Металлообрабатывающая компания

VT-METALL

Гибкий подход - железное качество

Бесплатный номер

Офис в Москве

Пн-Пт с 9:00 до 20:00
8 (800) 301-99-67 +7 (499) 403-38-65
info@vt-metall.ru
Заказать звонок

VT-METALL

Металлообрабатывающая компания

Пн-Пт с 9:00 до 20:00
8 (800) 301-99-67
МЕНЮ
Виды коррозии металлов: классификация, способы защиты

Виды коррозии металлов

Виды коррозии металлов

Из этого материала вы узнаете:

  • 3 признака коррозии металла
  • Основные виды коррозии металлов в зависимости от типа агрессивной среды
  • Виды коррозии металлов по характеру разрушений
  • Защитные свойства оксидных пленок металлов
  • 5 способов защиты от коррозии металлов

Существуют различные виды коррозии металлов. Классифицируются они как по типу воздействия агрессивной среды: атмосферная, подземная, током; так и по характеру разрушений: сплошная, избирательная, локальная. Каждый металл и сплав по-разному сопротивляется процессу коррозирования.

Если говорить о естественной защите, то это оксидная пленка. Также применяются различные технологии по профилактике и недопущению коррозии. Самый простой и широко распространенный – окрашивание. О том, какие бывают виды коррозии металлов и способы защиты, вы узнаете из нашего материала.

 

3 признака коррозии металла

Материалы, изготовленные из металлов и их сплавов, вступают в химическую или физико-химическую реакцию с внешней средой, которая в большинстве случаев приводит к разрушению материала, или «коррозии». Металлы, вступившие в процесс разрушения, быстрее теряют свои свойства, а изделия из них недолговечны.

В зависимости от вида металла, разнятся и его характеристики, позволяющие противостоять внешним условиям и разрушению. Именно поэтому при производстве того или иного изделия тщательно выбирается вид сплава или металла и учитывается его коррозийная стойкость, то, как он может задерживать скорость разрушительного воздействия. Виды коррозии металлов и способы борьбы мы рассмотрим чуть ниже в статье.

VT-metall предлагает услуги:

Большинство процессов в нашей жизни подвержены ОВР – окислительно-восстановительным реакциям. Металлы – не исключение. Окисляясь, они больше не могут сохранять свои первоначальные характеристики, приходя в полную непригодность.

Выделим три отличительные черты коррозии:

  1. Разрушение металла – процесс химический, вызванный окислительно-восстановительными реакциями.
  2. Металлы обладают термодинамической неустойчивостью, поэтому процесс разрушения происходит непроизвольно.
  3. Чаще всего изменениям подвергается поверхность металлического изделия, реже разрушения распространяются вглубь.

Какой бы ни была коррозия металлов и ее виды, причины возникновения связаны с тем, насколько долго металл находился под прямым воздействием и как сильна была мощность реакции. Результат коррозийного процесса определяется тем, какой раздражитель воздействовал на материал (горячие температуры, влажность, микроорганизмы), и называться может по-разному – ржавчина, окалина, окисная пленка и так далее. Эти явления не только выглядят различно, но и отличаются по степени сцепления с поверхностью металлического объекта. 

Приведем примеры. Когда окисляется алюминий, на его поверхности образуется прочная пленка, которая препятствует проникновению разрушений дальше. При окислении железа поверхность становится рассыпчатой и пористой – появляется ржавчина. В итоге изменениям подвергается весь металл целиком. Ржавчина буквально «ест» железо.

Для составления классификации специалисты обращают внимание на следующие признаки коррозии. Важно учитывать:

  • какой металл подвергается воздействию;
  • как протекает процесс разрушения: его механизм и условия;
  • какие окружающие условия влияют на металл;
  • есть ли дополнительные факторы, оказывающие влияние.

Виды коррозии металлов – химическая и электрохимическая – различаются по механизму процессов.

Первый вид реакции, коррозия химическая. Возникает при взаимодействии с агрессивной средой. При этом отмечается параллельный процесс окисления металла и восстановления его среды.

Второй вид реакции, коррозия электрохимическая. Осуществляется при наличии контакта электролита и другого металла. Процесс при этом протекает не одновременно и скорость его зависит от разности электрических потенциалов между электролитом и электродом во время контакта.

Основные виды коррозии металлов в зависимости от типа агрессивной среды

Среда, вызывающая скорый износ материалов и конструкций, называется агрессивной. В зависимости от ее типа рассмотрим, какие бывают виды коррозии металлов.

