกัน (โดยปกติจะใช้ตะกั่วสีแดงหรือซิงค์โครเมต) หลังจากนี้สามารถทาวานิชหรือทาสีได้

หนึ่งในที่สุด วิธีการที่มีประสิทธิภาพการต่อสู้กับการกัดกร่อนคือการป้องกันไฟฟ้าเคมี เพื่อปกป้องแท่นขุดเจาะ ฐานโลหะที่เชื่อม และท่อใต้ดิน พวกมันจึงเชื่อมต่อกันเป็นแคโทดกับแหล่งจ่ายกระแสภายนอก อิเล็กโทรดเฉื่อยเสริมถูกใช้เป็นขั้วบวก

การป้องกันอีกเวอร์ชันหนึ่งใช้สำหรับโครงสร้างเหล็กที่มีขนาดค่อนข้างเล็กหรือวัตถุโลหะที่หุ้มฉนวนเพิ่มเติม (เช่นท่อ) ในกรณีนี้มีการใช้ตัวป้องกัน - ขั้วบวกที่ทำจากโลหะที่ค่อนข้างใช้งาน (โดยปกติคือแมกนีเซียม, สังกะสี, อลูมิเนียมและโลหะผสม) ซึ่งค่อยๆพังทลายลงเพื่อปกป้องวัตถุหลัก ด้วยความช่วยเหลือของขั้วบวกแมกนีเซียมหนึ่งอันทำให้สามารถป้องกันไปป์ไลน์ได้นานถึง 8 กม. การป้องกันดอกยางแพร่หลาย ตัวอย่างเช่นในสหรัฐอเมริกามีการใช้อลูมิเนียมประมาณ 11.5 พันตันต่อปีในการผลิตอุปกรณ์ป้องกัน

การป้องกันโลหะชนิดหนึ่งจากอีกโลหะหนึ่ง โลหะที่มีความกระฉับกระเฉงมากกว่าซึ่งอยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายจะมีประสิทธิผลโดยไม่สร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น โลหะที่มีฤทธิ์มากกว่า (เช่น สังกะสีบนพื้นผิวเหล็ก) จะช่วยปกป้องโลหะที่มีฤทธิ์น้อยกว่าจากการถูกทำลาย

วิธีการทางเคมีไฟฟ้าในการต่อสู้กับการกัดกร่อนยังรวมถึงการป้องกันการทำลายโครงสร้างด้วยกระแสน้ำที่หลงทาง วิธีหนึ่งในการกำจัดการกัดกร่อนดังกล่าวคือการเชื่อมต่อตัวนำโลหะเข้ากับส่วนของโครงสร้างซึ่งมีกระแสหลงไหลไหลไปตามรางที่รถรางหรือรถไฟฟ้าเคลื่อนที่

เอเลน่า ซาวินคินา

วรรณกรรม ฟรีแมนเทิล เอ็ม. เคมีในการดำเนินการ- ใน 2 ส่วน M., Mir, 1991
Stepin B.D., Alikberova L.Yu. หนังสือเคมีสำหรับอ่านที่บ้าน- ม., เคมี, 2537

การกัดกร่อนของโลหะหรือโลหะผสมเกิดขึ้นตามกฎที่อินเทอร์เฟซเฟส เช่น ที่ขอบเขตการสัมผัส แข็งด้วยแก๊สหรือของเหลว

กระบวนการกัดกร่อนแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้ ตามกลไกปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับสิ่งแวดล้อม ตามประเภทของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ตามประเภทของการกัดกร่อนที่สร้างความเสียหายให้กับพื้นผิว โดยปริมาตรของโลหะที่ถูกทำลาย โดยธรรมชาติของอิทธิพลเพิ่มเติมที่โลหะถูกสัมผัสพร้อมกับการกระทำของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ตามกลไกการทำงานร่วมกันของโลหะกับสิ่งแวดล้อมจะแยกแยะการกัดกร่อนทางเคมีและไฟฟ้าเคมีได้

การกัดกร่อนที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์จัดอยู่ในประเภทการกัดกร่อนทางชีวภาพ และการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีกัมมันตภาพรังสีเรียกว่าการกัดกร่อนของรังสี

ขึ้นอยู่กับประเภทของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่เกี่ยวข้องกับการทำลายการกัดกร่อนของโลหะหรือโลหะผสม พวกมันแยกความแตกต่างระหว่างการกัดกร่อนในของเหลวที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ การกัดกร่อนในสารละลายและการละลายของอิเล็กโทรไลต์ ก๊าซ การกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ ใต้ดิน (ดิน) การกัดกร่อนของกระแสไฟหลงทาง ฯลฯ

ขึ้นอยู่กับลักษณะของการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวของโลหะหรือโลหะผสมหรือระดับของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลในระหว่างกระบวนการกัดกร่อน โดยไม่คำนึงถึงคุณสมบัติของสภาพแวดล้อม ความเสียหายจากการกัดกร่อนอาจมีหลายประเภท

