Описание коррозии

По геометрическому характеру коррозионных разрушений различают сплошную, местную, подповерхностную, межкристаллитную, избирательную. При сплошной - металл разрушается равномерно по всей поверхности. Местная вариация нарушает целостность металла на отдельных участках поверхности изделия и выражается в поражении поверхности точками, пятнами, язвами. Подповерхностная же начинается в толще металла. Продукты такого окисла, увеличиваясь в объеме, выходят на поверхность металла и вызывают местное разрушение изделия. Межкристаллитный процесс протекает по границам зерен металла и резко ухудшает его механические свойства. Избирательная коррозия сводится к растворению отдельных структурных составляющих сплавов.

По характеру взаимодействия со средой коррозия бывает химическая и электрохимическая.

Химическая вариация протекает в средах, не проводящих электротока, таких как сухие газы, жидкости органического происхождения : нефть, бензин, спирт и т. п. Наиболее интенсивно она  проявляется при повышенной температуре. В результате на поверхности деталей образуется оксидная пленка. Плотная пленка предохраняет внутренние слои изделия от окисления. Такие пленки получаются, в частности, при окислении алюминия и меди. Рыхлая пленка не защищает металл от дальнейшего поражения.

Процесс окисления усиливается под влиянием температуры. Так, скорость его появления в углеродистой стали и в газах с температурой до 600?С очень мала, при более высокой температуре проницаемость оксидной пленки резко возрастает. Это увеличивает толщину слоя окалины, которая, будучи слабо сцеплена с основным металлом, отпадает. Легированные стали допускают без заметного окисления нагрев до более высоких температур.

Электрохимическая коррозия протекает в водных растворах электролитов - солей, кислот, щелочей. Это наиболее распространенный вид окалины. Строительные металлические конструкции, большей частью работающие во среде с переизбытком влаги, подвержены электрохимической коррозии, усиливающаяся с присутствием в воздухе углекислого и сернистого газов. Интенсивно ей подвергаются конструкции, находящиеся в грунте. Пример - трубопроводы всех видов.

При электрохимической окалине часть атомов из кристаллической решетки металла (сплава) переходит в электролит в виде ионов. В металле остается эквивалентное количество электронов. В результате металл заряжается отрицательно, а окружающий его раствор электролита - положительно. Возникает гальваническая пара. Частицы металла (сплава)постепенно переходят в  раствор.

Процесс электрохимической коррозии зависит от вида сплава. Если гальваническая пара состоит из двух металлов, то растворяется металл, стоящий пра?вее в ряду напряжений: золото, серебро, медь, свинец, олово, никель, железо, хром, цинк, марганец, титан, алюминий, магний. Таким образом, при контакте же?леза с цинком растворяется цинк, а железа с медью- железо. В паре металл - неметалл в электролите раст?воряется металл.

Гальванические пары возникают также между мельчайшими зернами сплавов, если они различаются по химическому составу и физическим свойствам. В частности, входящие в состав стали феррит и цементит об?разуют гальваническую пару, в которой анодом будет феррит, катодом - цементит. Поэтому в процессе окисления феррит растворяется. Растворившееся железо взаимодействует с кислородом, всегда присут?ствующим в природной воде. В результате реакции возникает гидроксид железа, который со временем переходит в соединение nFе203-mН20 - хлопьевидное вещество, оседающее на поверхности металла в виде ржавчины.

Электрохимическая коррозия стали в щелочной среде значительно замедляется. Это обстоятельство используют при изготовлении железобетона. В процессе твердения большинства цементов возникает щелочная среда, которая способствует образованию на поверхности стальной арматуры защитной пленки из нерастворимых соединений железа типа Fe(OH)3. Происходит так называемое пассивирование железа. Пленка предохраняет металл от ржавчины. Поэтому в железобетонных конструкциях, находящихся в воздушной среде с относительной влажностью не более 60 %, окисления арматуры нет.