ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анодная защита и пассивация из "Электрохимическая коррозия " Под атмосферной коррозией обычно подразумевают коррозию, которая происходит при воздействии земной атмосферы при нормальных темпч)атурах, которые обычно указывают. Многие металлические конструкции подвергаются действию наружной атмосферы и, следовательно, коррозии. Здесь можно перечислить металлические части строений, такие как крыши, фасады, крепления, дверные и оконные рамы, а также водосточные желоба и трубы. Другими примерами будут мосты, опоры и различного типа транспортные средства. Скорость атмосферной коррозии в помещении обычно невелика, но может проявляться там, где происходит, например, конденсация влаги. В последнее время большое внимание уделяют особому типу атмосферной коррозии внутри помещений, а именно коррозии компонентов электронного оборудования. Здесь коррозия может вызывать серьезные поломки или аварии даже при сравнительно малых поражениях. [c.55] Атмосферная коррозия металлов является электрохимическим процессом, который протекает в коррозионных элементах, имеющих аноды и катоды. Для работы коррозионных элементов требуется присутствие электролита. Это означает, что поверхность должна быть покрыта пленкой влаги достаточной толщины другими словами, она должна быть мокрой . [c.55] На рис. 55 приводится относительная влажность наружной атмосферы в Уппсала в различные времена года. Из диаграммы на рис. 56 видно, что относительная влажность может уменьшаться как при повышении температуры, так и при удалении воды из воздуха (осушке). [c.57] Часто для временной защиты металлов от коррозии применяют хранение в сухом воздухе (см. 6.8). [c.57] Пленки влаги на поверхности металла содержат растворенные вещества, оказывающие влияние на коррозию кислород, оксиды серы iSOjj), оксиды азота (NOjj), диоксид углерода, хлориды и ионы металлов. Некоторые попадают сюда из воздуха, другие - из корродирующего металла. [c.57] Поэтому скорость подвода кислорода из воздуха через пленку влаги к поверхности металла имеет огромное значение. Наиболее быстр подвод кислорода, когда пленка влаги тонкая и велико испарение с ее поверхности, т.е. существуют условия для интенсивной конвекции (перемешивания) внутри пленки. Это означает, что самая опасная коррозия наблюдается, когда поверхность попеременно намокает и высыхает. [c.57] Диоксид серы в основном образуется при сгорании угля и нефти. [c.57] Скорость коррозии возрастала в течение последний половинь 50-тых годов, очевидно в связи с введением отопления на основе сжигания нефти. Централизация сжигания в районных теплоэлектростанциях с высокими трубами и требование использовать толькс нефти с низким содержанием серы привели к тому, что скорость коррозии цинка в течение последующих 20 лет уменьшилась е сравнении с концом 50-х годов больше, чем в два раза. [c.58] Хлорид переносится на поверхность металла в виде капель или кристаллов соли, источником которых являются брызги морской воды. Поэтому осаждение хлоридов может наблюдаться на поверхностях металлов, открытых ветру с моря. Капли и кристаллы соли в конце концов падают на землю. Деревья и кустарники, а также другие препятствия на пути морского ветра действуют как своеобразные хлоридные фильтры . Поэтому перенос хлорида внутрь страны значительно изменяется в зависимости от местных условий. Большие коррозионные эффекты, связанные с влиянием хлоридов, обычно ограничиваются узкой областью вдоль побережья, редко превышающей несколько километров в ширину. [c.58] Мгновенная скорость коррозии значительно изменяется в зависимости от условий увлажнения (рис. 58). Если на поверхности присутствует пленка влаги значительной толщины, то скорость коррозии будет сравнительно высокой. Если поверхность суха, то скорость будет на несколько порядков величины ниже. Когда коррозионные поражения записывают в нарастающем итоге через более длительные промежутки времени, например через год, получается обычно непрерывная кривая, как показано на рис. 59. [c.60] Стойкость материала