Классификация коррозионных процессов

По механизму протекания процесса разли­чают два типа коррозии металлов: химическую и элек­трохимическую.

Химическая коррозия — это коррозионный процесс, протекающий в средах, не проводящих электрический ток. Электрохимическая коррозия обычно сопровождает­ся протеканием электрического тока.

Коррозия по условиям протекания бывает следующая. Газовая — коррозия металла в газах при высо­ких температурах. Коррозия в неэлектролитах (например, коррозия стали в бензине). Атмосферная коррозия раз­личных металлических конструкций на воздухе. Коррозия в электролитах — в проводящих электрический ток жид­ких средах (например, коррозия в морской воде, в рас­плавленных солях и т. д.). Почвенная (например, корро­зия подземных трубопроводов). Коррозия внешним то­ком или электрокоррозия (например, коррозия подземной трубы блуждающими токами). Контактная — электрохи­мическое разрушение металлов, происходящее в резуль­тате контакта различных металлов в электролите (напри­мер, коррозия деталей из алюминиевых сплавов, сопри­касающихся с деталями из меди). Структурная — связанная со структурной неоднородностью металлов; например, ускорение коррозионного процесса чугуна в растворе серной кислоты в результате имеющихся в нем включений графита. Коррозия под напряжением (статическим), изменяющимся по значению и знаку, что часто вызывает коррозионную усталость — понижение предела выносливости металла (например, коррозия рес­сор, стальных канатов и т. д.). Коррозия при трении; на­пример, разрушение шейки вала при вращении в морской воде. Щелевая, протекающая в узких щелях и зазорах ме­жду отдельными деталями. Биокоррозия — коррозия ме­таллов под воздействием продуктов, выделяемых ми­кроорганизмами, и пота рук человека.

По характеру коррозионного разру­шения коррозия бывает следующей. Общая или сплош­ная коррозия, охватывающая всю поверхность металла. Этот вид коррозии в свою очередь подразделяется на: а) равномерную; б) неравномерную, когда коррозионный процесс по скорости неодинаков на различных участках. Местная, охватывающая лишь отдельные участки по­верхности металла. Местная коррозия бывает: пятнами, язвами в виде отдельных точек (питтинг), сквозная, под­поверхностная, начинающаяся на поверхности, но рас­пространяющаяся преимущественно под поверхностью, межкристаллитная, меняющая механические свойства ме­талла и вызывающая коррозионное растрескивание, и т. п.

Химическая коррозия металлов

Этот тип коррозии наблюдается при действии на ме­таллы сухих газов (продуктов горения топлива и др.) и жидких неэлектролитов (нефти, бензина и т. п.). Наибо­лее распространенным видом химической коррозии является газовая коррозия, происходящая в газах при вы­сокой температуре (металлическая аппаратура нагрева­тельных печей, двигателей внутреннего сгорания, газовых турбин, аппаратов синтеза аммиака и др.), а также в ходе различных технологических процессов (при термооора-ботке, нагреве перед прокаткой, ковкой, штамповкой и т. п.). В большинстве случаев продукты газовой корро­зии образуются и остаются на металле в виде пленки, ха­рактер которой определяет ее защитные свойства.

Пленки на металлах по толщине могут быть подраз­делены на три группы. Тонкие (невидимые) с толщиной от единиц до 40,0 нм (400 Ǻ ). Средние (дающие цвета побежалости), толщина которых колеблется от 40,0 до 500,0 нм (от 400 до 5000 Ǻ). Толстые (видимые) толщиной свыше 500,0 нм (5000 Ǻ; к этим пленкам относится также термическая окалина на стали). Защитными свойствами могут обладать только пленки, покрывающие сплошным слоем всю поверхность металла.

Характер пленки определяется условиями, сформули­рованными Пиллингом и Бедвортсом следующим обра­зом: если υ_ок/υ_м< 1, то пленка не может быть сплошной; если υ_ок/υ_м > 1, то пленка может быть сплошной (υ_ок — объем оксида; υ_м— объем металла, пошедшего на образование молекулы оксида). Для щелочноземельных металлов (К, Na, Ca, Mg и др.) соотношение υ_ок:υ_мнахо­дится в пределах 0,45:0,81. На этих металлах образуются рыхлые пористые пленки. На таких металлах, как Cd, A1, Sn, Zn, Be, Cu, Si, Fe и др., в результате химической коррозии характерно образование сплошных или малопо­ристых пленок (υ_ок:υ_мнаходится в пределах 1,21:2,14). По мере утолщения таких пленок скорость коррозии ме­талла тормозится. При определенных толщинах обра­зуются совершенно сплошные пленки, обладающие зна­чительными защитными свойствами.