1. หากการกัดกร่อนครอบคลุมพื้นผิวโลหะทั้งหมด การทำลายประเภทนี้เรียกว่า - การกัดกร่อนที่สมบูรณ์- การกัดกร่อนอย่างต่อเนื่องหมายถึงการทำลายโลหะและโลหะผสมภายใต้อิทธิพลของกรด ด่าง และบรรยากาศ การกัดกร่อนอย่างต่อเนื่องสามารถสม่ำเสมอได้ กล่าวคือ การทำลายของโลหะเกิดขึ้นในอัตราเดียวกันทั่วทั้งพื้นผิว และไม่สม่ำเสมอ เมื่ออัตราการกัดกร่อนในแต่ละพื้นที่ของพื้นผิวไม่เท่ากัน ตัวอย่างของการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอคือการกัดกร่อนในปฏิกิริยาระหว่างทองแดงกับกรดไนตริก เหล็กกับกรดไฮโดรคลอริก สังกะสีกับกรดซัลฟิวริก อลูมิเนียมกับสารละลายอัลคาไล ในกรณีเหล่านี้ ผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนจะไม่คงอยู่บนพื้นผิวโลหะ ท่อเหล็กก็สึกกร่อนในลักษณะเดียวกัน กลางแจ้ง- สังเกตได้ง่ายว่าคุณกำจัดชั้นสนิมออกหรือไม่ ข้างใต้พบพื้นผิวโลหะหยาบกระจายสม่ำเสมอทั่วทั้งท่อ

2. โลหะผสมของโลหะบางชนิดมีความอ่อนไหวต่อ - การกัดกร่อนแบบเลือกสรรเมื่อองค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่งหรือโครงสร้างอย่างใดอย่างหนึ่งของโลหะผสมถูกทำลาย ในขณะที่ส่วนที่เหลือยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติ เมื่อทองเหลืองสัมผัสกับกรดซัลฟิวริก การกัดกร่อนแบบเลือกส่วนประกอบจะเกิดขึ้น - การกัดกร่อนของสังกะสี และโลหะผสมจะอุดมไปด้วยทองแดง การทำลายดังกล่าวสังเกตได้ง่ายเนื่องจากพื้นผิวของผลิตภัณฑ์มีสีแดงเกิดขึ้นเนื่องจากความเข้มข้นของทองแดงในโลหะผสมเพิ่มขึ้น ด้วยการกัดกร่อนแบบเลือกสรรโครงสร้าง การทำลายโครงสร้างใดๆ ของโลหะผสมจะเกิดขึ้นเป็นส่วนใหญ่ ตัวอย่างเช่น เมื่อเหล็กสัมผัสกับกรด เฟอร์ไรต์จะถูกทำลาย แต่เหล็กคาร์ไบด์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เหล็กหล่อมีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนประเภทนี้เป็นพิเศษ

3. สำหรับการกัดกร่อนเฉพาะที่บนพื้นผิวของโลหะ จะพบรอยโรคในรูปแบบของจุด แผล และจุดแต่ละจุด การกัดกร่อนในท้องถิ่นเกิดขึ้นในรูปแบบของจุดทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของรอยโรคนั่นคือรอยโรคที่ไม่ลึกมากในความหนาของโลหะ แผลพุพอง - รอยโรคลึกเข้าไปในความหนาของโลหะ จุดซึ่งบางครั้งแทบมองไม่เห็นด้วยตา แต่เจาะลึกเข้าไปในโลหะ การกัดกร่อนในรูปแบบของหลุมและจุดเป็นอันตรายมากสำหรับโครงสร้างดังกล่าวซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาสภาพความรัดกุมและการซึมผ่านไม่ได้ (ถัง, อุปกรณ์, ท่อที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมี)

4. การกัดกร่อนใต้ผิวดินเริ่มจากผิวโลหะในกรณีที่ เคลือบป้องกัน(ฟิล์ม ออกไซด์ ฯลฯ) ถูกทำลายในบางพื้นที่ ในกรณีนี้ การทำลายเกิดขึ้นส่วนใหญ่ภายใต้การเคลือบ และผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนจะกระจุกตัวอยู่ภายในโลหะ การกัดกร่อนใต้ผิวดินมักทำให้เกิดการบวมและการหลุดร่อนของโลหะ สามารถระบุได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น

5. การกัดกร่อนของรอยแยก- การทำลายโลหะภายใต้ปะเก็น, ในช่องว่าง, ตัวยึดแบบเกลียว, ข้อต่อแบบหมุดย้ำ ฯลฯ มักเกิดขึ้นในบริเวณโครงสร้างที่อยู่ในช่องว่าง (รอยแตก)

