Коррозионная кавитация

Коррозионная кавитация – разрушение металла, вызываемое одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды (например, разрушение автопоилок, запорных водяных клапанов).

Это процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений и коррозионно-активных сред. Образование и развитие усталостных трещин сопровождается проникновением коррозионной среды в эти трещины и облегчает разрушение. Этому виду разрушения подвержены практически любые конструкционные материалы на основе железа, алюминия, титана, меди и других металлов. Особая опасность коррозионно-усталостного разрушения состоит в том, что оно может проходить практически в любых, в том числе таких слабых коррозионных средах, как влажный воздух, газы, влажные машинные масла и др. Поэтому коррозионная усталость металлов и сплавов наблюдается во всех отраслях техники.

При коррозионно-усталостном нагружении разрушение может произойти при напряжениях, значительно меньших обычного предела усталости (рис. 2).

Прогрессирующий рост трещин усталости обусловлен, с одной стороны, низким значением электродного потенциала в месте концентрации напряжений, а с другой, – легким разрушением защитной оксидной пленки в устье трещины при переменном нагружении.

		N=102
	Число циклов переменного нагружения N

Рис. 2. Диаграмма усталости:

1 – предел усталости (истинный);

2 – предел коррозионной усталости

По характеру коррозионного разрушения различают следующие виды коррозии.

Сплошную коррозию(рис. 3, а, б, в), охватывающую всю поверхность металла. Она бывает:

а) равномерной (рис. 3, а), которая протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла (например, коррозия труб на открытом воздухе);

б) неравномерной (рис. 3, б), когда скорость коррозии на отдельных участках поверхности неодинакова;

в) избирательной (рис. 3, в), при которой разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава.

Местную коррозию, при которой на поверхности металла обнаруживаются поражения отдельных участков.

Она бывает:

а) пятнами (рис. 3, г) – в виде отдельных пятен (когда диаметр поражения больше глубины);

б) язвами (рис. 3, д) – коррозионное разрушение, имеющее вид раковины (когда диаметр поражения примерно равен глубине проникновения);

в) точечной (питтинг) (рис. 3, е) – в виде отдельных точечных поражений (когда диаметр поражения меньше глубины проникновения);

г) сквозной (рис. 3, ж), которая вызывает разрушение металла насквозь;

д) нитевидной, (рис. 3, з), распространяющейся в виде нитей, преимущественно под неметаллическими защитными покрытиями;

е) подповерхностной (расслаивающей) (рис. 3, и), начинающейся с поверхности, но преимущественно распространяющейся под поверхностью металла. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание и расслоение металла;

ж) межкристаллитной (МКК) (рис. 3, к), распространяющейся по границам кристаллитов (зерен) металла. Этому виду коррозии подвержены хромистые, хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы. Она почти незаметна с поверхности и распространяется вглубь металла по границам зерен. В результате межкристаллитной коррозии нарушается связь между зернами, при постукивании по металлу пропадает характерный металлический звук, и после приложения нагрузки металл легко разрушается;

з) ножевой (рис. 3, л), локализирующейся в зоне сплавления сварных соединений в сильноагрессивных средах;

и) коррозионным растрескиванием, проявляющимся при одновременном воздействии коррозионной среды и механических растягивающих напряжений с образованием транскристаллитных (рис. 3, м), или межкристаллитных трещин. Этот вид коррозии опасен для конструкций, несущих механические нагрузки (мосты, тросы, рессоры, двигатели внутреннего сгорания и т. д.);

к) коррозионной хрупкостью, то есть хрупкостью, приобретенной в результате коррозии (например, водородное охрупчивание деталей из высокопрочных сталей).

Рис. 3. Основные виды сплошной и местной коррозии

(основной металл заштрихован, продукты коррозии обозначены точками)

Характеристика различных видов коррозии показывает, что каждый из них в определенных условиях может быть особенно нежелательным и опасным. Большую опасность представляет коррозия в виде язв, когда на отдельных участках металл прокорродировал довольно глубоко, а вся остальная поверхность не покрывается продуктами коррозии. Глубокая язвенная коррозия может привести к сквозным разрушениям тонкостенных участков деталей, обшивки и т. д. со всеми вытекающими отсюда последствиями. В некоторых случаях не менее опасна точечная коррозия. Такого рода коррозия подобна острым надрезам на наиболее ответственных участках той или иной детали и ведет к разрушению всей детали.

Очень опасна межкристаллитная коррозия, характерная для некоторых видов чугуна и нержавеющей детали. При межкристаллитной коррозии внешних признаков коррозионного разрушения не обнаруживается, хотя металл теряет допустимую прочность.

Для алюминиевых сплавов, применяемых на авиационной сельскохозяйственной технике, опасна подповерхностная коррозия, которая особенно трудно подавляется.

Контрольные вопросы:

1. На какие виды делят коррозию по условиям протекания процесса?

2. Какой вид коррозии является самым распространенным видом коррозии сельскохозяйственной техники

3. Что такое газовая коррозия?

4. В каких газах активно протекает газовая коррозия?

5. Как влияет на скорость атмосферной коррозии степень загрязненности воздуха?

6. Какие примеси повышают коррозионную активность атмосферы?

7. Как влияет на скорость атмосферной коррозии температура воздуха?

8. Что такое жидкостная коррозия?

9. На какие виды подразделяют жидкостную коррозию в зависимости от условий взаимодействия металла с жидкой средой?

10. Как влияет на скорость коррозии стальных деталей двигателей содержание серы в бензине?

11. Что такое меркаптаны?

12. В каких средах протекает жидкостная коррозия сельскохозяйственной техники?

13. Что такое подземная коррозия?

14. На какие виды подразделяют подземную коррозию?

15. Какие факторы определяют скорость и характер грунтовой коррозии?

16. Какие виды почв обладают высокой коррозионной активностью?

17. Какой тип почв преобладает в пашне Красноярского края?

18. Что является источниками блуждающих токов, вызывающих подземную коррозию?

19. Что такое биокоррозия?

20. Какие металлы могут корродировать под влиянием микроорганизмов?

21. Назовите продукты жизнедеятельности железобактерий?

22. Чем опасна грибковая плесень для металлических конструкций?

23. В какой отрасли сельского хозяйства наиболее опасна биокоррозия?

24. Что влияет на высокую скорость протекания биокоррозии в животноводческих помещениях?

25. Что такое структурная коррозия?

26. Что такое контактная коррозия?

27. Что такое щелевая коррозия?

28. Что такое коррозия под напряжением?

29. Что такое коррозионное растрескивание?

30. Что такое коррозионная усталость?

31. Что такое фретинг-коррозия?

32. На каких деталях машин возможно возникновение фретинг-коррозии?

33. Что такое коррозионная кавитация?

34. Какие конструкционные материалы подвергаются коррозионной кавитации?

35. Что такое сплошная коррозия?

36. На какие виды подразделяется сплошная коррозия?

37. Что такое местная коррозия?

38. На какие виды подразделяется местная коррозия?

39. Что такое межкристаллитная коррозия?

40. Где может проявляться ножевая коррозия?

41. Для каких конструкций опасно коррозионное растрескивание?

42. Что такое коррозионная хрупкость материала?

43. Какой вид коррозии опасен для стали и чугуна?

44. Какой вид коррозии опасен для алюминиевых сплавов?