Атмосферная коррозия

  • Разрушение металла под воздействием воздуха или газа при условии высокой влажности называется атмосферной коррозией.
  • Если влаги нет, но реакция происходит при участии газов, этот вид коррозии называется газовый. Важно понимать, что отсутствие влаги не единственная характеристика этого типа. Она может происходить и под воздействием повышенной температуры. Такой вид разрушения обычно наблюдается на заводах химической промышленности или при обработке продуктов нефтехимии.
  • Под влиянием радиоактивных лучей рассматривают радиационные виды коррозии металлов с примерами. Металл может очень быстро разрушиться под действием интенсивной радиации.
  • Конструкции и металлы, находящиеся глубоко в земле, чаще всего подвержены следующему виду коррозии – подземному.
  • Еще один вид разрушения – контактная коррозия – наступает при взаимодействии разных металлов, различных по характеристикам стандартного потенциала.
  • Биологическая коррозия – вид повреждений, вызванный реакцией на продукты жизнедеятельности бактерий, микроорганизмов, и других крупных живых организмов.
  • Виды химической коррозии металлов и сплавов, находящиеся под влиянием тока от внешних источников или токов, возникающих в токопроводящей среде почвы, называются электрокоррозией. Ее также разделяют на два подвида: коррозию внешнего тока и коррозию блуждающего тока.
  • Комбинированный тип влияния на металлы называется кавитационным изнашиванием. Здесь параллельно на объект воздействует коррозия внешней среды и ударная.
  • Следующая смешанная характеристика воздействия на металлы и конструкции с помощью стандартного коррозионного влияния и переменных механических напряжений получила название – коррозия под напряжением, или коррозийное растрескивание. Она наступает в агрессивной окружающей среде под высокой нагрузкой или из-за чувствительности сплавов.
  • Классификация видов коррозии металлов одновременно по коррозийному и вибрационному воздействию называется фреттинг-коррозия. Подвижность конструкций вызывает трение и вибрацию, поэтому, чтобы снизить негативные проявления, нужно особо тщательно выбирать материал изделий либо использовать специальные покрытия.

Виды коррозии металлов по характеру разрушений

Несколько типов коррозии выделяют по характеру коррозионных поражений. Перечислим их:

  • Сплошная – распределяется по всей плоскости металла. Она бывает равномерная, если скорость воздействия на всю поверхность одинакова. Если же скорость разрушения разная, такой вид будут называть неравномерной коррозией.
  • Бывает так, что портится только одна конкретная составляющая сплава или определенный его компонент. Тогда говорим об избирательной коррозии.
  • Небольшие точки, раковины, пятнышки, разной толщины углубления – все эти характеристики подтверждают, что в дело вступил следующий тип коррозии – местный.

Местная коррозия

  • Частичная коррозия, которая начинается сначала на поверхности, а затем в некоторых местах проникает вглубь, называется подповерхностной. Эти виды химической коррозии металлов и сплавов приводят к расслоению.
  • Один из самых опасных видов коррозии происходит по границам зерен. По сути, транскристаллитную или межкристаллитную коррозию трудно определить на глаз. Страдают от него больше всего сталь (хромистая и хромоникелевая), алюминиевые и никелевые сплавы. Продукция под воздействием коррозии становится очень хрупкая, значительно изменяются индикаторы прочности и пластичности.
  • Щелевые коррозии – это виды коррозии металлов локального типа, которые появляются в промежутках между деталями, зазорах, в крепежных соединениях.

Защитные свойства оксидных пленок металлов

Чтобы спасти металлы от разрушения, используют защитную пленку. Притом нужно принимать во внимание факт того, может ли материал заполнять всю поверхность без пустот и дефектов. Такой показатель называется сплошность.

Она рассчитывается по формуле с учетом фактора Пиллинга-Бэдвордса (α = Vок/VМе) как отношение объема выделившегося оксида к объему использованного металла:

α = Vок/VМе = Мок·ρМе/(n·AMe·ρок), где

Vок – объем оксида, образовавшегося в процессе реакции;

VМе – использованный на образование оксида объем металла;

Мок – молярная масса образованного оксида;

ρМе – плотность Me;

n – число атомов Ме;

AMe – атомная масса Ме;

ρок – плотность образовавшегося оксидного соединения.

Защитные свойства оксидных пленок

Поверхностная пленка на металле с показателем α<1 не спасает металл от разрушения, потому что доступ кислорода через пленку не ограничен, а значит, она не является сплошной. Такая окисная пленка может возникнуть при реакции кислорода и одновалентных металлов (щелочных) или металлов 2-й группы (щелочно-земельных, кроме бериллия).

Пленки со значением 1<α<2,5 могут быть использованы в качестве защитного средства и называются сплошными.