6. การกัดกร่อนตามขอบเกรน- การทำลายโลหะตามแนวขอบเขตของผลึก (เมล็ดพืช) โดยสูญเสียความแข็งแรงเชิงกล ลักษณะของโลหะไม่เปลี่ยนแปลง แต่ถูกทำลายเป็นผลึกเดี่ยว ๆ ได้ง่ายภายใต้อิทธิพลทางกล สิ่งนี้อธิบายได้จากการก่อตัวของผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนที่มีความแข็งแรงต่ำแบบหลวมๆ ระหว่างเม็ดโลหะหรือโลหะผสม เหล็กโครเมียมและโครเมียม-นิกเกิล โลหะผสมนิกเกิลและอลูมิเนียมมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนประเภทนี้ เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนตามขอบเกรน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีปริมาณคาร์บอนลดลงหรือสารก่อรูปคาร์ไบด์ - ไทเทเนียม, แทนทาลัม, ไนโอเบียม (ใน 5-8 เท่าของปริมาณคาร์บอน) ถูกนำมาใช้ในองค์ประกอบของพวกเขา

เมื่อโลหะหรือโลหะผสมสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสูงและความเครียดทางกล การกัดกร่อนแตกร้าว หรือการกัดกร่อนตามขอบเกรนไปพร้อมๆ กัน ก็เป็นไปได้ ในกรณีนี้การทำลายไม่เพียงเกิดขึ้นตามขอบเขตของผลึกเท่านั้น แต่ผลึกโลหะเองก็ถูกแบ่งออกเป็นส่วน ๆ นี่เป็นการกัดกร่อนประเภทที่อันตรายมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโครงสร้างที่รับภาระทางกล (สะพาน เพลา สายเคเบิล สปริง เครื่องนึ่งความดัน หม้อไอน้ำ,เครื่องยนต์สันดาปภายใน,น้ำและ กังหันไอน้ำฯลฯ)

การกัดกร่อนแตกร้าวขึ้นอยู่กับการออกแบบอุปกรณ์ ลักษณะของสภาพแวดล้อมที่รุนแรง โครงสร้างและโครงสร้างของโลหะหรือโลหะผสม อุณหภูมิ ฯลฯ ตัวอย่างเช่น การแตกร้าวของการกัดกร่อนของเหล็กกล้าคาร์บอนมักเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างที่อุณหภูมิสูง สแตนเลส - ในสารละลายคลอไรด์, คอปเปอร์ซัลเฟต, กรดออร์โธฟอสฟอริก; โลหะผสมอลูมิเนียมและแมกนีเซียม - ภายใต้อิทธิพลของน้ำทะเล ไทเทเนียมและโลหะผสม - ภายใต้อิทธิพลของกรดไนตริกเข้มข้นและสารละลายไอโอดีนในเมทานอล

ควรสังเกตว่าทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของโลหะหรือโลหะผสมและคุณสมบัติของสภาพแวดล้อมที่รุนแรง มีความเค้นวิกฤตที่มักพบการแตกร้าวของการกัดกร่อน

ขึ้นอยู่กับลักษณะของอิทธิพลเพิ่มเติมที่โลหะถูกสัมผัส พร้อมกับการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เราสามารถแยกแยะการกัดกร่อนจากความเค้น การกัดกร่อนจากการเสียดสี และการกัดกร่อนแบบคาวิเทชันได้

7. การกัดกร่อนจากความเค้น- การกัดกร่อนภายใต้การสัมผัสพร้อมกันกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและความเครียดถาวรหรือชั่วคราว ผลกระทบพร้อมกันของแรงดึงแบบไซคลิกและสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทำให้เกิดความล้าจากการกัดกร่อน กล่าวคือ จะเกิดการทำลายโลหะก่อนเวลาอันควร กระบวนการนี้สามารถแสดงได้ดังต่อไปนี้ ขั้นแรก การกัดกร่อนในท้องถิ่นจะปรากฏบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ในรูปแบบของแผล ซึ่งเริ่มทำหน้าที่เป็นตัวทำให้เกิดความเครียด ค่าความเครียดสูงสุดจะอยู่ที่ด้านล่างของแผลซึ่งมี ศักยภาพด้านลบมากกว่าผนังซึ่งส่งผลให้โลหะถูกทำลายลึกและแผลจะกลายเป็นรอยแตก เพลาใบพัดไวต่อการกัดกร่อนประเภทนี้ สปริงรถยนต์ เชือก ม้วนเย็นของโรงรีด ฯลฯ

8. การกัดกร่อนจากแรงเสียดทาน- การทำลายโลหะที่เกิดจากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและแรงเสียดทานพร้อมกัน เมื่อพื้นผิวทั้งสองเคลื่อนที่แบบสั่นสัมพันธ์กันภายใต้สภาวะที่ต้องสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การกัดกร่อนจากการเสียดสี หรือการกัดกร่อนแบบเฟรตติ้งจะเกิดขึ้น สามารถกำจัดการกัดกร่อนเนื่องจากการเสียดสีหรือการสั่นสะเทือนได้ ทางเลือกที่เหมาะสมวัสดุโครงสร้าง ลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน การใช้สารเคลือบ เป็นต้น

9. การกัดกร่อนของแก๊ส- นี่คือการกัดกร่อนทางเคมีของโลหะในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซซึ่งมีความชื้นขั้นต่ำ (ปกติไม่เกิน 0.1%) หรือที่อุณหภูมิสูง การกัดกร่อนประเภทนี้เกิดขึ้นบ่อยครั้งในอุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมี ตัวอย่างเช่น ในการผลิตกรดซัลฟิวริกในขั้นตอนของการเกิดออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ในการสังเคราะห์แอมโมเนีย ในการผลิตกรดไนตริกและไฮโดรเจนคลอไรด์ ในกระบวนการสังเคราะห์แอลกอฮอล์อินทรีย์ การแตกร้าวของน้ำมัน เป็นต้น