против атмосферной коррозии наиболее надежно определяется с помощью полевых испытаний в данном типе атмосферы. Последние проводят путем длительного выдерживания исследуемых образцов на испытательных стендах. Исследуемые образцы обычно помещают под углом 45° или 30° к горизонту, но можно располагать их и горизонтально или вертикально. Испытательные стенды обычно располагают так, чтобы передняя или верхняя стороны образца была направлена на юг. Это особенно важно при испытании окрашенных материалов, где коррозия зависит от солнечного света. На хорошо оборудованных испытательных станциях регистрируют климатические факторы, наиболее важные для атмосферной коррозии, такие как температура, относительная влажность, скорость осаждения или концентрация SO , скорость осаждения l , а также количество осадков и их pH. [c.61] Между условиями в месте испытаний и в местах использования объекта могут существовать различия. Например, на поверхностях зданий время увлажнения вследствие тепловыделений может оказаться отличным от наблюдаемого на испытательных стендах. Поскольку для полевых испытаний обычно необходимы времена экспозиции порядка нескольких лет, атмосферную коррозию часто изучают путем ускоренных испытаний в лабораторных климатических камерах. В этом случае необходимо, чтобы условия воздействия не слишком отличались от реальных, чтобы механизм коррозии не изменился (см. 9). [c.61] Кислород), пары серы и газообразный хлор являются примерами газов, которые и в отсутствии влаги способны вызвать коррозионные поражения металла. Под их действием металл окисляется, и, в широком смысле слова, процесс этот по своей природе является электрохимическим. Тем не менее, такую коррозию можно рассматривать и как химическую реакцию, поскольку она не протекает через электродные реакции в общепринятом смысле этого выражения. [c.61] Как правило, перенос ионов является наиболее медленным процессом, и поэтому он определяет скорость всей реакции. В тех случаях, когда в структуре нет ни избытка, ни дефицита ионов Me , поверхностное покрытие является изолятором, который препятствует дальнейшему росту. [c.62] С технологической точки зрения, конечно, желательно, чтобы рост оксидного покрытия прекращался как можно скорее. При комнатной температуре большинство металлов вскоре приобретает тонкое невидимое глазу оксидное покрытие, рост которого прекращается при толщине 10 -5 10 см. Однако при более высоких температурах оксидные покрытия на большинстве металлов, например стали и меди, вырастают до значительных толщин, образуя оксидную окалину. [c.64] Если металл может существовать в различных окислительных состояниях, то образующаяся окалина часто состоит из нескольких слоев, причем самый богатый металлом слой располагается ближе к металлу, а богатый кислородом - ближе к воздуху. На рис. 62 можно видеть структуру окалины, формирующейся на стали при t 570 °С. Окалина, образовавшаяся ниже 570 С не имеет слоя FeO. Аналогично на меди при высоких температурах слой ujO располагается ближе к металлу, а СиО - ближе к поверхности. Высокотемпературная коррозия наблюдается, например, в газовых турбинах (рис. 63). [c.64] Высокотемпературную коррозию можно предотвратить путем добавления к сплаву элементов, имеющих тенденцию селективно окисляться с образованием защитного покрытия. Например, так называемая жаростойкая сталь содержит более 12 % хрома. Благодаря этому при повышенных температурах образуется тонкий, невидимый слой FeO ijOg и rjOg. Он предохраняет сталь от дальнейшего окисления даже при 1000 °С, если содержание хрома достаточно велико. Поэтому такую сталь используют в высокотемпературном оборудовании, например в газовых турбинах. Однако при определенных условиях защитные свойства оксида могут теряться. Это может произойти, если поверхность подвергнется действию топочных газов, загрязненных, например оксидом ванадия, понижающим точку плавления защитного покрытия. Тогда окисление может протекать с высокой скоростью, и его обычно называют катастрофическим окислением. [c.64] Вернуться к основной статье