При показателях α> 2,5 также можно говорить о невозможности защиты, так как необходимые условия не соблюдены.

Значения сплошности α для некоторых соединений кислорода и металла показаны в таблице:

Металл

Оксид

α

Металл

Оксид

α

K

K2O

0,45

Zn

ZnO

1,55

Na

Na2O

0,55

Ag

Ag2O

1,58

Li

Li2O

0,59

Zr

ZrO2

1.60

Ca

CaO

0,63

Ni

NiO

1,65

Sr

SrO

0,66

Be

BeO

1,67

Ba

BaO

0,73

Cu

Cu2O

1,67

Mg

MgO

0,79

Cu

CuO

1,74

Pb

PbO

1,15

Ti

Ti2O3

1,76

Cd

CdO

1,21

Cr

Cr2O3

2,07

Al

Al2O2

1,28

Fe

Fe2O3

2,14

Sn

SnO2

1,33

W

WO3

3,35

Ni

NiO

1,52

     

5 способов защиты от коррозии металлов

Мы рассмотрели виды коррозии металлов. Их способы защиты также можно разделить на несколько типов. К ним относятся – создание защитных покрытий с помощью других металлов, органических и неорганических смесей и химических соединений.

Антикоррозийная металлическая защита

Для спасения от разрушения одного металла наносится слой другого металла, как правило, устойчивого к разрушению. При условии, что покрывающий материал имеет отрицательный потенциал, а значит, он более активный, такую защиту называют анодной. В случае, если потенциал покрывающего металла положительный, а значит, менее активный, такое защитное покрытие именуют катодным.

Антикоррозийная металлическая защита

Рассмотрим этот вид покрытия на примере железа и цинка. Последний реагирует на повреждения покрытия как более активный металл, а значит, быстро разрушается. В данном соединении он выступает как анод и будет защищать железо до той поры, пока полностью не будет потрачен.

Менее активны по отношению к железу – никель или медь. Они выступают как катоды, а значит, в момент ухудшения целостности покрытия портится не верхний металл-защита, а нижний.

Неметаллические защиты

Здесь защитой могут выступать неорганические смеси, такие как: раствор из цемента или стекловидная масса. Либо органические: лакокрасочные средства, смолоподобные продукты, высокомолекулярные соединения.

Защита при помощи химии

Учитывая виды электрохимической и химической коррозии металлов, для их защиты иногда выбирают химический способ обработки. Это может быть:

  • создание специальной окисной пленки с помощью ОВР;
  • покрытие металла слоем фосфатов;
  • термическая обработка азотом (чаще используется для обработки стали);
  • нанесение на сталь слоя оксидов, придающего ей определенный цвет;
  • насыщение материала углеродом.

Внесение коррекций в состав технического металла или среды, в которой происходит коррозия

Такой способ уменьшает агрессивное воздействие условий природы на металлоконструкции. Для этой защиты потребуется введение в коррозионную среду определенных составов – ингибиторов.

Учитывая все виды коррозии металлов и способы борьбы с ними, на повышение сопротивляемости к негативным изменениям также воздействуют методы изменения металла с помощью ввода определенных соединений либо удаления вредных примесей.

Электрохимическая защита

Для такого вида защиты потребуется подсоединить защищаемый материал к источнику постоянного тока, находящемуся извне, чтобы запустить смещение зарядов материала в отрицательную область. Такая защита будет носить имя катодной. Другой ее вид – анодная, когда для сохранения металла потребуется использовать второй металл, например, металлический лом.

Одним из видов катодной защиты является протекторная.

Протекторная защита

Протектор – это металл с высокой степенью активности и отрицательным потенциалом. Он будет играть роль анода, а конструкция, нуждающаяся в защите, выступит как катод. Защитная пластина соединяется со «спасаемым» металлом. Со временем защитный металл разрушается быстрее, сокращая скорость износа второго.

Важность проведения защитных мероприятий обусловлена тем, что виды коррозии металлов – химическая и электрохимическая – и потери, с ними связанные, приводят к огромным убыткам. Причем повреждения связаны не только с утратой большого объема металла после всех повреждений, но и ухудшением качества изделий и конструкций. Агрессивная среда приносит такой вред, как снижение прочности, пластичности, тепло- и электропроводности, герметичности и других свойств. Именно поэтому вопросам защиты металла от коррозии в промышленности и в быту уделяется особое внимание.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

 

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Рекомендуемые статьи

Россия, Москва, 2-й Котляковский переулок, 18
phoneПозвонить бесплатно
Скачать
каталог со
спецценами
Написать
в WhatsApp
Заказать
звонок

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа.
Оставьте заявку, и мы Вам перезвоним.