10. การกัดกร่อนในบรรยากาศคือการกัดกร่อนของโลหะในบรรยากาศของอากาศหรือก๊าซชื้นใดๆ

11. การกัดกร่อนใต้ดิน- นี่คือการกัดกร่อนของโลหะในดินและดิน

12. การกัดกร่อนของหน้าสัมผัสเป็นการกัดกร่อนประเภทหนึ่งที่เกิดจากการสัมผัสของโลหะซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าคงที่ต่างกันในอิเล็กโทรไลต์ที่กำหนด

การกัดกร่อนของโลหะ– ปฏิกิริยาระหว่างกายภาพเคมีหรือเคมีระหว่างโลหะ (โลหะผสม) และสิ่งแวดล้อม ส่งผลให้คุณสมบัติเชิงหน้าที่ของโลหะ (โลหะผสม) สภาพแวดล้อม หรือระบบทางเทคนิคที่รวมอยู่นั้นเสื่อมลง

คำว่าการกัดกร่อนมาจากภาษาละตินว่า "corrodo" - "แทะ" (ภาษาละตินตอนปลาย "corrosio" แปลว่า "การกัดกร่อน")

การกัดกร่อนเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างโลหะกับสารสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อระหว่างโลหะกับสิ่งแวดล้อม ส่วนใหญ่มักเป็นการเกิดออกซิเดชันของโลหะ เช่น โดยออกซิเจนในบรรยากาศหรือกรดที่มีอยู่ในสารละลายที่โลหะสัมผัสกัน โลหะที่อยู่ในซีรีย์แรงดันไฟฟ้า (ซีรีย์กิจกรรม) ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนรวมถึงเหล็กจะไวต่อสิ่งนี้เป็นพิเศษ

4Fe + 6H 2 O (ความชื้น) + 3O 2 (อากาศ) = 4Fe(OH) 3

ธาตุเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์ไม่เสถียรมาก สูญเสียน้ำอย่างรวดเร็วและกลายเป็นเหล็ก (III) ออกไซด์ สารประกอบนี้ไม่ได้ปกป้องพื้นผิวเหล็กจากการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม เป็นผลให้วัตถุที่เป็นเหล็กสามารถถูกทำลายได้อย่างสมบูรณ์

อลูมิเนียมภายใต้สภาวะปกติสามารถทนต่ออากาศและน้ำได้แม้กระทั่งน้ำเดือด แต่ถ้าใช้สารปรอทกับพื้นผิวของอลูมิเนียมผลอะมัลกัมจะทำลายฟิล์มออกไซด์ - ดันออกจากพื้นผิวและโลหะจะกลายเป็นสะเก็ดอลูมิเนียมสีขาวอย่างรวดเร็ว เมตาไฮดรอกไซด์:

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

อลูมิเนียมที่ผสมกันจะทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อปล่อยไฮโดรเจน:

2อัล + 4H 2 O = 2AlO(OH) + 3H 2

การกัดกร่อนพบได้บ่อยที่สุดในสภาพแวดล้อมที่มีอิเล็กโทรไลต์ ในกระบวนการทางเทคโนโลยีบางอย่าง โลหะจะสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์หลอมเหลว อย่างไรก็ตาม การกัดกร่อนส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ โลหะไม่จำเป็นต้องแช่อยู่ในของเหลวจนหมด สารละลายอิเล็กโทรไลต์อาจปรากฏอยู่ในรูปของฟิล์มบางๆ บนพื้นผิวของโลหะ พวกมันมักจะแทรกซึมเข้าไปในสภาพแวดล้อมรอบๆ โลหะ (ดิน คอนกรีต ฯลฯ)

ในระหว่างการก่อสร้างสะพานรถไฟใต้ดินและสถานี Leninskie Gory ในมอสโก มีการเติมโซเดียมคลอไรด์จำนวนมากลงในคอนกรีตเพื่อป้องกันการแข็งตัวของคอนกรีตที่ยังไม่แข็งตัว สถานีนี้สร้างขึ้นโดยใช้เวลาสั้นที่สุด (ภายในเวลาเพียง 15 เดือน) และเปิดดำเนินการเมื่อวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2502 อย่างไรก็ตาม การมีโซเดียมคลอไรด์ในคอนกรีตส่งผลให้เหล็กเสริมเหล็กถูกทำลาย โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กร้อยละ 60 ถูกกัดกร่อน จึงปิดสถานีเพื่อสร้างใหม่ , ยาวนานเกือบ 10 ปี เฉพาะในวันที่ 14 มกราคม พ.ศ. 2545 สะพานรถไฟใต้ดินและสถานีที่เรียกว่า Vorobyovy Gory ได้ถูกเปิดอีกครั้ง

การใช้เกลือ (โดยปกติคือโซเดียมหรือแคลเซียมคลอไรด์) เพื่อกำจัดหิมะและน้ำแข็งออกจากถนนและทางเท้ายังทำให้โลหะสลายเร็วขึ้นอีกด้วย ยานพาหนะและการสื่อสารใต้ดินได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง มีการประมาณการว่าในสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียว การใช้เกลือเพื่อต่อสู้กับหิมะและน้ำแข็งทำให้เกิดการสูญเสียประมาณ 2 พันล้านดอลลาร์ต่อปีเนื่องจากการกัดกร่อนของเครื่องยนต์ และ 0.5 พันล้านดอลลาร์ในการซ่อมแซมถนน ทางหลวงใต้ดิน และสะพานเพิ่มเติม

การกัดกร่อนด้วยเคมีไฟฟ้านำไปสู่การทำลายอย่างรวดเร็วของโลหะที่มีความว่องไวมากขึ้น ซึ่งในกลไกและอุปกรณ์ต่าง ๆ จะสัมผัสกับโลหะที่มีความว่องไวน้อยกว่าซึ่งอยู่ทางด้านขวาในชุดแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า การใช้ชิ้นส่วนทองแดงหรือทองเหลืองในโครงสร้างเหล็กหรืออลูมิเนียมที่ทำงานในน้ำทะเลจะช่วยเพิ่มการกัดกร่อนได้อย่างมาก มีหลายกรณีของการทำลายล้างและการจมเรือซึ่งการชุบเหล็กถูกยึดด้วยหมุดทองแดง

กระบวนการเคมีไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้ในโลหะที่เป็นเนื้อเดียวกัน พวกมันจะถูกเปิดใช้งานหากมีความแตกต่างในองค์ประกอบของเม็ดโลหะในปริมาณมากและที่ขอบเขต, ความเค้นทางกลที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน, สิ่งเจือปนขนาดเล็ก ฯลฯ เพื่อนร่วมชาติของเราหลายคนมีส่วนร่วมในการพัฒนาทฤษฎีทั่วไปเกี่ยวกับการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุโลหะ รวมถึง Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky (1865–1952) และ Alexander Naumovich Frumkin (1895–1976)

สาเหตุหนึ่งของการเกิดการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเคมีคือกระแสหลงซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าบางส่วนจากวงจรไฟฟ้าลงสู่ดินหรือสารละลายในน้ำซึ่งตกบนโครงสร้างโลหะ เมื่อกระแสน้ำไหลออกจากโครงสร้างเหล่านี้ การละลายของโลหะจะเริ่มลงสู่ดินหรือน้ำอีกครั้ง โซนการทำลายโลหะดังกล่าวภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำหลงทางมักพบเห็นได้บ่อยในพื้นที่การขนส่งทางไฟฟ้าภาคพื้นดิน (สายรถราง, การขนส่งทางรถไฟไฟฟ้า) กระแสเหล่านี้สามารถเข้าถึงหลายแอมแปร์ ซึ่งนำไปสู่ความเสียหายจากการกัดกร่อนอย่างมาก เช่น หากกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 1 A เป็นเวลาหนึ่งปีจะทำให้เกิดการละลายของเหล็ก 9.1 กก. สังกะสี 10.7 กก. ตะกั่ว 33.4 กก.

การกัดกร่อนทำให้เกิดการสูญเสียโลหะครั้งใหญ่อย่างถาวร ประมาณ 10% ของเหล็กที่ผลิตได้จะถูกทำลายโดยสิ้นเชิงทุกปี ตามที่สถาบันเคมีกายภาพแห่ง Russian Academy of Sciences ระบุว่าเตาหลอมแห่งที่หกทุกแห่งในรัสเซียทำงานได้เปล่าประโยชน์ - โลหะที่หลอมทั้งหมดจะกลายเป็นสนิม การทำลายโครงสร้างโลหะ ยานพาหนะเพื่อการเกษตรและการขนส่ง และอุปกรณ์อุตสาหกรรม ทำให้เกิดการหยุดทำงาน อุบัติเหตุ และทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ลดลง เมื่อพิจารณาถึงการกัดกร่อนที่เป็นไปได้ ส่งผลให้ต้นทุนโลหะเพิ่มขึ้นในการผลิตอุปกรณ์แรงดันสูง หม้อต้มไอน้ำ ภาชนะโลหะสำหรับสารพิษและสารกัมมันตภาพรังสี เป็นต้น สิ่งนี้จะเพิ่มการสูญเสียจากการกัดกร่อนโดยรวม ต้องใช้เงินจำนวนพอสมควรในการป้องกันการกัดกร่อน อัตราส่วนของการสูญเสียโดยตรง การสูญเสียทางอ้อม และต้นทุนในการป้องกันการกัดกร่อนประมาณไว้ที่ (3–4):1:1 ในประเทศอุตสาหกรรม ความเสียหายจากการกัดกร่อนสูงถึง 4% ของรายได้ประชาชาติ ในประเทศของเรามีมูลค่าหลายพันล้านรูเบิลต่อปี

ปัญหาในการปกป้องโลหะจากการกัดกร่อนเกิดขึ้นเกือบตั้งแต่เริ่มใช้งาน ผู้คนพยายามปกป้องโลหะจากอิทธิพลของชั้นบรรยากาศด้วยความช่วยเหลือของไขมัน น้ำมัน และต่อมาด้วยการเคลือบด้วยโลหะอื่นๆ และเหนือสิ่งอื่นใดคือดีบุกที่ละลายต่ำ (tinning) ในงานของเฮโรโดตุส นักประวัติศาสตร์ชาวกรีกโบราณ (ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช) และนักวิทยาศาสตร์ชาวโรมันโบราณ พลินีผู้อาวุโส (ศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช) มีการอ้างอิงถึงการใช้ดีบุกเพื่อปกป้องเหล็กจากการเกิดสนิมแล้ว ปัจจุบันการต่อสู้กับการกัดกร่อนดำเนินการในหลายทิศทางพร้อมกัน - พวกเขากำลังพยายามที่จะเปลี่ยนสภาพแวดล้อมที่ผลิตภัณฑ์โลหะทำงานมีอิทธิพลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุเองและป้องกันการสัมผัสระหว่างโลหะกับสารที่มีฤทธิ์รุนแรงจากภายนอก สิ่งแวดล้อม.

ความก้าวร้าวของบรรยากาศขึ้นอยู่กับความชื้นเป็นอย่างมาก สำหรับโลหะใดๆ จะมีความชื้นสัมพัทธ์วิกฤตในระดับหนึ่ง ซึ่งต่ำกว่านั้นจะไม่ได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ สำหรับเหล็ก ทองแดง นิกเกิล สังกะสี มีค่าประมาณ 50–70% บางครั้ง เพื่อรักษาสิ่งของที่มีคุณค่าทางประวัติศาสตร์ อุณหภูมิของสิ่งของเหล่านั้นจะถูกรักษาไว้เหนือจุดน้ำค้าง ในพื้นที่ปิด (เช่น ในกล่องบรรจุภัณฑ์) ความชื้นจะลดลงโดยใช้ซิลิกาเจลหรือตัวดูดซับอื่นๆ ความก้าวร้าวของบรรยากาศอุตสาหกรรมนั้นพิจารณาจากผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นหลัก ( ซม- มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม) การป้องกันฝนกรดและการกำจัดก๊าซที่เป็นอันตรายจะช่วยลดการสูญเสียจากการกัดกร่อน

โลหะมีตระกูลทนทานต่อการกัดกร่อนได้จริง แต่มีราคาแพงเกินไปสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลาย ดังนั้นจึงใช้เฉพาะในส่วนที่สำคัญที่สุดเท่านั้น เช่น สำหรับการผลิตหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าที่ไม่กัดกร่อน นิกเกิล อลูมิเนียม ทองแดง ไทเทเนียม และโลหะผสมที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง การผลิตของพวกเขาเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่ถึงแม้ในปัจจุบันโลหะที่เข้าถึงได้มากที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายยังคงเป็นเหล็กที่ขึ้นสนิมอย่างรวดเร็ว การผสมมักถูกใช้เพื่อให้ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมที่มีเหล็กเป็นหลัก นี่คือวิธีการได้รับเหล็กกล้าไร้สนิมซึ่งนอกเหนือจากเหล็กแล้วยังมีโครเมียมและนิกเกิลอีกด้วย สแตนเลสที่พบมากที่สุดในยุคของเรา เกรด 18–8 (โครเมียม 18% และนิกเกิล 8%) ปรากฏในปี 1923 ค่อนข้างทนทานต่อความชื้นและออกซิเจน สแตนเลสตันแรกในประเทศของเราถูกถลุงในปี 1924 ในเมือง Zlatoust ปัจจุบันเหล็กดังกล่าวหลายเกรดได้รับการพัฒนา ซึ่งนอกเหนือจากโครเมียมและนิกเกิลแล้ว ยังมีแมงกานีส โมลิบดีนัม ทังสเตน และองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ อีกด้วย มักใช้การผสมพื้นผิวของโลหะผสมเหล็กราคาไม่แพงกับสังกะสี อลูมิเนียม และโครเมียม

เพื่อต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ จึงมีการใช้การเคลือบบาง ๆ ของโลหะอื่น ๆ ที่ทนทานต่อความชื้นและออกซิเจนในบรรยากาศกับผลิตภัณฑ์เหล็ก มักใช้การชุบโครเมียมและนิกเกิล เนื่องจากการชุบโครเมี่ยมมักจะมีรอยแตกร้าว จึงมักจะถูกนำไปใช้กับการชุบนิกเกิลที่มีการตกแต่งน้อย การปกป้องกระป๋องดีบุกจากการกัดกร่อนด้วยกรดอินทรีย์ที่พบในผลิตภัณฑ์อาหารจำเป็นต้องใช้ดีบุกในปริมาณมาก แคดเมียมถูกนำมาใช้ในการเคลือบเครื่องครัวมาเป็นเวลานาน แต่ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าโลหะชนิดนี้เป็นอันตรายต่อสุขภาพ และการเคลือบแคดเมียมนั้นใช้ในเทคโนโลยีเท่านั้น

เพื่อชะลอการกัดกร่อน จึงมีการใช้สารเคลือบเงาและสี น้ำมันแร่ และสารหล่อลื่นบนพื้นผิวโลหะ โครงสร้างใต้ดินถูกปกคลุมด้วยชั้นบิทูเมนหรือโพลีเอทิลีนหนา พื้นผิวภายในของท่อเหล็กและถังได้รับการปกป้องด้วยการเคลือบซีเมนต์ราคาถูก

หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการต่อสู้กับการกัดกร่อนคือการป้องกันไฟฟ้าเคมี เพื่อปกป้องแท่นขุดเจาะ ฐานโลหะที่เชื่อม และท่อใต้ดิน พวกมันจึงเชื่อมต่อกันเป็นแคโทดกับแหล่งจ่ายกระแสภายนอก อิเล็กโทรดเฉื่อยเสริมถูกใช้เป็นขั้วบวก

เอเลน่า ซาวินคินา

ปฏิกิริยาเคมีและเคมีกายภาพที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อมกับโลหะและโลหะผสม ในกรณีส่วนใหญ่จะนำไปสู่การทำลายล้างที่เกิดขึ้นเอง กระบวนการทำลายตัวเองมีคำศัพท์ของตัวเอง - "การกัดกร่อน" ผลของการกัดกร่อนทำให้คุณสมบัติของโลหะเสื่อมลงอย่างมีนัยสำคัญซึ่งเป็นผลมาจากการที่ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะล้มเหลวอย่างรวดเร็ว โลหะทุกชนิดมีคุณสมบัติที่สามารถต้านทานการทำลายล้างได้ ความต้านทานการกัดกร่อนหรือที่เรียกกันว่าความต้านทานต่อสารเคมีของวัสดุเป็นหนึ่งในเกณฑ์หลักในการเลือกโลหะและโลหะผสมสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์บางชนิด

ขึ้นอยู่กับความเข้มและระยะเวลาของกระบวนการกัดกร่อน โลหะอาจถูกทำลายบางส่วนหรือทั้งหมดก็ได้ ปฏิกิริยาระหว่างสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนกับโลหะทำให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น ตะกรัน ฟิล์มออกไซด์ และสนิมบนพื้นผิวโลหะ ปรากฏการณ์เหล่านี้แตกต่างกันไม่เพียงแต่รูปลักษณ์ภายนอกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระดับการยึดเกาะกับพื้นผิวโลหะด้วย ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการออกซิเดชั่นของโลหะ เช่น อลูมิเนียม พื้นผิวของมันถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ซึ่งมีความแข็งแรงสูง ต้องขอบคุณภาพยนตร์เรื่องนี้กระบวนการทำลายล้างจึงหยุดลงและไม่ทะลุเข้าไปข้างใน ถ้าเราพูดถึงสนิมผลของอิทธิพลก็คือการก่อตัวของชั้นที่หลวม กระบวนการกัดกร่อนในกรณีนี้จะแทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างภายในของโลหะอย่างรวดเร็วซึ่งก่อให้เกิดการทำลายล้างอย่างรวดเร็ว

ตัวบ่งชี้ที่ใช้ในการจำแนกประเภทของกระบวนการกัดกร่อน:

ประเภทของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
สภาพและกลไกการเกิด
ลักษณะของความเสียหายจากการกัดกร่อน
ประเภทของผลกระทบเพิ่มเติมต่อโลหะ

ตามกลไกของกระบวนการกัดกร่อนการกัดกร่อนของโลหะและโลหะผสมทั้งทางเคมีและไฟฟ้าเคมีมีความโดดเด่น

การกัดกร่อนของสารเคมี- นี่คือปฏิกิริยาของโลหะกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในระหว่างที่มีการสังเกตการเกิดออกซิเดชันของโลหะและการฟื้นฟูองค์ประกอบออกซิไดซ์ของสิ่งแวดล้อมพร้อมกัน ผลิตภัณฑ์ที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันจะไม่ถูกแยกออกจากกันในเชิงพื้นที่

การกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี- นี่คืออันตรกิริยาของโลหะกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนซึ่งเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ กระบวนการไอออไนซ์ของอะตอมโลหะตลอดจนกระบวนการรีดิวซ์ส่วนประกอบออกซิไดซ์ของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนนั้นเกิดขึ้นในการกระทำที่แตกต่างกัน ศักย์ไฟฟ้าของสารละลายอิเล็กโทรไลต์มีผลกระทบอย่างมากต่ออัตราของกระบวนการเหล่านี้

การกัดกร่อนมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับประเภทของสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

การกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศแสดงถึงการทำลายตัวเองของโลหะในบรรยากาศอากาศหรือในบรรยากาศก๊าซที่มีความชื้นสูง

การกัดกร่อนของแก๊สคือการกัดกร่อนของโลหะที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซซึ่งมีความชื้นน้อยที่สุด การขาดความชื้นในสภาพแวดล้อมของก๊าซไม่ได้ เงื่อนไขเดียวส่งเสริมการทำลายตนเองของโลหะ การกัดกร่อนยังเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิสูงอีกด้วย การกัดกร่อนประเภทนี้พบได้บ่อยในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและเคมี

การกัดกร่อนจากรังสีแสดงถึงการทำลายตัวเองของโลหะภายใต้อิทธิพลของรังสีกัมมันตภาพรังสีในระดับความเข้มที่แตกต่างกัน

การกัดกร่อนใต้ดินคือการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นในดินและดินต่างๆ

การกัดกร่อนของหน้าสัมผัสแสดงถึงประเภทของการกัดกร่อน ซึ่งก่อตัวได้ง่ายโดยการสัมผัสของโลหะหลายชนิดที่แตกต่างกันโดยศักย์คงที่ในอิเล็กโทรไลต์เฉพาะ

การกัดกร่อนทางชีวภาพคือการกัดกร่อนของโลหะที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์ต่าง ๆ และกิจกรรมที่สำคัญของพวกมัน

การกัดกร่อนตามกระแส (ภายนอกและหลงทาง)- การกัดกร่อนของโลหะอีกประเภทหนึ่ง หากโลหะสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าจาก แหล่งภายนอกแล้วนี่คือการกัดกร่อนจากกระแสภายนอก หากผลกระทบเกิดขึ้นจากกระแสรั่วไหล แสดงว่านี่คือการกัดกร่อนของกระแสรั่วไหล

โพรงอากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นกระบวนการทำลายโลหะด้วยตนเอง ซึ่งเกิดขึ้นได้จากการกระแทกและการกัดกร่อนของสภาพแวดล้อมภายนอก

การกัดกร่อนจากความเครียดคือการกัดกร่อนของโลหะที่เกิดจากปฏิกิริยาของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและความเค้นเชิงกล ประเภทนี้การกัดกร่อนก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากต่อโครงสร้างโลหะที่ต้องเผชิญกับความเครียดทางกลอย่างรุนแรง

การกัดกร่อนแบบ Fretting- การกัดกร่อนของโลหะชนิดหนึ่งที่เกิดจากการรวมกันของการสั่นสะเทือนและการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เพื่อลดโอกาสที่จะเกิดการกัดกร่อนเนื่องจากแรงเสียดทานและการสั่นสะเทือนจึงจำเป็นต้องเลือกใช้วัสดุโครงสร้างอย่างระมัดระวัง นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องใช้สารเคลือบพิเศษและหากเป็นไปได้ให้ลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

ขึ้นอยู่กับลักษณะของการทำลาย การกัดกร่อนแบ่งออกเป็นแบบต่อเนื่องและแบบเลือกสรร

การกัดกร่อนที่สมบูรณ์ปกปิดพื้นผิวโลหะได้อย่างสมบูรณ์ หากอัตราการทำลายล้างทั่วทั้งพื้นผิวเท่ากัน แสดงว่าเกิดการกัดกร่อนสม่ำเสมอ หากมีการทำลายโลหะในบริเวณต่างๆเกิดขึ้นด้วย ด้วยความเร็วที่แตกต่างกันการกัดกร่อนจึงเรียกว่าไม่สม่ำเสมอ

การกัดกร่อนแบบเลือกสรรหมายถึงการทำลายส่วนประกอบโลหะผสมหรือส่วนประกอบโครงสร้างอย่างใดอย่างหนึ่ง

การกัดกร่อนในท้องถิ่นซึ่งปรากฏในรูปแบบของจุดที่กระจัดกระจายแยกกันบนพื้นผิวของโลหะ แสดงถึงการกดทับที่มีความหนาต่างกัน แผลอาจเป็นเปลือกหอยหรือจุด

การกัดกร่อนใต้ผิวดินก่อตัวขึ้นโดยตรงบนพื้นผิวของโลหะ หลังจากนั้นจะเจาะลึกลงไปอีก การกัดกร่อนประเภทนี้จะมาพร้อมกับการแยกชั้นของผลิตภัณฑ์โลหะ

การกัดกร่อนตามขอบเกรนปรากฏตัวในการทำลายโลหะตามขอบเขตของเมล็ดข้าว โดย รูปร่างโลหะค่อนข้างยากที่จะระบุ อย่างไรก็ตามความแข็งแรงและความเหนียวของโลหะเปลี่ยนแปลงเร็วมาก ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากมันเปราะบาง การกัดกร่อนประเภทนี้เป็นอันตรายมากที่สุดสำหรับเหล็กกล้าโครเมียมและโครเมียม-นิกเกิล รวมถึงอะลูมิเนียมและโลหะผสมนิกเกิล

การกัดกร่อนของรอยแยกเกิดขึ้นในบริเวณที่เป็นโลหะและโลหะผสมซึ่งอยู่ในตัวยึดเกลียว ช่องว่างต่างๆ และใต้ปะเก็นทุกชนิด

เป็นที่นิยมในหมวดหมู่: