Welche Umweltkomponenten verursachen Korrosion. Einfluss der Umgebung während des Betriebs

Klassifizierung von Korrosionsarten

Korrosionsprozesse sind durch eine weite Verbreitung und eine Vielzahl von Bedingungen und Umgebungen, in denen sie auftreten, gekennzeichnet. Daher gibt es noch keine einheitliche und umfassende Klassifizierung der auftretenden Korrosionsfälle.

Je nach Art der aggressiven Medien, in denen der Zerstörungsprozess stattfindet, kann es sich um folgende Korrosionsarten handeln:

• Gaskorrosion;
• atmosphärische Korrosion;
• Korrosion in Nichtelektrolyten;
• Korrosion in Elektrolyten;
• Biokorrosion;
• Korrosion durch Streuströme.

Je nach den Bedingungen des Korrosionsprozesses werden folgende Typen unterschieden:

• Kontaktkorrosion;
• Korrosion bei unvollständigem Eintauchen;
• Korrosion bei vollständigem Eintauchen;
• Korrosion bei variablem Eintauchen;
• Reibungskorrosion;
• Spannungskorrosion.

Nach Art der Zerstörung:

Die Hauptklassifizierung erfolgt nach dem Mechanismus des Prozesses. Es gibt zwei Arten:

• chemische Korrosion;
• elektrochemische Korrosion.

Korrosion von nichtmetallischen Materialien

Mit verschärften Betriebsbedingungen (Temperaturerhöhung, mechanische Beanspruchung, Aggressivität der Umgebung etc.) sind auch nichtmetallische Werkstoffe der Einwirkung der Umgebung ausgesetzt. In diesem Zusammenhang wurde für diese Materialien der Begriff "Korrosion" verwendet, beispielsweise "Korrosion von Beton und Stahlbeton", "Korrosion von Kunststoffen und Gummi". Darunter versteht man deren Zerstörung und Verlust der Betriebseigenschaften durch chemische oder physikalisch-chemische Wechselwirkungen mit der Umwelt. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass die Mechanismen und Kinetiken von Prozessen für Nichtmetalle und Metalle unterschiedlich sein werden.

Korrosion von Metallen

Rost ist die häufigste Korrosionsart.

Korrosion von Metall.

Korrosion von Metallen ist die Zerstörung von Metallen aufgrund ihrer chemischen oder elektrochemischen Wechselwirkung mit einer korrosiven Umgebung. Für den Korrosionsprozess ist der Begriff „korrosiver Prozess“ und für das Ergebnis des Prozesses „korrosive Zerstörung“ zu verwenden. Die Bildung galvanischer Paare wird sinnvollerweise zum Aufbau von Batterien und Akkumulatoren genutzt. Andererseits führt die Bildung eines solchen Paares zu einem ungünstigen Prozess, dessen Opfer eine Reihe von Metallen sind - Korrosion. Unter Korrosion versteht man die an der Oberfläche auftretende elektrochemische oder chemische Zerstörung eines metallischen Werkstoffes. Meistens wird das Metall während der Korrosion unter Bildung von Metallionen oxidiert, die bei weiteren Umwandlungen verschiedene Korrosionsprodukte ergeben. Korrosion kann sowohl durch chemische als auch durch elektrochemische Prozesse verursacht werden. Dementsprechend gibt es chemische und elektrochemische Korrosion von Metallen.

Arten von Korrosion

Elektrochemische Korrosion

Die Zerstörung von Metall unter dem Einfluss galvanischer Zellen, die in einer korrosiven Umgebung entstehen, wird als elektrochemische Korrosion bezeichnet. Nicht zu verwechseln mit elektrochemischer Korrosion, Korrosion eines homogenen Materials, wie Rosten von Eisen oder dergleichen. elektrochemische Korrosion(die meisten gemeinsame Form Korrosion) erfordert immer das Vorhandensein eines Elektrolyten (Kondensat, Regenwasser etc.), mit dem die Elektroden in Kontakt stehen - entweder unterschiedliche Elemente der Materialstruktur oder zwei unterschiedliche Kontaktierungsmaterialien mit unterschiedlichen Redoxpotentialen. Wenn Ionen von Salzen, Säuren oder dergleichen in Wasser gelöst werden, nimmt seine elektrische Leitfähigkeit zu und die Geschwindigkeit des Prozesses nimmt zu.

ätzendes Element

Wenn zwei Metalle mit unterschiedlichen Redoxpotentialen in Kontakt kommen und in eine Elektrolytlösung getaucht werden, beispielsweise Regenwasser mit gelöstem Kohlendioxid CO 2 , entsteht eine galvanische Zelle, die sogenannte Korrosionszelle. Es ist nichts anderes als eine geschlossene galvanische Zelle. Darin findet eine langsame Auflösung eines metallischen Materials mit niedrigerem Redoxpotential statt; die zweite Elektrode im Paar korrodiert in der Regel nicht. Diese Korrosionsart ist besonders charakteristisch für Metalle mit hohen negativen Potentialen. So reicht bereits eine sehr geringe Menge an Verunreinigungen auf der Oberfläche eines Metalls mit hohem Redoxpotential für das Auftreten eines korrosiven Elements aus. Besonders gefährdet sind Stellen, an denen Metalle mit unterschiedlichen Potentialen in Kontakt kommen, wie zum Beispiel Schweißnähte oder Nieten.

Wenn die sich auflösende Elektrode korrosionsbeständig ist, verlangsamt sich der Korrosionsprozess. Dies ist beispielsweise die Grundlage für den Korrosionsschutz von Eisenprodukten durch Verzinken - Zink hat ein negativeres Potential als Eisen, daher wird in einem solchen Paar Eisen reduziert und Zink muss korrodieren. Durch die Bildung eines Oxidfilms auf der Zinkoberfläche wird der Korrosionsprozess jedoch stark verlangsamt.

Wasserstoff- und Sauerstoffkorrosion

Kommt es zu einer Reduktion von H 3 O + -Ionen oder H 2 O-Wassermolekülen spricht man von Wasserstoffkorrosion oder Korrosion mit Wasserstoffdepolarisation. Die Rückgewinnung von Ionen erfolgt nach folgendem Schema:

2H 3 O + + 2e − → 2H 2 O + H 2

2H 2 O + 2e – → 2OH – + H 2

Wird kein Wasserstoff freigesetzt, was häufig in neutraler oder stark alkalischer Umgebung vorkommt, kommt es zu einer Sauerstoffreduktion, die als Sauerstoffkorrosion oder Sabezeichnet wird:

O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -

Ein korrosives Element kann nicht nur entstehen, wenn zwei unterschiedliche Metalle in Kontakt kommen. Ein korrosives Element entsteht auch bei einem einzelnen Metall, wenn beispielsweise die Oberflächenstruktur inhomogen ist.

Chemische Korrosion

Chemische Korrosion ist die Wechselwirkung einer Metalloberfläche mit einem korrosiven Medium, die nicht mit dem Auftreten elektrochemischer Prozesse an der Phasengrenze einhergeht. In diesem Fall laufen die Wechselwirkungen von Metalloxidation und Reduktion der oxidierenden Komponente des korrosiven Mediums in einem Akt ab. Zum Beispiel die Bildung von Kesselstein, wenn eisenbasierte Materialien bei hoher Temperatur Sauerstoff ausgesetzt sind:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Bei der elektrochemischen Korrosion erfolgen die Ionisierung von Metallatomen und die Reduktion der oxidierenden Komponente des korrosiven Mediums nicht in einem Vorgang, und ihre Geschwindigkeit hängt vom Elektrodenpotential des Metalls ab (z. B. Rosten von Stahl in Meerwasser).

Arten von Korrosion

• Gaskorrosion
• atmosphärische Korrosion
• Korrosion durch teilweises Eintauchen
• Korrosion an der Wasserlinie
• Korrosion bei vollständigem Eintauchen
• Korrosion unter variablem Eintauchen
• unterirdische Korrosion
• Biokorrosion
• Korrosion durch Fremdstrom
• Streustromkorrosion
• Kontaktkorrosion
• Reibungskorrosion
• Reibkorrosion
• ständige Korrosion
• gleichmäßige Korrosion
• Ungleichmäßige Korrosion
• lokalisierte Korrosion
• Korrosion unter der Oberfläche
• Lochfraß
• Fleckenkorrosion
• durch Korrosion
• Schichtkorrosion
• Filiforme Korrosion
• Strukturkorrosion
• Interkristalline Korrosion
• Selektive (selektive) Korrosion
• Graphitisierung von Gusseisen
• Entzinkung
• Spaltkorrosion
• Messerkorrosion
• Korrosionsgeschwür
• Spannungsrisskorrosion
• Spannungskorrosion
• Korrosionsermüdung
• Korrosionsermüdungsgrenze
• Korrosionssprödigkeit

Korrosionsschutz

Korrosion verursacht jedes Jahr Verluste in Milliardenhöhe, und die Lösung dieses Problems ist eine wichtige Aufgabe. Der Hauptschaden durch Korrosion ist nicht der Metallverlust als solcher, sondern die enormen Kosten für durch Korrosion zerstörte Produkte. Deshalb sind die jährlichen Verluste dadurch in den Industrieländern so groß. Die wahren Verluste daraus können nicht bestimmt werden, indem nur die direkten Verluste bewertet werden, zu denen die Kosten eines eingestürzten Bauwerks, die Kosten für den Austausch von Ausrüstung und die Kosten für Maßnahmen zum Schutz vor Korrosion gehören. Noch mehr Schaden sind indirekte Verluste. Dies sind Ausfallzeiten von Geräten beim Austausch von korrodierten Teilen und Baugruppen, Auslaufen von Produkten, Unterbrechung technologischer Prozesse.

Optimaler Korrosionsschutz wird zu 80 % durch die richtige Oberflächenvorbereitung gewährleistet und nur zu 20 % durch die Qualität der verwendeten Lacke und deren Applikation. . Die produktivste und effektivste Methode zur Oberflächenvorbereitung vor dem weiteren Schutz des Untergrunds ist das Strahlen.

Üblicherweise gibt es drei Bereiche von Korrosionsschutzverfahren:

1. Strukturell
2. Aktiv
3. Passiv

Um Korrosion vorzubeugen, werden als Konstruktionswerkstoffe Edelstähle, Cortenstähle und Buntmetalle verwendet. Beim Entwerfen einer Struktur versuchen sie, mithilfe von Klebstoffen, Dichtmitteln und Gummidichtungen so weit wie möglich vor dem Eindringen einer korrosiven Umgebung zu schützen.

Aktive Korrosionsschutzverfahren zielen darauf ab, die Struktur der elektrischen Doppelschicht zu verändern. Unter Verwendung einer Konstantstromquelle wird ein konstantes elektrisches Feld angelegt, die Spannung wird so gewählt, dass das Elektrodenpotential des geschützten Metalls erhöht wird. Eine andere Methode besteht darin, eine Opferanode zu verwenden, ein aktiveres Material, das sich auflöst und den zu schützenden Gegenstand schützt.

Als Korrosionsschutz ist die Anwendung von evtl Beschichtungen, die die Bildung eines korrosiven Elements verhindert (passive Methode).

Sauerstoffkorrosion von verzinktem Eisen

Sauerstoffkorrosion von verzinntem Eisen

Lackierung, Polymerbeschichtung und Emaillierung sollen vor allem den Zutritt von Sauerstoff und Feuchtigkeit verhindern. Oft wird auch eine Beschichtung aufgebracht, beispielsweise Stahl mit anderen Metallen wie Zink, Zinn, Chrom, Nickel. Die Zinkbeschichtung schützt den Stahl auch bei teilweiser Zerstörung der Beschichtung. Zink hat ein negativeres Potential und korrodiert zuerst. Zn 2+ -Ionen sind giftig. Bei der Herstellung von Dosen wird Zinn verwendet, das mit einer Zinnschicht beschichtet ist. Im Gegensatz zu verzinktem Blech beginnt Eisen bei Zerstörung der Zinnschicht zudem intensiv zu korrodieren, da Zinn ein positiveres Potential hat. Eine weitere Möglichkeit, das Metall vor Korrosion zu schützen, ist die Verwendung einer Schutzelektrode mit großem negativem Potential, beispielsweise aus Zink oder Magnesium. Dafür wird eigens ein Korrosionselement geschaffen. Das geschützte Metall wirkt als Kathode, und diese Art des Schutzes wird als kathodischer Schutz bezeichnet. Die lösliche Elektrode wird jeweils als Anode des Opferschutzes bezeichnet. Diese Methode wird verwendet, um Schiffe, Brücken, Kesselanlagen und unterirdisch liegende Rohre vor Korrosion zu schützen. Zum Schutz des Schiffsrumpfes außen Gehäuse sind mit Zinkplatten befestigt.

Wenn wir die Potentiale von Zink und Magnesium mit Eisen vergleichen, haben sie negativere Potentiale. Trotzdem korrodieren sie langsamer, da sich auf der Oberfläche ein schützender Oxidfilm bildet, der das Metall vor weiterer Korrosion schützt. Die Bildung eines solchen Films wird als Metallpassivierung bezeichnet. Bei Aluminium wird es durch anodische Oxidation (Eloxieren) verstärkt. Wenn dem Stahl eine kleine Menge Chrom zugesetzt wird, bildet sich auf der Oberfläche des Metalls ein Oxidfilm. Der Chromgehalt in Edelstahl beträgt mehr als 12 Prozent.

Kaltverzinkungsanlage

Das Kaltverzinkungssystem wurde entwickelt, um die Korrosionsschutzeigenschaften einer komplexen Mehrschichtbeschichtung zu verbessern. Das System bietet einen vollständigen kathodischen (oder galvanischen) Schutz von Eisenoberflächen gegen Korrosion in verschiedenen aggressiven Umgebungen

Das Kaltverzinkungssystem ist in einem, zwei oder drei Paketen erhältlich und beinhaltet:

• Bindemittel - Zusammensetzungen auf Basis von Chlorkautschuk, Ethylsilikat, Polystyrol, Epoxid, Urethan, Alkyd (modifiziert) sind bekannt;
• Korrosionsschutzfüller - Zinkpulver ("Zinkstaub") mit einem Gehalt von mehr als 95% an metallischem Zink mit einer Partikelgröße von weniger als 10 Mikron und Mindestabschluss Oxidation.;
• Härter (in zwei- und dreikomponentigen Systemen)

Einkomponenten-Kaltverzinkungssysteme werden gebrauchsfertig geliefert und erfordern vor der Anwendung nur ein gründliches Mischen der Zusammensetzung. Zwei- und Dreikomponentensysteme können in mehreren Paketen geliefert werden und erfordern zusätzliche Vorbereitungsschritte vor der Anwendung (Mischen von Bindemittel, Füllstoff, Härter).

Nach der Vorbereitung (Zwei- und Dreikomponentensysteme), dem Auftragen der Zusammensetzung auf die geschützte Metalloberfläche mit einem Pinsel, einer Rolle, einem pneumatischen oder Airless-Spritzen und einem Trocknen wird eine zinkreiche Korrosionsschutzbeschichtung auf der Metalloberfläche gebildet – a Polymer-Zink-Film, der alle Eigenschaften der als Bindemittel verwendeten Polymerbeschichtung behält und gleichzeitig alle Schutzvorteile einer herkömmlichen Zinkbeschichtung aufweist.

Vorteile des Kaltverzinkungssystems gegenüber dem Feuerverzinkungsverfahren:

1. Einfachheit und weniger Aufwand der Technologie zum Aufbringen einer schützenden Zinkbeschichtung. Die Beschichtung erfordert keine spezielle Ausrüstung.
2. Die Möglichkeit des Korrosionsschutzes von Metallkonstruktionen jeder Größe, sowohl im Werk als auch im Feld.
3. Möglichkeit der direkten Korrektur von Schleifschäden an der Beschichtung und Defekten, die beim Schweißen von Metallstrukturen auftreten.
4. Umweltfreundliches Beschichtungsverfahren: Kein Arbeiten in einer heißen Werkstatt erforderlich.
5. Bildung einer flexiblen Zinkschicht auf der Eisenoberfläche (die beim Biegen des Metallprodukts keine Mikrorisse bildet).

Das Kaltverzinkungssystem wird in allen Industriezweigen und im täglichen Leben dort eingesetzt, wo es auf einen zuverlässigen und dauerhaften Schutz von Eisenoberflächen vor Korrosion ankommt.

Neben der Verwendung als Primerschicht in einer komplexen Mehrschichtbeschichtung kann das Kaltverzinkungssystem als eigenständige Korrosionsschutzbeschichtung von Metalloberflächen eingesetzt werden.

Thermisches Spritzen

Thermische Spritzverfahren werden auch zur Korrosionsbekämpfung eingesetzt.
Mit Hilfe des thermischen Spritzens wird auf der Metalloberfläche eine Schicht aus einem anderen Metall / einer anderen Legierung erzeugt, die eine höhere Korrosionsbeständigkeit (isolierend) oder umgekehrt weniger widerstandsfähig (Lauffläche) aufweist. Mit dieser Schicht können Sie die Korrosion des geschützten Metalls stoppen. Das Wesen des Verfahrens ist wie folgt: Partikel einer Metallmischung werden mit hoher Geschwindigkeit mit einem Gasstrahl auf die Oberfläche des Produkts aufgebracht, wodurch eine Schutzschicht mit einer Dicke von zehn bis hundert Mikrometern gebildet wird. Thermisches Spritzen wird auch verwendet, um die Lebensdauer verschlissener Ausrüstungsteile zu verlängern, von Lenkgetriebeüberholungen in Autowerkstätten bis hin zu Ölfirmen.

Thermische Diffusionsverzinkung

(GOST 9.316-2006). Für den Betrieb von Metallprodukten in aggressiven Umgebungen ist ein stabiler Korrosionsschutz der Oberfläche von Metallprodukten erforderlich. Die Thermodiffusionsverzinkung ist gegenüber Eisenmetallen anodisch und schützt Stahl elektrochemisch vor Korrosion. Es hat eine starke Haftung (Adhäsion) mit dem Grundmetall aufgrund der gegenseitigen Diffusion von Eisen und Zink in die intermetallischen Oberflächenphasen, so dass es bei Stößen, mechanischer Beanspruchung und Verformung der verarbeiteten Produkte zu keinem Ablösen und Abplatzen der Beschichtungen kommt.

Diffusionsverzinkung, durchgeführt aus einer Dampf- oder Gasphase bei hohen Temperaturen (375-850 °C) oder unter Verwendung eines Vakuums (Vakuum) - bei einer Temperatur von 250 °C, wird zum Beschichten von Verbindungselementen, Rohren, Armaturen und anderem verwendet Strukturen. Erhöht die Beständigkeit von Stahl, Gusseisenprodukten in schwefelwasserstoffhaltigen Umgebungen (auch gegen Schwefelwasserstoff-Korrosion), Industrieatmosphäre, Meerwasser usw. erheblich. Die Dicke der Diffusionsschicht hängt von Temperatur, Zeit, Verzinkungsverfahren ab und kann 0,01 betragen -1,5mm. Das moderne Verfahren der Diffusionsverzinkung ermöglicht es, die Gewindeflächen von Verbindungselementen mit einer Beschichtung zu versehen, ohne deren spätere Herstellung zu erschweren. Mikrohärte der Deckschicht Hμ = 4000 - 5000 MPa. Die Diffusionsverzinkung erhöht auch die Hitzebeständigkeit von Stahl- und Gusseisenprodukten bei Temperaturen bis zu 700 °C erheblich. Es ist möglich, legierte Diffusionszinkbeschichtungen zu erhalten, die zur Verbesserung ihrer Gebrauchseigenschaften verwendet werden.

Galvanisieren

Galvanisieren ist der Prozess des Aufbringens von Zink oder seiner Legierung auf ein Metallprodukt, um seiner Oberfläche bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften zu verleihen, in erster Linie eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Galvanisieren ist das gebräuchlichste und wirtschaftlichste Beschichtungsverfahren zum Schutz von Eisen und seinen Legierungen vor atmosphärischer Korrosion. Ungefähr 40 % der weltweiten Zinkproduktion werden für diese Zwecke ausgegeben. Die Schichtdicke sollte umso größer sein, je aggressiver die Umgebung und je länger die zu erwartende Lebensdauer ist. Stahlbleche, Bänder, Drähte, Befestigungselemente, Teile von Maschinen und Geräten, Rohrleitungen und andere Metallkonstruktionen werden galvanisiert. Die Zinkbeschichtung hat normalerweise keinen dekorativen Zweck; Eine gewisse Verbesserung der Präsentation wird nach der Passivierung von verzinkten Produkten in Chromat- oder Phosphatlösungen erzielt, die den Beschichtungen eine schillernde Farbe verleihen. Das am weitesten verbreitete verzinkte Band wird auf automatisierten Feuerverzinkungslinien hergestellt, dh durch Eintauchen in geschmolzenes Zink. Spritz- und Plattierungsverfahren ermöglichen die Beschichtung von Produkten jeder Größe (z. B. Strommasten, Tanks, Stahlbrücken, Leitplanken). Die elektrolytische Verzinkung erfolgt hauptsächlich aus sauren und alkalisch-cyanidischen Elektrolyten; spezielle Additive ermöglichen glänzende Beschichtungen.

Wirtschaftlicher Schaden durch Korrosion

Die wirtschaftlichen Verluste durch Metallkorrosion sind enorm. In den Vereinigten Staaten beliefen sich die Korrosionsschäden und die Kosten zu ihrer Bekämpfung nach den neuesten NACE-Daten auf 3,1 % des BIP (276 Milliarden US-Dollar). In Deutschland belief sich dieser Schaden auf 2,8 % des BIP. Experten aus verschiedenen Ländern zufolge liegen diese Verluste in den Industrieländern zwischen 2 und 4 % des Bruttosozialprodukts. Gleichzeitig liegen die Metallverluste, einschließlich der Masse der ausgefallenen Metallkonstruktionen, Produkte und Ausrüstungen, zwischen 10 und 20 % der jährlichen Stahlproduktion.

Einsturz der Silberbrücke.

Rost ist eine der häufigsten Ursachen für Brückenausfälle. Da Rost ein viel größeres Volumen als die ursprüngliche Masse von Eisen hat, kann seine Ansammlung zu einer ungleichmäßigen Passung von Strukturteilen zueinander führen. Dies war die Ursache für die Zerstörung der Brücke über den Fluss Mianus im Jahr 1983, als die Lager des Hebemechanismus im Inneren rosteten. Drei Fahrer starben bei einem Sturz in den Fluss. Untersuchungen ergaben, dass der Abfluss der Straße blockiert und nicht gereinigt war und Abwasser die Pfeiler der Brücke infiltriert hatte. Am 15. Dezember 1967 stürzte die Silver Bridge zwischen Point Pleasant, West Virginia und Kanauga, Ohio, plötzlich in den Ohio River ein. Zum Zeitpunkt des Einsturzes bewegten sich 37 Autos auf der Brücke, und 31 von ihnen stürzten zusammen mit der Brücke. 46 Menschen starben und neun wurden schwer verletzt. Neben Toten und Verletzten wurde auch die Haupttransportroute zwischen West Virginia und Ohio zerstört. Ursache des Einsturzes war Korrosion.

Die Kinzoo-Brücke in Pennsylvania wurde 2003 in einem Tornado zerstört, hauptsächlich weil die zentralen Hauptbolzen korrodierten und ihre Stabilität stark beeinträchtigten.

siehe auch

Anmerkungen

Verknüpfungen

• "Strahlen: Ein Leitfaden zum Hochleistungsstrahlen" - Jekaterinburg: Origami ID LLC, 2007-216 S., ISBN 978-5-9901098-1-0

Chemische Korrosion ist ein Prozess, der in der Zerstörung von Metall bei Wechselwirkung mit einer aggressiven äußeren Umgebung besteht. Die chemische Vielfalt von Korrosionsprozessen steht in keinem Zusammenhang mit der Einwirkung von elektrischem Strom. Bei dieser Korrosionsart kommt es zu einer oxidativen Reaktion, bei der das zu zerstörende Material gleichzeitig ein Reduktionsmittel der Umweltelemente ist.

Die Klassifizierung einer Vielzahl aggressiver Umgebungen umfasst zwei Arten der Metallzerstörung:

• chemische Korrosion in Nichtelektrolytflüssigkeiten;
• chemische Gaskorrosion.

Gaskorrosion

Die häufigste Art der chemischen Korrosion – Gas – ist ein korrosiver Prozess, der in Gasen bei erhöhten Temperaturen auftritt. Dieses Problem ist typisch für den Betrieb vieler Arten von technologischen Geräten und Teilen (Ofenarmaturen, Motoren, Turbinen usw.). Darüber hinaus werden ultrahohe Temperaturen bei der Bearbeitung von Metallen unter hohem Druck eingesetzt (Erwärmen vor dem Walzen, Stanzen, Schmieden, thermische Prozesse etc.).

Merkmale des Zustands von Metallen bei erhöhten Temperaturen werden durch ihre beiden Eigenschaften bestimmt - Hitzebeständigkeit und Hitzebeständigkeit. Hitzebeständigkeit ist der Grad der Stabilität der mechanischen Eigenschaften eines Metalls bei ultrahohen Temperaturen. Unter der Stabilität der mechanischen Eigenschaften versteht man den Erhalt der Festigkeit über lange Zeit und die Beständigkeit gegen Kriechen. Hitzebeständigkeit ist die Widerstandsfähigkeit eines Metalls gegenüber der korrosiven Wirkung von Gasen bei erhöhten Temperaturen.

Die Entwicklungsgeschwindigkeit der Gaskorrosion wird durch eine Reihe von Indikatoren bestimmt, darunter:

• atmosphärische Temperatur;
• Komponenten, die in dem Metall oder der Legierung enthalten sind;
• Parameter der Umgebung, in der sich Gase befinden;
• Dauer des Kontakts mit dem gasförmigen Medium;
• Eigenschaften ätzender Produkte.

Der Korrosionsprozess wird stärker von den Eigenschaften und Parametern des Oxidfilms beeinflusst, der auf der Metalloberfläche erscheint. Die Oxidbildung lässt sich zeitlich in zwei Stadien einteilen:

• Adsorption von Sauerstoffmolekülen auf einer Metalloberfläche in Wechselwirkung mit der Atmosphäre;
• der Kontakt einer Metalloberfläche mit einem Gas, wodurch eine chemische Verbindung entsteht.

Die erste Stufe ist durch das Auftreten einer ionischen Bindung als Ergebnis der Wechselwirkung von Sauerstoff und Oberflächenatomen gekennzeichnet, wenn das Sauerstoffatom dem Metall ein Elektronenpaar entzieht. Die resultierende Bindung zeichnet sich durch eine außergewöhnliche Festigkeit aus - sie ist größer als die Bindung von Sauerstoff mit dem Metall im Oxid.

Die Erklärung für diesen Zusammenhang liegt in der Wirkung des atomaren Feldes auf Sauerstoff. Sobald die Metalloberfläche mit einem Oxidationsmittel gefüllt ist (und dies geschieht sehr schnell), beginnt bei niedrigen Temperaturen aufgrund der Van-der-Waals-Kraft die Adsorption von oxidierenden Molekülen. Das Ergebnis der Reaktion ist das Auftreten des dünnsten monomolekularen Films, der mit der Zeit dicker wird, was den Zugang von Sauerstoff erschwert.

In der zweiten Stufe findet eine chemische Reaktion statt, bei der das oxidierende Element des Mediums dem Metall Valenzelektronen entzieht. Chemische Korrosion ist das Endergebnis der Reaktion.

Eigenschaften des Oxidfilms

Die Klassifizierung von Oxidfilmen umfasst drei Arten:

• dünn (unsichtbar ohne spezielle Geräte);
• mittel (Temperfarben);
• dick (mit bloßem Auge sichtbar).

Der entstehende Oxidfilm hat schützende Eigenschaften – er verlangsamt oder hemmt sogar vollständig die Entstehung von chemischer Korrosion. Außerdem erhöht das Vorhandensein eines Oxidfilms die Hitzebeständigkeit des Metalls.

Eine wirklich effektive Folie muss jedoch eine Reihe von Eigenschaften erfüllen:

• nicht porös sein;
• eine solide Struktur haben;
• haben gute Klebeeigenschaften;
• unterscheiden sich in der chemischen Trägheit gegenüber der Atmosphäre;
• hart und verschleißfest sein.

Eine der oben genannten Bedingungen - eine solide Struktur ist besonders wichtig. Die Kontinuitätsbedingung ist der Überschuss des Volumens der Oxidfilmmoleküle über das Volumen der Metallatome. Kontinuität ist die Fähigkeit von Oxid, die gesamte Metalloberfläche mit einer durchgehenden Schicht zu bedecken. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, kann die Folie nicht als schützend betrachtet werden. Es gibt jedoch Ausnahmen von dieser Regel: Bei einigen Metallen, beispielsweise bei Magnesium und Elementen der Erdalkaligruppe (außer Beryllium), ist die Kontinuität kein kritischer Indikator.

Mehrere Techniken werden verwendet, um die Dicke des Oxidfilms zu bestimmen. Die Schutzeigenschaften des Films können zum Zeitpunkt seiner Bildung bestimmt werden. Dazu werden die Oxidationsgeschwindigkeit des Metalls und die Parameter der zeitlichen Änderung der Geschwindigkeit untersucht.

Für ein bereits gebildetes Oxid wird ein anderes Verfahren verwendet, das in der Untersuchung der Dicke und der Schutzeigenschaften des Films besteht. Dazu wird ein Reagenz auf die Oberfläche aufgetragen. Als nächstes legen Experten die Zeit fest, die für das Eindringen des Reagenzes benötigt wird, und ziehen anhand der erhaltenen Daten einen Rückschluss auf die Filmdicke.

Beachten Sie! Sogar der schließlich gebildete Oxidfilm interagiert weiterhin mit der oxidierenden Umgebung und dem Metall.

Korrosionsentwicklungsrate

Die Geschwindigkeit, mit der sich chemische Korrosion entwickelt, hängt ab von Temperaturregime. Bei hohen Temperaturen entwickeln sich oxidative Prozesse schneller. Darüber hinaus beeinflusst die Abnahme der Rolle des thermodynamischen Faktors der Reaktion den Prozess nicht.

Von erheblicher Bedeutung ist die Kühlung und die variable Erwärmung. Aufgrund thermischer Spannungen treten Risse in der Oxidschicht auf. Durch die Lücken dringt das oxidierende Element in die Oberfläche ein. Als Ergebnis wird eine neue Schicht des Oxidfilms gebildet und die vorherige blättert ab.

Auch die Bestandteile des gasförmigen Mediums spielen eine wichtige Rolle. Dieser Faktor ist für verschiedene Metallarten individuell und steht im Einklang mit Temperaturschwankungen. Beispielsweise korrodiert Kupfer schnell, wenn es mit Sauerstoff in Kontakt kommt, ist diesem Prozess jedoch in einer Schwefeloxidumgebung beständig. Im Gegensatz dazu ist Schwefeloxid für Nickel zerstörerisch, und es wird eine Stabilität in Sauerstoff, Kohlendioxid und der aquatischen Umgebung beobachtet. Chrom ist jedoch gegen alle aufgeführten Medien beständig.

Beachten Sie! Wenn das Oxiddissoziationsdruckniveau den Druck des oxidierenden Elements übersteigt, stoppt der Oxidationsprozess und das Metall wird thermodynamisch stabil.

Auch die Legierungsbestandteile beeinflussen die Geschwindigkeit der Oxidationsreaktion. Beispielsweise tragen Mangan, Schwefel, Nickel und Phosphor nichts dazu bei, Eisen zu oxidieren. Aber Aluminium, Silizium und Chrom machen den Prozess langsamer. Kobalt, Kupfer, Beryllium und Titan verlangsamen die Oxidation von Eisen noch mehr. Zusätze von Vanadium, Wolfram und Molybdän werden dazu beitragen, den Prozess intensiver zu machen, was durch die Schmelzbarkeit und Flüchtigkeit dieser Metalle erklärt wird. Die langsamsten Oxidationsreaktionen laufen mit der austenitischen Struktur ab, da sie am besten an hohe Temperaturen angepasst ist.

Ein weiterer Faktor, von dem die Korrosionsrate abhängt, sind die Eigenschaften der behandelten Oberfläche. Glatte Oberfläche oxidiert langsamer und ungleichmäßig - schneller.

Korrosion in Nicht-Elektrolyt-Flüssigkeiten

Nichtleitende flüssige Medien (d. h. Nicht-Elektrolyt-Flüssigkeiten) umfassen solche organischen Substanzen wie:

• Benzol;
• Chloroform;
• Alkohole;
• Tetrachlorkohlenstoff;
• Phenol;
• Öl;
• Benzin;
• Kerosin usw.

Darüber hinaus gelten eine kleine Menge anorganischer Flüssigkeiten, wie flüssiges Brom und geschmolzener Schwefel, als Nichtelektrolytflüssigkeiten.

Gleichzeitig ist zu beachten, dass organische Lösungsmittel selbst nicht mit Metallen reagieren, jedoch in Gegenwart einer geringen Menge an Verunreinigungen ein intensiver Wechselwirkungsprozess auftritt.

Die schwefelhaltigen Elemente im Öl erhöhen die Korrosionsrate. Außerdem werden korrosive Prozesse durch hohe Temperaturen und das Vorhandensein von Sauerstoff in der Flüssigkeit verstärkt. Feuchtigkeit verstärkt die Korrosionsentwicklung nach dem elektromechanischen Prinzip.

Ein weiterer Faktor für die schnelle Entwicklung von Korrosion ist flüssiges Brom. Bei normale Temperaturen es ist besonders zerstörerisch für Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt, Aluminium und Titan. Die Wirkung von Brom auf Eisen und Nickel ist weniger signifikant. Blei, Silber, Tantal und Platin zeigen die größte Beständigkeit gegen flüssiges Brom.

Geschmolzener Schwefel reagiert aggressiv mit fast allen Metallen, vor allem Blei, Zinn und Kupfer. Schwefel greift Kohlenstoffstähle und Titan weniger an und zerstört Aluminium fast vollständig.

Schutzmaßnahmen für Metallkonstruktionen, die sich in nichtleitenden flüssigen Medien befinden, werden durch Zugabe von Metallen durchgeführt, die gegen eine bestimmte Umgebung beständig sind (z. B. Stähle mit hohem Chromgehalt). Außerdem werden spezielle Schutzbeschichtungen verwendet (in einer Umgebung mit viel Schwefel werden beispielsweise Aluminiumbeschichtungen verwendet).

Korrosionsschutzverfahren

Korrosionsschutzmethoden umfassen:

Die Wahl eines bestimmten Materials hängt von der potenziellen Effizienz (einschließlich technologischer und finanzieller) seiner Verwendung ab.

Moderne Prinzipien des Metallschutzes basieren auf folgenden Methoden:

1. Verbesserung der chemischen Beständigkeit von Materialien. Chemisch beständige Materialien (hochpolymere Kunststoffe, Glas, Keramik) haben sich bewährt.
2. Isolierung des Materials von der aggressiven Umgebung.
3. Verringerung der Aggressivität des technologischen Umfelds. Beispiele für solche Maßnahmen umfassen die Neutralisierung und Entfernung von Säure in korrosiven Umgebungen sowie die Verwendung verschiedener Inhibitoren.
4. Elektrochemischer Schutz (Einwirkung von Fremdstrom).

Die oben genannten Methoden sind in zwei Gruppen unterteilt:

1. Die Verbesserung der chemischen Beständigkeit und die Isolierung werden angebracht, bevor die Stahlkonstruktion in Betrieb genommen wird.
2. Die Verringerung der Aggressivität der Umgebung und der elektrochemische Schutz werden bereits bei der Verwendung eines Metallprodukts verwendet. Die Verwendung dieser beiden Techniken ermöglicht die Einführung neuer Schutzmethoden, wodurch ein Schutz durch wechselnde Betriebsbedingungen bereitgestellt wird.

Eine der am häufigsten angewandten Methoden des Metallschutzes, die galvanische Korrosionsschutzbeschichtung, ist für große Flächen nicht wirtschaftlich. Ursache hinein hohe Kosten für den Vorbereitungsprozess.

Der führende Platz unter den Schutzmethoden ist die Beschichtung von Metallen mit Farben und Lacken. Die Popularität dieser Methode zur Korrosionsbekämpfung beruht auf einer Kombination mehrerer Faktoren:

• hohe Schutzeigenschaften (Hydrophobie, Flüssigkeitsabstoßung, geringe Gasdurchlässigkeit und Dampfdurchlässigkeit);
• Herstellbarkeit;
• reichliche Möglichkeiten für dekorative Lösungen;
• Wartbarkeit;
• wirtschaftliche Begründung.

Gleichzeitig ist die Verwendung weit verbreiteter Materialien nicht ohne Nachteile:

• unvollständige Benetzung der Metalloberfläche;
• beeinträchtigte Haftung der Beschichtung auf dem Grundmetall, was zur Ansammlung von Elektrolyt unter der Korrosionsschutzbeschichtung führt und somit zur Korrosion beiträgt;
• Porosität, was zu einer erhöhten Feuchtigkeitsdurchlässigkeit führt.

Dennoch schützt die lackierte Oberfläche das Metall auch bei bruchstückhaften Beschädigungen der Folie vor Korrosionsprozessen, während fehlerhafte galvanische Beschichtungen die Korrosion sogar beschleunigen können.

Organosilikatbeschichtungen

Chemische Korrosion trifft praktisch nicht auf Organosilikatmaterialien zu. Die Gründe dafür liegen in der erhöhten chemischen Stabilität solcher Zusammensetzungen, ihrer Lichtbeständigkeit, hydrophoben Eigenschaften und geringen Wasseraufnahme. Außerdem sind Organosilikate beständig gegen niedrige Temperaturen, haben gute Hafteigenschaften und Verschleißfestigkeit.

Die Probleme der Metallzerstörung aufgrund von Korrosionseffekten verschwinden nicht, trotz der Entwicklung von Technologien zu ihrer Bekämpfung. Grund ist die stetig steigende Produktion von Metallen und die immer schwierigeren Einsatzbedingungen für daraus hergestellte Produkte. Das Problem kann zum jetzigen Zeitpunkt nicht endgültig gelöst werden, daher konzentrieren sich die Bemühungen der Wissenschaftler darauf, Wege zu finden, um Korrosionsprozesse zu verlangsamen.

Korrosion von Metallen (aus dem späten Lateinischen corrosio – ätzend) – physikalische und chemische Wechselwirkung eines metallischen Werkstoffs mit der Umgebung, die zu einer Verschlechterung der Gebrauchseigenschaften des Werkstoffs, der Umgebung oder des technischen Systems führt, dessen Teile sie sind.

Die Korrosion von Metallen beruht auf einer chemischen Reaktion zwischen dem Werkstoff und dem Medium oder zwischen deren Bestandteilen, die an der Grenzfläche stattfindet. Dieser Prozess ist spontan und auch eine FolgeRedoxreaktionenmit Umweltkomponenten. Baustoffzerstörende Chemikalien werden als aggressiv bezeichnet. Ein aggressives Medium kann atmosphärische Luft, Wasser, verschiedene Lösungen von Chemikalien, Gase sein. Der Prozess der Zerstörung des Materials wird durch das Vorhandensein selbst einer geringen Menge an Säuren oder Salzen im Wasser, in Böden durch das Vorhandensein von Salzen im Bodenwasser und durch Schwankungen des Grundwasserspiegels verstärkt.

Korrosionsprozesse werden klassifiziert:

1) entsprechend den Korrosionsbedingungen,

2) nach dem Mechanismus des Prozesses,

3) durch die Art des Korrosionsschadens.

Durch Korrosionsbedingungen, die sehr unterschiedlich sind, gibt es mehrere Arten von Korrosion.

Korrosive Medien und die von ihnen verursachte Zerstörung sind so charakteristisch, dass die Namen dieser Medien verwendet werden, um die darin ablaufenden Korrosionsvorgänge zu klassifizieren. Ja, zuordnen Gaskorrosion, d.h. chemische Korrosion unter dem Einfluss heißer Gase (bei einer Temperatur, die viel höher als der Taupunkt ist).

Einige Fälle sind typisch elektrochemische Korrosion(hauptsächlich mit kathodischer Sauerstoffreduktion) in natürlicher Umgebung: atmosphärisch- in sauberer oder verschmutzter Luft bei ausreichender Luftfeuchtigkeit, um einen Elektrolytfilm auf der Metalloberfläche zu bilden (insbesondere in Gegenwart von aggressiven Gasen wie CO 2 , Cl 2 oder Aerosolen von Säuren, Salzen usw.); marine - unter dem Einfluss von Meerwasser und unterirdisch - in Böden und Böden.

Spannungskorrosion entsteht im Einwirkungsbereich zug- oder biegemechanischer Belastungen, sowie bleibender Verformungen oder thermischer Spannungen und führt in der Regel zu transkristalliner Spannungsrisskorrosion, der beispielsweise Stahlseile und Federn atmosphärisch ausgesetzt sind Bedingungen, Kohlenstoff- und Edelstähle in Dampfkraftwerken, hochfest Titanlegierungen im Meerwasser usw.

Bei Wechselbelastung kann es sich bemerkbar machen Korrosionsermüdung, was sich in einer mehr oder weniger starken Abnahme der Ermüdungsgrenze des Metalls in Gegenwart einer korrosiven Umgebung ausdrückt. Korrosive Erosion(oder Reibungskorrosion) ist ein beschleunigter Verschleiß des Metalls unter gleichzeitiger Einwirkung sich gegenseitig verstärkender korrosiver und abrasiver Faktoren (Gleitreibung, Strömung abrasiver Partikel usw.).

Die damit verbundene Kavitationskorrosion tritt während Kavitationsströmungen um ein Metall mit einem aggressiven Medium auf, wenn das kontinuierliche Auftreten und „Kollapsen“ kleiner Vakuumblasen einen Strom zerstörerischer mikrohydraulischer Stöße erzeugt, die die Metalloberfläche beeinflussen. Eine enge Sorte kann in Betracht gezogen werden Passungskorrosion, beobachtet an den Berührungspunkten von eng zusammengedrückten oder aufeinander rollenden Teilen, wenn infolge von Vibrationen zwischen ihren Oberflächen mikroskopische Scherverschiebungen auftreten.

Das Austreten von elektrischem Strom durch die Grenzfläche eines Metalls mit einer aggressiven Umgebung verursacht je nach Art und Richtung des Lecks zusätzliche anodische und kathodische Reaktionen, die direkt oder indirekt zu einer beschleunigten lokalen oder allgemeinen Zerstörung des Metalls führen können ( Streustromkorrosion). Eine ähnliche Zerstörung, die in der Nähe des Kontakts lokalisiert ist, kann im Elektrolyten einen Kontakt zweier unterschiedlicher Metalle verursachen, die eine geschlossene galvanische Zelle bilden - Kontaktkorrosion.

In engen Bauteilspalten sowie unter einer losen Beschichtung oder einem Aufbau, wo der Elektrolyt eindringt, aber der für die Metallpassivierung notwendige Sauerstoffzugang erschwert ist, Spaltkorrosion, bei der die Auflösung des Metalls hauptsächlich im Spalt stattfindet und die kathodischen Reaktionen teilweise oder vollständig daneben auf der offenen Oberfläche ablaufen.

Es ist auch üblich, herauszuheben biologische Korrosion, unter dem Einfluss der Abfallprodukte von Bakterien und anderen Organismen stehen, und Strahlungskorrosion- bei Einwirkung radioaktiver Strahlung.

1 . Gaskorrosion- Korrosion von Metallen in Gasen bei hohen Temperaturen (z. B. Oxidation und Entkohlung von Stahl beim Erhitzen);

2. atmosphärische Korrosion- Korrosion von Metallen in der Luftatmosphäre sowie in feuchten Gasen (z. B. Rosten von Stahlkonstruktionen in einer Werkstatt oder im Freien);

Atmosphärische Korrosion ist die häufigste Korrosionsart; Etwa 80 % der Metallkonstruktionen werden unter atmosphärischen Bedingungen betrieben.
Der Hauptfaktor, der den Mechanismus und die Geschwindigkeit der atmosphärischen Korrosion bestimmt, ist der Grad der Benetzung der Metalloberfläche. Je nach Feuchtigkeitsgrad gibt es drei Haupttypen atmosphärischer Korrosion:

• Nasse atmosphärische Korrosion– Korrosion bei Vorhandensein eines sichtbaren Wasserfilms auf der Metalloberfläche (Schichtdicke von 1 µm bis 1 mm). Korrosion dieser Art wird bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 100 %, bei tropfenweiser Kondensation von Wasser auf der Metalloberfläche sowie bei direktem Auftreffen von Wasser auf die Oberfläche (Regen, Hydrobehandlung von Oberflächen usw.) beobachtet;
  
• Nasse atmosphärische Korrosion- Korrosion in Gegenwart eines dünnen unsichtbaren Wasserfilms auf der Metalloberfläche, der durch Kapillarwirkung, Adsorption oder chemische Kondensation bei einer relativen Luftfeuchtigkeit unter 100 % entsteht (Schichtdicke von 10 bis 1000 nm);
  
• Trockene atmosphärische Korrosion- Korrosion in Gegenwart eines sehr dünnen Adsorptionsfilms aus Wasser auf der Metalloberfläche (in der Größenordnung von mehreren Molekülschichten mit einer Gesamtdicke von 1 bis 10 nm), der noch nicht als durchgehend und mit den Eigenschaften eines Elektrolyten betrachtet werden kann .
  

Es ist klar, dass Mindestlaufzeiten Korrosion tritt während trockener atmosphärischer Korrosion auf, die durch den Mechanismus der chemischen Korrosion abläuft.

Mit zunehmender Dicke des Wasserfilms ändert sich der Korrosionsmechanismus von chemisch zu elektrochemisch, was einer schnellen Zunahme der Geschwindigkeit des Korrosionsprozesses entspricht.

Aus der obigen Abhängigkeit ist ersichtlich, dass die maximale Korrosionsrate der Grenze der Bereiche II und III entspricht, dann gibt es eine gewisse Verlangsamung der Korrosion aufgrund der Schwierigkeit der Sauerstoffdiffusion durch die verdickte Wasserschicht. Auch dickere Wasserschichten auf der Metalloberfläche (Abschnitt IV) führen nur zu einer geringen Korrosionsverlangsamung, da sie die Sauerstoffdiffusion weniger stark beeinflussen.

In der Praxis ist es nicht immer möglich, diese drei Stadien der atmosphärischen Korrosion so klar zu unterscheiden, da je nach äußeren Bedingungen ein Übergang von einer Art zur anderen möglich ist. So beginnt beispielsweise eine Metallstruktur, die durch den Trockenkorrosionsmechanismus korrodiert wurde, bei einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit durch den Nasskorrosionsmechanismus zu korrodieren, und bei Niederschlag findet bereits eine Nasskorrosion statt. Wenn Feuchtigkeit trocknet, ändert sich der Prozess in die entgegengesetzte Richtung.

Die Rate der atmosphärischen Korrosion von Metallen wird durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst. Die Hauptsache ist die Dauer der Oberflächenbefeuchtung, die hauptsächlich durch die relative Luftfeuchtigkeit bestimmt wird. Gleichzeitig steigt die Metallkorrosionsrate in den meisten praktischen Fällen erst dann stark an, wenn ein bestimmter kritischer Wert der relativen Feuchtigkeit erreicht ist, bei dem ein kontinuierlicher Feuchtigkeitsfilm auf der Metalloberfläche als Ergebnis von Wasserkondensation aus der Luft auftritt.

Die Auswirkung der relativen Luftfeuchtigkeit auf die Rate der atmosphärischen Korrosion von Kohlenstoffstahl ist in der Abbildung dargestellt Die Abhängigkeit der Zunahme der Masse der Korrosionsprodukte m von der relativen Luftfeuchtigkeit W wurde erhalten, indem Stahlproben einer Atmosphäre ausgesetzt wurden, die 0,01 % SO 2 für 55 Tage.

Die in der Luft enthaltenen Verunreinigungen SO 2 , H 2 S, NH 3 , HCl usw. haben einen großen Einfluss auf die Geschwindigkeit der atmosphärischen Korrosion.Sie lösen sich im Wasserfilm auf, erhöhen dessen elektrische Leitfähigkeit und erhöhen

Feste Partikel aus der Atmosphäre, die auf die Metalloberfläche fallen, können, wenn sie gelöst sind, als schädliche Verunreinigungen wirken (NaCl, Na 2 SO 4) oder in Form von festen Partikeln die Feuchtigkeitskondensation auf der Oberfläche fördern (Kohlepartikel, Staub, Schleifmittel Partikel usw.).

In der Praxis ist es schwierig, den Einfluss einzelner Faktoren auf die Metallkorrosionsrate unter bestimmten Betriebsbedingungen zu identifizieren, aber er kann anhand der allgemeinen Eigenschaften der Atmosphäre ungefähr abgeschätzt werden (die Abschätzung erfolgt in relativen Einheiten):

trocken kontinental - 1-9
Meer sauber - 38
Meeresindustrie — 50
industriell - 65
industriell, stark verschmutzt - 100.

3 .Flüssige Korrosion- Korrosion von Metallen in flüssigem Medium: in Nicht-Elektrolyt(Brom, geschmolzener Schwefel, organische Lösungsmittel, flüssiger Kraftstoff) und im Elektrolyten (Säure, Lauge, Salz, See-, Flusskorrosion, Korrosion in geschmolzenen Salzen und Laugen). Abhängig von den Wechselwirkungsbedingungen des Mediums mit dem Metall wird die Flüssigkeitskorrosion des Metalls durch vollständiges, unvollständiges und variables Eintauchen, Korrosion entlang der Wasserlinie (nahe der Grenze zwischen dem in das korrosive Medium eingetauchten und nicht eingetauchten Teil des Metalls) unterschieden ), Korrosion in ungemischtem (ruhigem) und gemischtem (bewegtem) korrosivem Medium ;

4. unterirdische Korrosion- Korrosion von Metallen in Böden und Böden (z. B. Rosten von unterirdischen Stahlrohrleitungen);

Entsprechend seinem Mechanismus ist es elektrochemisch. Metallkorrosion. Untergrundkorrosion wird durch drei Faktoren verursacht: die korrosive Aggressivität von Böden und Böden (Bodenkorrosion), die Einwirkung von Streuströmen und die vitale Aktivität von Mikroorganismen.

Die korrosive Aggressivität von Böden und Böden wird durch ihre granulometrische Struktur bestimmt. Zusammensetzung, ud. elektrisch Widerstand, Feuchtigkeit, Luftdurchlässigkeit, pH-Wert usw. Üblicherweise wird die korrosive Aggressivität des Bodens gegenüber Kohlenstoffstählen durch Schläge bewertet. elektrisch Bodenwiderstand, mittlere Kathodenstromdichte bei einer Verschiebung des Elektrodenpotentials um 100 mV negativer als das Korrosionspotential von Stahl; bei Aluminium wird die korrosive Wirkung des Bodens durch den darin enthaltenen Gehalt an Chlor- und Eisenionen, durch den pH-Wert, bei Blei durch den Gehalt an Nitrationen, Humus, durch den pH-Wert abgeschätzt.

5. Biokorrosion- Korrosion von Metallen unter dem Einfluss lebenswichtiger Aktivitäten von Mikroorganismen (z. B. erhöhte Korrosion von Stahl in Böden durch sulfatreduzierende Bakterien);

Biokorrosion von unterirdischen Bauwerken wird hauptsächlich verursacht. lebenswichtige Aktivität sulfatreduzierender, schwefeloxidierender und eisenoxidierender Bakterien, deren Anwesenheit bakteriologisch festgestellt wird. Studien zur Bodenprobenahme. Sulfat-reduzierende Bakterien sind in allen Böden vorhanden, aber die Biokorrosion schreitet nur dann mit einer merklichen Geschwindigkeit fort, wenn Wasser (oder Böden) 105-106 lebensfähige Bakterien pro 1 ml (oder 1 g) enthalten.

6. AUSstrukturelle Korrosion- Korrosion im Zusammenhang mit der strukturellen Inhomogenität des Metalls (z. B. Beschleunigung des Korrosionsprozesses in Lösungen von H 2 SO 4 oder HCl durch kathodische Einschlüsse: Karbide in Stahl, Graphit in Gusseisen, intermetallische Verbindung CuA1 3 in Duraluminium);

7. Korrosion durch Fremdstrom- elektrochemische Korrosion von Metallen unter dem Einfluss von Strom aus einer externen Quelle (z. B. Auflösung der Stahlanodenerdung einer kathodischen Schutzstation einer unterirdischen Pipeline);

Korrosion durch Fremdstrom

8. Streustromkorrosion- elektrochemische Korrosion von Metall (z. B. unterirdische Rohrleitung) unter Einfluss von Streustrom;

Die Hauptquellen von Streuströmen in der Erde sind elektrifizierte cir. Eisenbahnen Gleichstrom, Straßenbahn, U-Bahn, Minenelektrotransport, Gleichstromleitungen durch das Draht-Erdungssystem. Streuströme verursachen die größten Schäden an den Stellen des unterirdischen Bauwerks, wo der Strom aus dem Bauwerk ins Erdreich fließt (den sogenannten Anodenzonen) Der Eisenverlust durch Korrosion durch Streuströme beträgt 9,1 kg / Jahr.

Auf Underground-Metal Strukturen können Ströme in der Größenordnung von Hunderten von Ampere lecken, und wenn es Schäden in der Schutzbeschichtung gibt, ist die Stromdichte, die von der Struktur in die Anodenzone fließt, so hoch, dass sich in kurzer Zeit durchgehende Schäden in den Wänden der Struktur bilden . Daher in Gegenwart von Anoden- oder Wechselzonen auf unterirdischem Metall. Bauwerkskorrosion durch Streuströme ist in der Regel gefährlicher als Bodenkorrosion.

9. Kontaktkorrosion- elektrochemische Korrosion, die durch den Kontakt von Metallen mit unterschiedlichen stationären Potentialen in einem bestimmten Elektrolyten verursacht wird (z. B. Korrosion in Meerwasser von Teilen aus Aluminiumlegierungen in Kontakt mit Kupferteilen).

Kontaktkorrosion in Elektrolyten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit kann in folgenden Sonderfällen auftreten:

beim Kontakt mit niedrig legiertem Stahl verschiedene Marken, wenn einer von ihnen mit Kupfer und (oder) Nickel legiert ist;


wenn diese Elemente beim Schweißen von Stahl, der nicht mit diesen Elementen legiert ist, in Schweißnähte eingebracht werden;


bei Einwirkung von Stahlkonstruktionen, die nicht mit Kupfer und Nickel legiert sind, sowie verzinktem Stahl oder Aluminiumlegierungen, Staub, der Schwermetalle oder deren Oxide, Hydroxide, Salze enthält; die aufgeführten Materialien sind Kathoden gegenüber Stahl, Aluminium, Metallschutzschichten;


wenn Strukturen aus den aufgeführten Materialien Wassertropfen von korrodierenden Kupferteilen bekommen;


wenn Graphit- oder Eisenerzstaub, Kokssplitter auf die Oberfläche von Strukturen aus verzinktem Stahl oder Aluminiumlegierungen gelangen;


wenn Aluminiumlegierungen miteinander in Kontakt kommen, wenn eine Legierung (Kathode) mit Kupfer legiert ist und die andere (Anode) ¾ nicht;

10. Spaltkorrosion- erhöhte Korrosion in Rissen und Spalten zwischen Metallen (z. B. in Gewinde- und Flanschverbindungen von Stahlkonstruktionen in Wasser) sowie an Stellen mit losem Metallkontakt mit nichtmetallischem korrosionsinertem Material. Inhärent in Edelstahlkonstruktionen in aggressiven flüssigen Umgebungen, in denen Materialien außerhalb enger Risse und Lücken aufgrund des passiven Zustands stabil sind, d.h. aufgrund der Bildung eines Schutzfilms auf ihrer Oberfläche;

11. Spannungskorrosion- Korrosion von Metallen bei gleichzeitiger Einwirkung von korrosiver Umgebung und mechanischen Belastungen. Je nach Art der Belastungen kann Korrosion unter Dauerbelastung (z. B. Korrosion des Metalls von Dampfkesseln) und Korrosion unter veränderlicher Belastung (z. B. Korrosion von Achsen und Gestängen von Pumpen, Federn, Stahlseilen) auftreten; die gleichzeitige Einwirkung einer korrosiven Umgebung und wechselnder oder zyklischer Zugbelastung verursacht häufig Korrosionsermüdung - eine Abnahme der Metallermüdungsgrenze;

12. Korrosive Kavitation- Zerstörung von Metall durch gleichzeitige Korrosion und Schlag Außenumgebung(zum Beispiel die Zerstörung der Propellerblätter von Seeschiffen);

Hohlraumbildung- (von lat. cavitas - Leere) - die Bildung von Hohlräumen (Kavitationsblasen oder Kavernen) in einer mit Gas, Dampf oder einer Mischung aus diesen gefüllten Flüssigkeit. Kavitation entsteht durch einen lokalen Druckabfall in der Flüssigkeit, der mit zunehmender Geschwindigkeit auftreten kann (hydrodynamische Kavitation). Wenn sich die Kavitationsblase mit der Strömung in einen Bereich mit höherem Druck oder während eines halben Kompressionszyklus bewegt, kollabiert sie, während sie eine Stoßwelle aussendet.

Kavitation ist in vielen Fällen unerwünscht. An Geräten wie Schrauben und Pumpen verursacht Kavitation viel Lärm, beschädigt deren Komponenten, verursacht Vibrationen und verringert die Effizienz.

Wenn Kavitationsblasen kollabieren, wird die Energie der Flüssigkeit in sehr kleinen Volumina konzentriert. Dadurch werden Hot Spots gebildet und Stoßwellen erzeugt, die Lärmquellen sind. Bei der Zerstörung der Kavernen wird viel Energie freigesetzt, die großen Schaden anrichten kann. Kavitation kann fast jeden Stoff zerstören. Die Folgen der Zerstörung von Hohlräumen führen zu großem Verschleiß Bestandteile und kann die Lebensdauer des Propellers und der Pumpe erheblich verkürzen.

Um Kavitation zu verhindern

• wählen Sie ein Material, das gegen diese Art von Erosion beständig ist (Molybdänstähle);
  
• Oberflächenrauheit reduzieren;
  
• Reduzieren Sie Strömungsturbulenzen, reduzieren Sie die Anzahl der Windungen, machen Sie sie glatter;
  
• keinen direkten Aufprall eines erosiven Strahls auf die Wand des Geräts zulassen, indem Reflektoren und Strahlteiler verwendet werden;
  
• Gase und Flüssigkeiten von festen Verunreinigungen reinigen;
  
• den Betrieb von hydraulischen Maschinen im Kavitationsmodus nicht zulassen;
  
• Führen Sie eine systematische Überwachung des Materialverschleißes durch.
  

13. Reibungskorrosion(Korrosionserosion) - Metallzerstörung, die durch gleichzeitige Einwirkung einer korrosiven Umgebung und Reibung verursacht wird (z. B. die Zerstörung eines Wellenzapfens beim Reiben an einem von Meerwasser gewaschenen Lager);

14. Reibkorrosion- Korrosion von Metallen während der Vibrationsbewegung zweier Oberflächen relativ zueinander unter dem Einfluss einer korrosiven Umgebung (z. B. Zerstörung zweier Oberflächen von Metallteilen einer Maschine, die durch Schrauben fest miteinander verbunden sind, infolge von Vibrationen in einer oxidierenden Atmosphäre Sauerstoff enthalten).

Durch Prozessmechanismus Es gibt chemische und elektrochemische Korrosion von Metallen:

1. chemische Korrosion- Wechselwirkung eines Metalls mit einem korrosiven Medium, bei der die Oxidation des Metalls und die Reduktion der oxidierenden Komponente des korrosiven Mediums in einem Vorgang erfolgen. Beispiele für diese Art von Korrosion sind Reaktionen, die auftreten, wenn Metallstrukturen bei hohen Temperaturen (über 100 °C) mit Sauerstoff oder anderen oxidierenden Gasen in Kontakt kommen:

2 Fe + O 2 \u003d FeO;

4FeO + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3.

Wenn sich infolge chemischer Korrosion ein durchgehender Oxidfilm bildet, der ausreichend stark an der Oberfläche der Metallstruktur haftet, wird der Zugang von Sauerstoff zum Metall behindert, die Korrosion verlangsamt sich und stoppt dann. Ein poröser, schlecht an die Oberfläche der Struktur gebundener Oxidfilm schützt das Metall nicht vor Korrosion. Wenn das Volumen des Oxids größer ist als das Volumen des Metalls, das in die Oxidationsreaktion eingetreten ist, und das Oxid eine ausreichende Haftung an der Oberfläche der Metallstruktur aufweist, schützt ein solcher Film das Metall gut vor weiterer Zerstörung. Die Dicke des Oxidschutzfilms reicht von mehreren Molekularschichten (5–10) × 10 –5 mm bis zu mehreren Mikrometern.

Die Oxidation des Materials von Metallkonstruktionen, die mit dem Gasmedium in Kontakt kommen, tritt in Kesseln, Schornsteinen von Kesselhäusern, mit Gas betriebenen Warmwasserbereitern, mit flüssigen und festen Brennstoffen betriebenen Wärmetauschern auf. Wenn das gasförmige Medium kein Schwefeldioxid oder andere aggressive Verunreinigungen enthält und die Wechselwirkung von Metallstrukturen mit dem Medium bei konstanter Temperatur über die gesamte Strukturebene erfolgt, dann würde ein relativ dicker Oxidfilm als ausreichend zuverlässiger Schutz dienen weitere Korrosion. Aber aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Metall und Oxid blättert der Oxidfilm stellenweise ab, was Bedingungen für weitere Korrosion schafft.

Gaskorrosion von Stahlkonstruktionen kann nicht nur durch oxidative, sondern auch durch reduzierende Prozesse entstehen. Bei starker Erwärmung von Stahlkonstruktionen unter hohem Druck in einem wasserstoffhaltigen Medium diffundiert letzteres in das Stahlvolumen und zerstört das Material durch einen doppelten Mechanismus - Entkohlung aufgrund der Wechselwirkung von Wasserstoff mit Kohlenstoff

Fe 3 OC + 2H 2 \u003d 3Fe + CH 4 O

und Verleihen von spröden Eigenschaften an Stahl aufgrund der Auflösung von Wasserstoff darin - "Wasserstoffversprödung".

2. Elektrochemische Korrosion- die Wechselwirkung eines Metalls mit einem korrosiven Medium (Elektrolytlösung), bei der die Ionisierung von Metallatomen und die Reduktion der oxidierenden Komponente des korrosiven Mediums nicht in einem Akt erfolgen und ihre Geschwindigkeit vom Elektrodenpotential des Metalls abhängt (z. B. Rosten von Stahl in Meerwasser).

Bei Kontakt mit Luft bildet sich auf der Oberfläche der Struktur ein dünner Feuchtigkeitsfilm, in dem sich Verunreinigungen aus der Luft wie Kohlendioxid lösen. Dabei bilden sich Lösungen, die die elektrochemische Korrosion begünstigen. Verschiedene Teile der Oberfläche eines beliebigen Metalls haben unterschiedliche Potentiale.

Die Gründe dafür können das Vorhandensein von Verunreinigungen im Metall, unterschiedliche Verarbeitung seiner einzelnen Abschnitte, ungleiche Bedingungen (Umgebung), in denen sich verschiedene Abschnitte der Metalloberfläche befinden, sein. Dabei werden die Bereiche der Metalloberfläche mit elektronegativerem Potential zu Anoden und lösen sich auf.

Elektrochemische Korrosion ist ein komplexes Phänomen, das aus mehreren elementaren Prozessen besteht. In den Anodenabschnitten findet ein Anodenprozess statt - Metallionen (Me) gelangen in die Lösung, und überschüssige Elektronen (e), die im Metall verbleiben, bewegen sich zum Kathodenabschnitt. An den Kathodenabschnitten der Metalloberfläche werden überschüssige Elektronen von Ionen, Atomen oder Elektrolytmolekülen (Depolarisatoren) absorbiert und reduziert:

e + D → [De],

wobei D ein Depolarisator ist; e ist ein Elektron.

Die Intensität des elektrochemischen Korrosionsprozesses hängt von der Geschwindigkeit der anodischen Reaktion ab, mit der das Metallion vom Kristallgitter in die Elektrolytlösung übergeht, und der kathodischen Reaktion, die in der Aufnahme von Elektronen besteht, die während der anodischen Reaktion freigesetzt werden.

Die Möglichkeit des Übergangs eines Metallions in einen Elektrolyten wird durch die Stärke der Bindung mit Elektronen in den Zwischenräumen des Kristallgitters bestimmt. Je stärker die Bindung zwischen Elektronen und Atomen ist, desto schwieriger ist der Übergang des Metallions in den Elektrolyten. Elektrolyte enthalten positiv geladene Teilchen - Kationen und negativ geladene - Anionen. Anionen und Kationen binden Wassermoleküle an sich.

Die Struktur der Wassermoleküle bestimmt ihre Polarität. Zwischen geladenen Ionen und polaren Wassermolekülen findet eine elektrostatische Wechselwirkung statt, wodurch polare Wassermoleküle in bestimmter Weise um Anionen und Kationen orientiert werden.

Beim Übergang von Metallionen vom Kristallgitter in die Elektrolytlösung wird eine äquivalente Anzahl von Elektronen freigesetzt. An der „Metall-Elektrolyt“-Grenzfläche bildet sich also eine doppelte elektrische Schicht, in der das Metall negativ und der Elektrolyt positiv geladen ist; Es gibt einen möglichen Sprung.

Die Fähigkeit von Metallionen, in die Elektrolytlösung einzudringen, wird durch das Elektrodenpotential charakterisiert, das die Energiecharakteristik der elektrischen Doppelschicht ist.

Wenn diese Schicht die Potentialdifferenz erreicht, stoppt der Übergang von Ionen in die Lösung (ein Gleichgewichtszustand stellt sich ein).

Korrosionsdiagramm: K, K' - Kathodenpolarisationskurven; A, A' - anodische Polarisationskurven.

Durch Art des Korrosionsschadens Es gibt folgende Korrosionsarten:

1. fest, oder allgemeine Korrosion Bedecken der gesamten Metalloberfläche, die einer bestimmten korrosiven Umgebung ausgesetzt ist. Kontinuierliche Korrosion ist charakteristisch für Stahl, Aluminium, Zink und Aluminiumschutzbeschichtungen in jeder Umgebung, in der die Korrosionsbeständigkeit dieses Materials oder Beschichtungsmetalls nicht hoch genug ist.

Diese Korrosionsart ist gekennzeichnet durch ein relativ gleichmäßiges, über die gesamte Oberfläche allmähliches Eindringen in die Tiefe des Metalls, d. h. eine Abnahme der Dicke des Abschnitts des Elements oder der Dicke der schützenden Metallbeschichtung.

Während der Korrosion in neutralen, leicht alkalischen und leicht sauren Umgebungen werden Strukturelemente mit einer sichtbaren Schicht aus Korrosionsprodukten bedeckt, nach deren mechanischer Entfernung zu reinem Metall sich die Oberfläche der Strukturen als rau herausstellt, aber ohne offensichtliche Geschwüre, Korrosion Punkte und Risse; Während der Korrosion in sauren (und bei Zink und Aluminium sowie in alkalischen) Umgebungen darf sich keine sichtbare Schicht aus Korrosionsprodukten bilden.

Die Bereiche, die für diese Art von Korrosion am anfälligsten sind, sind in der Regel enge Risse, Spalten, Oberflächen unter den Köpfen von Schrauben, Muttern, andere Bereiche mit Staubansammlungen, Feuchtigkeit, da in diesen Bereichen die tatsächliche Dauer der Korrosion liegt ist länger als auf offenen Flächen.

Feste Korrosion passiert:

* Uniform, die mit gleicher Geschwindigkeit über die gesamte Oberfläche des Metalls fließt (z. B. Korrosion von Kohlenstoffstahl in Lösungen von H 2 S0 4);

* uneben, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fließt verschiedene Bereiche Metalloberflächen (z. B. Korrosion von Kohlenstoffstahl in Meerwasser);

* Wahl, bei dem ein Gefügebestandteil der Legierung (Graphitierung von Gusseisen) oder ein Bestandteil der Legierung (Entzinkung von Messing) zerstört wird.

2. lokale Korrosion, Abdecken einzelner Teile der Metalloberfläche.

lokalisierte Korrosion das passiert:

* Fleckenkorrosion charakteristisch für Aluminium, Aluminium- und Zinkbeschichtungen in Umgebungen, in denen ihre Korrosionsbeständigkeit nahezu optimal ist und nur zufällige Faktoren eine lokale Verletzung der Stabilität des Materials verursachen können.

Diese Art von Korrosion ist durch eine geringe Eindringtiefe der Korrosion im Vergleich zu den Querabmessungen (in der Oberfläche) der Korrosionsläsionen gekennzeichnet. Die betroffenen Stellen werden wie bei Dauerkorrosion mit Korrosionsprodukten überzogen. Bei der Erkennung dieser Art von Korrosion ist es notwendig, die Ursachen und Quellen für vorübergehende lokale Erhöhungen der Aggressivität der Umgebung durch das Eindringen von flüssigen Medien (Kondensat, Luftfeuchtigkeit bei Leckagen usw.) auf der Oberfläche des zu ermitteln Struktur, lokale Ansammlung oder Ablagerung von Salzen, Staub usw.

* Korrosion Geschwüre charakteristisch hauptsächlich für Kohlenstoff- und kohlenstoffarmen Stahl (in geringerem Maße - für Aluminium-, Aluminium- und Zinkbeschichtungen) beim Betrieb von Strukturen in flüssigen Medien und Böden.

Lochkorrosion von niedriglegiertem Stahl unter atmosphärischen Bedingungen ist meistens mit einem ungünstigen Metallgefüge verbunden, d. h. mit einem erhöhten Anteil an nichtmetallischen Einschlüssen, hauptsächlich Sulfiden mit hohem Mangangehalt.

Peptische Korrosion ist durch das Auftreten einzelner oder mehrerer Schäden an der Oberfläche der Struktur gekennzeichnet, deren Tiefe und Querabmessungen (von Bruchteilen eines Millimeters bis zu mehreren Millimetern) vergleichbar sind.

Normalerweise begleitet von der Bildung dicker Schichten von Korrosionsprodukten, die die gesamte Oberfläche des Metalls oder seine signifikanten Bereiche um einzelne große Gruben bedecken (typisch für die Korrosion von ungeschützten Stahlkonstruktionen in Böden). Die Geschwürkorrosion von Blechkonstruktionen sowie von Strukturelementen aus dünnwandigen Rohren und rechteckigen Elementen mit geschlossenem Querschnitt geht schließlich in eine Durchgangskorrosion mit der Bildung von Löchern in den Wänden mit einer Dicke von bis zu mehreren Millimetern über.

Pits sind scharfe Spannungskonzentratoren und können die Auslöser von Ermüdungsrissen und Sprödbrüchen sein. Um die Lochkorrosionsrate zu beurteilen und ihre Entwicklung in der Folgezeit vorherzusagen, werden die durchschnittlichen Korrosionseindringraten in den tiefsten Gruben und die Anzahl der Gruben pro Flächeneinheit bestimmt. Diese Daten sollen zukünftig bei der Berechnung der Tragfähigkeit von Bauteilen verwendet werden.

* Lochfraß (Lochfraß) Korrosion charakteristisch für Aluminiumlegierungen, einschließlich eloxiertem und rostfreiem Stahl. Niedrig legierte Stähle unterliegen einer solchen Korrosion nur äußerst selten.

Praktisch Voraussetzung Die Entstehung von Lochkorrosion ist die Wirkung von Chloriden, die in jedem Stadium von der metallurgischen Produktion (Beizen von Walzprodukten) bis zum Betrieb (in Form von Salzen, Aerosolen, Staub) auf die Oberfläche von Strukturen gelangen können.

Wenn Lochfraßkorrosion festgestellt wird, müssen Chloridquellen und Möglichkeiten zum Ausschluss ihrer Wirkung auf das Metall identifiziert werden. Lochkorrosion ist eine Zerstörung in Form einzelner kleiner (nicht mehr als 1–2 mm Durchmesser) und tiefer (Tiefe größer als die Querabmessungen) Geschwüre.

* durch Korrosion, die die Zerstörung des Metalls durch bewirkt (z. B. bei Lochfraß oder Lochfraßkorrosion von Blechen);

* Filiforme Korrosion, die sich in Form von Filamenten hauptsächlich unter nichtmetallischen Schutzbeschichtungen ausbreiten (z. B. auf Kohlenstoffstahl unter einem Lackfilm);

* Korrosion unter der Oberfläche, ausgehend von der Oberfläche, aber hauptsächlich unter der Oberfläche des Metalls fortpflanzend, so dass die Zerstörungs- und Korrosionsprodukte in einigen Bereichen innerhalb des Metalls konzentriert werden; Korrosion unter der Oberfläche verursacht häufig Metallquellungen und Delaminierung (z. B. Blasenbildung auf der Oberfläche).
minderwertiges gewalztes Blech während Korrosion oder Beizen);

* Interkristalline Korrosion charakteristisch für Edelstahl und gehärtete Aluminiumlegierungen, insbesondere in Schweißbereichen, und zeichnet sich durch eine relativ gleichmäßige Verteilung mehrerer Risse über große Bereiche der Oberfläche von Strukturen aus. Die Tiefe von Rissen ist normalerweise geringer als ihre Abmessungen an der Oberfläche. Auf jeder Entwicklungsstufe dieser Korrosionsart entstehen Risse fast gleichzeitig aus vielen Quellen, deren Zusammenhang mit Eigen- oder Betriebsspannungen nicht zwingend ist. Unter einem Lichtmikroskop ist an Querschnitten ausgewählter Proben zu sehen, dass sich Risse nur entlang der Grenzen von Metallkörnern ausbreiten. Getrennte Körner und Blöcke können zerbröckeln, was zu Geschwüren und oberflächlichem Peeling führt. Diese Art von Korrosion führt zu einem schnellen Verlust der Metallfestigkeit und Duktilität;

* Messerkorrosion- lokalisierte Korrosion des Metalls, die die Form eines Schnitts mit einem Messer in der Schmelzzone von Schweißverbindungen in hochaggressiven Umgebungen hat (z. B. Fälle von Korrosion von Schweißnähten aus Chrom-Nickel-Stahl Kh18N10 mit hoher Inhalt Kohlenstoff in starkem HN0 3).

* Spannungsrisskorrosion— Art des Quasi-Sprödbruchs von Stahl und hochfesten Aluminiumlegierungen bei gleichzeitiger Einwirkung von statischen Zugspannungen und korrosiven Medien; gekennzeichnet durch die Bildung von Einzel- und Mehrfachrissen im Zusammenhang mit der Konzentration der Hauptarbeits- und Eigenspannungen. Risse können sich zwischen Kristallen oder entlang des Kornkörpers ausbreiten, jedoch mit einer höheren Geschwindigkeit in der Ebene senkrecht zu den wirkenden Spannungen als in der Ebene der Oberfläche.

Kohlenstoff- und niedriglegierte Stähle mit normaler und hoher Festigkeit sind dieser Art von Korrosion ausgesetzt limitierte Anzahl Medien: heiße Lösungen von Laugen und Nitraten, Mischungen von CO - CO 2 - H 2 - H 2 O und in Medien, die Ammoniak oder Schwefelwasserstoff enthalten. Spannungsrisskorrosion von hochfesten Stählen, wie z. B. hochfesten Schrauben, und hochfesten Aluminiumlegierungen kann sich unter atmosphärischen Bedingungen und in verschiedenen flüssigen Medien entwickeln.

Bei der Feststellung einer Bauwerksschädigung durch Risskorrosion ist darauf zu achten, dass keine anderen Formen von Quasi-Sprödbruch (Kaltversprödung, Ermüdung) vorliegen.

* Korrosionssprödigkeit, vom Metall infolge von Korrosion erworben (z. B. Wasserstoffversprödung von Rohren aus hochfesten Stählen unter Bedingungen von Schwefelwasserstoff-Ölquellen); Unter Sprödigkeit ist die Eigenschaft eines Materials zu verstehen, ohne nennenswerte Aufnahme mechanischer Energie in irreversibler Form zu zerfallen.

Quantifizierung der Korrosion. Die Rate der allgemeinen Korrosion wird durch den Metallverlust pro Korrosionsflächeneinheit geschätzt , zum Beispiel im g/m² 2 ․ h,oder durch die Durchdringungsgeschwindigkeit der Korrosion, d.h. durch eine einseitige Abnahme der Dicke des intakten Metalls ( P), zum Beispiel im mm/Jahr.

Mit gleichmäßiger Korrosion P = 8,75K/ρ, wo ρ - Metalldichte in g/cm3. Bei ungleichmäßiger und lokalisierter Korrosion wird die maximale Durchdringung bewertet. Gemäß GOST 13819-68 wird eine 10-Punkte-Skala der allgemeinen Korrosionsbeständigkeit festgelegt (siehe Tabelle). In besonderen Fällen kann K. auch nach anderen Indikatoren (Verlust der mechanischen Festigkeit und Plastizität, Erhöhung des elektrischen Widerstands, Abnahme des Reflexionsvermögens usw.) bewertet werden, die entsprechend der Art von K. und dem Verwendungszweck ausgewählt werden das Produkt oder die Struktur.

10-Punkte-Skala zur Beurteilung der Gesamtkorrosionsbeständigkeit von Metallen

Bei der Auswahl von Materialien, die unter bestimmten spezifischen Bedingungen gegen verschiedene aggressive Medien beständig sind, verwenden sie Referenztabellen für Korrosion und chemische Beständigkeit von Materialien oder führen Labor- und umfassende (direkt vor Ort und unter Bedingungen der zukünftigen Verwendung) Korrosionstests von Proben durch, z sowie ganze halbindustrielle Einheiten und Geräte. Tests unter strengeren als den Betriebsbedingungen werden als beschleunigt bezeichnet.

Anwendung verschiedener Metallschutzverfahren durch Korrosion ermöglicht bis zu einem gewissen Grad, den Metallverlust durch Korrosion zu minimieren. Je nach Korrosionsursache werden folgende Schutzmethoden unterschieden.

1) Behandlung der Umgebung, in der Korrosion auftritt. Das Wesen des Verfahrens besteht darin, entweder die als Depolarisator wirkenden Substanzen aus der Umgebung zu entfernen oder das Metall vom Depolarisator zu isolieren. Zum Beispiel werden spezielle Substanzen oder Kochen verwendet, um Sauerstoff aus Wasser zu entfernen.

Die Entfernung von Sauerstoff aus einer korrosiven Umgebung wird als Entlüftung bezeichnet.. Es ist möglich, den Korrosionsprozess so weit wie möglich zu verlangsamen, indem spezielle Substanzen in die Umwelt eingebracht werden - Inhibitoren. Weit verbreitet sind flüchtige und Dampfphaseninhibitoren, die Gegenstände aus Eisen- und Nichteisenmetallen vor atmosphärischer Korrosion während Lagerung, Transport usw. schützen.

Inhibitoren werden zum Entkalken von Dampfkesseln, zum Entkalken von Altteilen sowie zum Lagern und Transportieren von Salzsäure in Stahlbehältern eingesetzt. Als organische Inhibitoren werden Thioharnstoff (chemischer Name - Kohlenstoffdiamid C (NH 2) 2 S), Diethylamin, Urotropin (CH 2) 6 N 4) und andere Aminderivate verwendet.

Als anorganische Inhibitoren werden Silikate (Verbindungen von Metall mit Silizium Si), Nitrite (Verbindungen mit Stickstoff N), Alkalimetalldichromate etc. eingesetzt. Der Wirkmechanismus von Inhibitoren besteht darin, dass ihre Moleküle an der Oberfläche des Metalls adsorbiert werden, wodurch das Auftreten von Elektrodenprozessen verhindert wird.

2) Schutzbeschichtungen. Um das Metall von der Umwelt zu isolieren, werden verschiedene Arten von Beschichtungen darauf aufgebracht: Lacke, Farben, Metallbeschichtungen. Am gebräuchlichsten sind Farbbeschichtungen, aber ihre mechanische Eigenschaften viel niedriger als Metall. Letztere lassen sich je nach Art der Schutzwirkung in Anode und Kathode einteilen.

Anodenbeschichtungen. Wenn ein Metall mit einem anderen, elektronegativeren Metall beschichtet wird, dann wird bei Bedingungen für elektrochemische Korrosion die Beschichtung zerstört, weil. es wird als Anode wirken. Ein Beispiel für eine anodische Beschichtung ist auf Eisen abgeschiedenes Chrom.

kathodische Beschichtungen. Das Standardelektrodenpotential der kathodischen Beschichtung ist positiver als das des geschützten Metalls. Solange die Lackschicht das Metall von der Umgebung isoliert, tritt keine elektrochemische Korrosion auf. Wenn die Kontinuität der Kathodenbeschichtung unterbrochen wird, schützt sie das Metall nicht mehr vor Korrosion. Darüber hinaus verstärkt es sogar die Korrosion des Grundmetalls, da In dem resultierenden galvanischen Paar ist die Anode das unedle Metall, das zerstört wird. Ein Beispiel ist die Verzinnung von Eisen (verzinntes Eisen).

Wenn man also die Eigenschaften von anodischen und kathodischen Beschichtungen vergleicht, kann man den Schluss ziehen, dass anodische Beschichtungen am effektivsten sind. Sie schützen das Grundmetall auch dann, wenn die Integrität der Beschichtung beeinträchtigt ist, während kathodische Beschichtungen das Metall nur mechanisch schützen.

3) Elektrochemischer Schutz. Es gibt zwei Arten elektrochemischer Schutz: kathodisch und schützend. In beiden Fällen werden Bedingungen für das Auftreten eines hohen elektronegativen Potentials am geschützten Metall geschaffen.

Schützender Schutz . Das vor Korrosion geschützte Produkt wird mit einem Metallschrott aus einem elektronegativeren Metall (Lauffläche) kombiniert. Dies ist gleichbedeutend mit der Schaffung einer galvanischen Zelle, in der der Protektor eine Anode ist und zerstört wird. Um beispielsweise unterirdische Strukturen (Pipelines) zu schützen, wird Altmetall (Protektor) in einiger Entfernung von ihnen vergraben und an der Struktur befestigt.

Kathodenschutz unterscheidet sich von der Lauffläche dadurch, dass die geschützte Struktur, die sich im Elektrolyten (Bodenwasser) befindet, mit der Kathode einer externen Stromquelle verbunden ist. In das gleiche Medium wird ein Stück Metallschrott gelegt, das mit der Anode einer externen Stromquelle verbunden ist. Altmetall wird einer Zerstörung unterzogen, wodurch die geschützte Struktur vor Zerstörung geschützt wird.

In vielen Fällen wird das Metall durch einen stabilen Oxidfilm, der sich auf seiner Oberfläche bildet, vor Korrosion geschützt (z. B. bildet sich Al 2 O 3 auf der Oberfläche von Aluminium, was eine weitere Oxidation des Metalls verhindert). Einige Ionen wie Cl – zerstören jedoch solche Filme und erhöhen dadurch die Korrosion.

Die Korrosion von Metallen verursacht großen wirtschaftlichen Schaden. Die Menschheit erleidet enorme materielle Verluste durch Korrosion von Rohrleitungen, Maschinenteilen, Schiffen, Brücken, Offshore-Strukturen und technologischen Anlagen.

Korrosion führt zu einer Verringerung der Zuverlässigkeit des Gerätebetriebs: Geräte hoher Druck, Dampfkessel, Metallbehälter für Gift- u radioaktive Substanzen, Turbinenschaufeln und -rotoren, Flugzeugteile usw. Unter Berücksichtigung der möglichen Korrosion muss die Festigkeit dieser Produkte überschätzt werden, was bedeutet, dass der Metallverbrauch erhöht wird, was zu zusätzlichen wirtschaftlichen Kosten führt. Korrosion führt zu Produktionsausfällen durch den Austausch defekter Anlagen, zu Verlusten von Rohstoffen und Produkten (Austritt von Öl, Gasen, Wasser), zu Energiekosten zur Überwindung zusätzlicher Widerstände, die durch eine Verringerung der Durchflussquerschnitte von Pipelines verursacht werden Ablagerung von Rost und anderen Korrosionsprodukten. . Korrosion führt auch zu einer Kontamination von Produkten und damit zu einer Verschlechterung ihrer Qualität.

Die Kosten für den Ausgleich von Korrosionsverlusten werden auf Milliarden Rubel pro Jahr geschätzt. Experten haben errechnet, dass in Industrieländern die durch Korrosion verursachten Kosten 3-4 % des Bruttonationaleinkommens ausmachen.

In einer langen Zeit intensiver Arbeit der metallurgischen Industrie wurde eine riesige Menge Metall geschmolzen und in Produkte umgewandelt. Dieses Metall korrodiert ständig. Es gibt eine solche Situation, dass der Metallverlust durch Korrosion in der Welt bereits etwa 30% der Jahresproduktion ausmacht. Es wird angenommen, dass 10 % des korrodierten Metalls (hauptsächlich in Form von Rost) unwiederbringlich verloren gehen. Vielleicht stellt sich in Zukunft ein Gleichgewicht ein, bei dem etwa so viel Metall durch Korrosion verloren geht, wie es wieder eingeschmolzen wird. Aus allem Gesagten folgt Hauptproblem ist die Suche nach neuen und die Verbesserung alter Methoden des Korrosionsschutzes.

Referenzliste

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Korrosion von Metall oder Legierung tritt in der Regel an der Phasengrenze auf, also an der Kontaktgrenze eines Festkörpers mit einem Gas oder einer Flüssigkeit.

Korrosionsprozesse werden in folgende Typen unterteilt: nach dem Mechanismus der Wechselwirkung des Metalls mit der Umgebung; nach Art der korrosiven Umgebung; nach Art der Korrosionsschäden an der Oberfläche; nach dem Volumen des zerstörten Metalls; durch die Art der zusätzlichen Einflüsse, denen das Metall gleichzeitig mit der Einwirkung der korrosiven Umgebung ausgesetzt ist.

Je nach Wechselwirkungsmechanismus des Metalls mit der Umgebung wird zwischen chemischer und elektrochemischer Korrosion unterschieden.

Korrosion, die unter dem Einfluss der Vitalaktivität von Mikroorganismen auftritt, wird als biologische Korrosion bezeichnet, und unter dem Einfluss radioaktiver Strahlung fortschreitend – als Strahlenkorrosion.

Korrosion in Nichtelektrolytflüssigkeiten, Korrosion in Elektrolytlösungen und -schmelzen, Gaskorrosion, atmosphärische, unterirdische (Boden) Korrosion, Korrosion durch Streustrom usw.

Je nach Art der Veränderung der Oberfläche eines Metalls oder einer Legierung oder je nach Grad der Veränderung ihrer physikalischen und mechanischen Eigenschaften im Korrosionsprozess, unabhängig von den Eigenschaften der Umgebung, gibt es verschiedene Arten von Korrosion Schaden.

1. Wenn Korrosion die gesamte Oberfläche des Metalls bedeckt, wird diese Art der Zerstörung als - ständige Korrosion. Unter Dauerkorrosion versteht man die Zerstörung von Metallen und Legierungen unter Einwirkung von Säuren, Laugen und der Atmosphäre. Kontinuierliche Korrosion kann gleichmäßig sein, d. h. die Zerstörung des Metalls erfolgt über die gesamte Oberfläche gleich schnell, und ungleichmäßig, wenn die Korrosionsgeschwindigkeit in einzelnen Teilen der Oberfläche nicht gleich ist. Ein Beispiel für gleichmäßige Korrosion ist die Korrosion im Zusammenspiel von Kupfer mit Salpetersäure, Eisen mit Salzsäure, Zink mit Schwefelsäure und Aluminium mit Laugen. In diesen Fällen verbleiben keine Korrosionsprodukte auf der Metalloberfläche. Eisenrohre korrodieren im Freien ähnlich. Dies ist leicht zu erkennen, wenn die Rostschicht entfernt wird; Darunter befindet sich eine raue Metalloberfläche, die gleichmäßig über das Rohr verteilt ist.

2. Legierungen einiger Metalle unterliegen - selektive Korrosion, wenn eines der Elemente oder eine der Strukturen der Legierung zerstört wird, während der Rest praktisch unverändert bleibt. Wenn Messing mit Schwefelsäure in Kontakt kommt, kommt es zu komponentenselektiver Korrosion – Zinkkorrosion, und die Legierung wird mit Kupfer angereichert. Eine solche Zerstörung ist leicht zu bemerken, da sich die Oberfläche des Produkts aufgrund einer Erhöhung der Kupferkonzentration in der Legierung rötet. Bei der strukturselektiven Korrosion kommt es überwiegend zur Zerstörung eines beliebigen Gefüges der Legierung, zB bei Kontakt von Stahl mit Säuren wird Ferrit zerstört, während Eisencarbid unverändert bleibt. Gusseisen ist für diese Art von Korrosion besonders anfällig.

3. Mit lokaler Korrosion auf der oberfläche des metalls finden sich läsionen in form von einzelnen flecken, geschwüren, punkten. Abhängig von der Art der Läsionen tritt lokale Korrosion in Form von Flecken auf, d. h. Läsionen, die nicht sehr tief in die Dicke des Metalls hineinreichen; Geschwüre - stark in die Dicke des Metalls vertiefte Läsionen; Punkte, die manchmal für das Auge kaum sichtbar sind, aber tief in das Metall eindringen. Korrosion in Form von Gruben und Punkten ist sehr gefährlich für solche Strukturen, bei denen es wichtig ist, die Bedingungen der Dichtheit und Undurchlässigkeit aufrechtzuerhalten (Tanks, Apparate, Rohrleitungen in der chemischen Industrie).

4. Korrosion unter der Oberfläche beginnt in den Fällen von der Metalloberfläche, wenn die Schutzschicht (Filme, Oxide usw.) in separaten Bereichen zerstört wird. In diesem Fall erfolgt die Zerstörung hauptsächlich unter der Beschichtung und die Korrosionsprodukte konzentrieren sich im Inneren des Metalls. Korrosion unter der Oberfläche verursacht häufig Blasenbildung und Delaminierung des Metalls. Es kann nur unter einem Mikroskop bestimmt werden.

5. Spaltkorrosion- Zerstörung von Metall unter Dichtungen, in Lücken, Schraubverbindungen, in Nietverbindungen usw. Es entwickelt sich häufig im Bereich der Struktur, die sich im Spalt (Schlitz) befindet.

6. Interkristalline Korrosion- die Zerstörung des Metalls entlang der Grenzen von Kristalliten (Körnern) mit dem Verlust seiner mechanischen Festigkeit, Aussehen Metall verändert sich nicht, aber es wird leicht unter mechanischer Einwirkung in separate Kristalle zerstört. Dies wird durch die Bildung von losen Korrosionsprodukten geringer Festigkeit zwischen den Körnern des Metalls oder der Legierung erklärt. Diese Korrosionsart betrifft Chrom- und Chrom-Nickel-Stähle, Nickel- und Aluminiumlegierungen. Um interkristalline Korrosion zu vermeiden, wurden in den letzten Jahren Edelstähle mit reduzierter Inhalt Kohlenstoff- oder Karbidbildner werden in ihre Zusammensetzung eingeführt - Titan, Tantal, Niob (in der 5-8-fachen Menge des Kohlenstoffgehalts).

Bei gleichzeitiger Einwirkung hochaggressiver Medien und mechanischer Zugbelastungen auf ein Metall oder eine Legierung ist Risskorrosion oder transkristalline Korrosion möglich. In diesem Fall erfolgt die Zerstörung nicht nur entlang der Grenzen der Kristallite, sondern der Metallkristallit selbst wird in Teile geteilt. Das ist sehr gefährlicher Anblick Korrosion, insbesondere bei mechanisch belasteten Konstruktionen (Brücken, Achsen, Kabel, Federn, Autoklaven, Dampfkessel, Verbrennungsmotoren, Wasser- und Dampfturbinen usw.).

Spannungsrisskorrosion hängt von der Konstruktion der Ausrüstung, der Art der aggressiven Umgebung, der Struktur und Struktur des Metalls oder der Legierung, der Temperatur usw. ab. Beispielsweise tritt Korrosionsrissbildung bei Kohlenstoffstählen sehr häufig in alkalischen Medien bei hohen Temperaturen auf; Edelstähle - in Lösungen von Chloriden, Kupfersulfat, Phosphorsäure; Aluminium- und Magnesiumlegierungen - unter dem Einfluss von Meerwasser; Titan und seine Legierungen - unter Einwirkung von konzentrierter Salpetersäure und Jodlösungen in Methanol.

Zu beachten ist, dass es je nach Art des Metalls bzw. der Legierung und den Eigenschaften des aggressiven Mediums eine kritische Beanspruchung gibt, ab der oft Korrosionsrisse zu beobachten sind.

Je nach Art der zusätzlichen Einwirkungen, denen das Metall gleichzeitig mit der Einwirkung einer aggressiven Umgebung ausgesetzt ist, kann zwischen Spannungskorrosion, Reibkorrosion und Kavitationskorrosion unterschieden werden.

7. Spannungskorrosion- dies ist Korrosion bei gleichzeitiger Einwirkung einer korrosiven Umgebung und dauerhaften oder vorübergehenden Beanspruchungen. Die gleichzeitige Einwirkung von zyklischen Zugspannungen und einer korrosiven Umgebung verursacht Korrosionsermüdung, d. h. es kommt zu einer vorzeitigen Zerstörung des Metalls. Dieser Prozess kann wie folgt dargestellt werden: Zunächst tritt auf der Oberfläche des Produkts eine lokale Korrosion in Form von Vertiefungen auf, die als Spannungskonzentrator zu wirken beginnen. Der maximale Spannungswert liegt am Boden der Vertiefungen, die a aufweisen mehr negatives Potential als die Wände, wodurch die Zerstörung des Metalls tiefer voranschreitet und das Geschwür sich in einen Riss verwandelt. Gelenkwellen sind dieser Art von Korrosion ausgesetzt. Autofedern, Seile, gekühlte Walzen von Walzwerken usw.

8. Reibungskorrosion- die Zerstörung des Metalls, verursacht durch die gleichzeitige Einwirkung einer korrosiven Umgebung und Reibung. Wenn zwei Oberflächen in einer korrosiven Umgebung relativ zueinander vibrieren, tritt Abriebkorrosion oder Reibkorrosion auf. Es ist möglich, Korrosion durch Reibung oder Vibration durch die Wahl des richtigen Konstruktionsmaterials, die Verringerung des Reibungskoeffizienten, das Aufbringen von Beschichtungen usw. zu beseitigen.

9. Gaskorrosion- Dies ist die chemische Korrosion von Metallen in einem gasförmigen Medium bei einem minimalen Feuchtigkeitsgehalt (normalerweise nicht mehr als 0,1%) oder bei hohen Temperaturen. In der chemischen und petrochemischen Industrie ist diese Art von Korrosion weit verbreitet. Zum Beispiel bei der Herstellung von Schwefelsäure auf der Stufe der Schwefeldioxidoxidation, bei der Synthese von Ammoniak, bei der Herstellung von Salpetersäure und Chlorwasserstoff, bei den Prozessen der Synthese organischer Alkohole, beim Cracken von Öl usw.

10. Atmosphärische Korrosion- Dies ist die Korrosion von Metallen in einer Atmosphäre aus Luft oder einem feuchten Gas.

11. Untergrundkorrosion- Dies ist die Korrosion von Metallen in Böden und Böden.

12. Kontaktkorrosion- Dies ist eine Art von Korrosion, die durch den Kontakt von Metallen mit unterschiedlichen stationären Potentialen in einem bestimmten Elektrolyten verursacht wird.

Korrosion ist die Zerstörung von Metall, Keramik, Holz und anderen Materialien durch chemische oder physikalisch-chemische Wechselwirkungen. Die Ursachen für eine solche unerwünschte Wirkung sind unterschiedlich. In den meisten Fällen ist dies eine strukturelle Instabilität gegenüber den thermodynamischen Wirkungen der Umgebung. Schauen wir uns genauer an, was Korrosion ist. Korrosionsarten müssen ebenfalls berücksichtigt werden, und es ist nicht überflüssig, über den Schutz davor zu sprechen.

Einige allgemeine Informationen

Wir sind es gewohnt, den Begriff „Rosten“ zu hören, der im Zusammenhang mit der Korrosion von Metallen und Legierungen verwendet wird. Es gibt auch so etwas wie "Alterung" - es ist charakteristisch für Polymere. Im Wesentlichen sind sie ein und dasselbe. Ein anschauliches Beispiel ist die Alterung von Gummiprodukten durch aktive Wechselwirkung mit Sauerstoff. Außerdem werden einige Kunststoffelemente unter dem Einfluss zerstört.Die Korrosionsgeschwindigkeit hängt direkt von den Bedingungen ab, in denen sich das Objekt befindet. Rost auf einem Metallprodukt breitet sich also umso schneller aus, je höher die Temperatur ist. Auch die Luftfeuchtigkeit wirkt sich aus: Je höher sie ist, desto schneller wird sie für die weitere Nutzung ungeeignet. Es wurde empirisch festgestellt, dass etwa 10 Prozent der Metallprodukte unwiederbringlich abgeschrieben sind und Korrosion daran schuld ist. Korrosionsarten sind unterschiedlich und werden je nach Art der Medien, Art der Strömung und dergleichen klassifiziert. Sehen wir sie uns genauer an.

Einstufung

Derzeit gibt es mehr als zwei Dutzend Rostoptionen. Wir stellen nur die grundlegendsten Korrosionsarten vor. Herkömmlicherweise können sie in die folgenden Gruppen eingeteilt werden:

• Chemische Korrosion ist ein Wechselwirkungsprozess mit einer korrosiven Umgebung, bei dem die Reduktion eines Oxidationsmittels in einem Akt erfolgt. Metall und Oxidationsmittel sind nicht räumlich getrennt.
• Elektrochemische Korrosion - der Prozess der Metallinteraktion mit der Ionisierung von Atomen und der Reduktion des Oxidationsmittels findet in verschiedenen Schritten statt, aber die Geschwindigkeit hängt stark vom Elektrodenpotential ab.
• Gaskorrosion - chemisches Rosten von Metall bei einem minimalen Feuchtigkeitsgehalt (nicht mehr als 0,1 Prozent) und / oder hohen Temperaturen in einer gasförmigen Umgebung. Am häufigsten findet man diese Art in der Chemie- und Ölraffinerieindustrie.

Darüber hinaus gibt es noch eine Vielzahl von Rostprozessen. Alle von ihnen sind Korrosion. Korrosionsarten, zusätzlich zu den oben beschriebenen, umfassen biologisches, radioaktives, atmosphärisches, Kontakt-, lokales, Zielrost usw.

Elektrochemische Korrosion und ihre Merkmale

Bei dieser Art der Zerstörung setzt sich der Prozess fort, wenn das Metall mit dem Elektrolyten in Kontakt kommt. Letzteres kann Kondensat oder Regenwasser sein. Je mehr Salze und Säuren in der Flüssigkeit enthalten sind, desto höher ist die elektrische Leitfähigkeit und damit die Prozessgeschwindigkeit. Die korrosionsanfälligsten Stellen der Metallstruktur sind Nieten, Schweißverbindungen und mechanische Beschädigungen. Wenn die strukturellen Eigenschaften der Eisenlegierung sie rostbeständig machen, verlangsamt sich der Prozess etwas, läuft aber noch weiter. Ein Paradebeispiel ist die Verzinkung. Tatsache ist, dass Zink ein negativeres Potential hat als Eisen. Aus diesem einfachen Grund erholt sich die Eisenlegierung und das Zink korrodiert. Das Vorhandensein eines Oxidfilms auf der Oberfläche verlangsamt jedoch den Zerstörungsprozess erheblich. Natürlich sind alle Arten von elektrochemischer Korrosion äußerst gefährlich und manchmal sogar unmöglich, sie zu bekämpfen.

Chemische Korrosion

Eine solche Veränderung des Metalls ist durchaus üblich. Ein markantes Beispiel ist das Auftreten von Zunder als Ergebnis der Wechselwirkung von Metallprodukten mit Sauerstoff. Hohe Temperatur wirkt in diesem Fall als Beschleuniger des Prozesses, und Flüssigkeiten wie Wasser, Salze, Säuren, Laugen und Salzlösungen können daran teilnehmen. Wenn wir von Materialien wie Kupfer oder Zink sprechen, führt deren Oxidation zur Bildung eines Films, der gegen weitere Korrosion beständig ist. Stahlprodukte bilden Eisenoxide. Weiterhin führen sie zum Auftreten von Rost, der keinen Schutz vor weiterer Zerstörung bietet, sondern eher zu dieser beiträgt. Derzeit werden alle Arten von chemischer Korrosion durch Verzinkung beseitigt. Es können auch andere Schutzmaßnahmen angewendet werden.

Arten von Betonkorrosion

Die Änderung der Struktur und die Erhöhung der Zerbrechlichkeit von Beton unter dem Einfluss der Umgebung kann drei Arten haben:

• Die Zerstörung von Zementsteinteilen ist eine der häufigsten Korrosionsarten. Sie tritt auf, wenn das Betonprodukt systematisch Niederschlägen und anderen Flüssigkeiten ausgesetzt ist. Dadurch wird Calciumoxidhydrat ausgewaschen und die Struktur gestört.
• Wechselwirkung mit Säuren. Kommt der Zementstein mit Säuren in Kontakt, entsteht Calciumbicarbonat – ein aggressives chemisches Element für ein Betonprodukt.
• Kristallisation schwerlöslicher Stoffe. Tatsächlich bezieht sich dies auf Biokorrosion. Unter dem Strich dringen Mikroorganismen (Sporen, Pilze) in die Poren ein und entwickeln sich dort, wodurch eine Zerstörung eintritt.

Korrosion: Arten, Methoden des Schutzes

Milliarden von Dollar an jährlichen Verlusten haben dazu geführt, dass die Menschen begannen, diese schädliche Wirkung zu bekämpfen. Man kann mit Sicherheit sagen, dass alle Arten von Korrosion nicht zum Verlust des Metalls selbst führen, sondern zum Verlust wertvoller Metallstrukturen, deren Bau viel Geld kostet. Ob ein 100-prozentiger Schutz möglich ist, ist schwer zu sagen. Allerdings bei richtige Vorbereitung Oberfläche, die in einer abrasiven Strahlreinigung besteht, erzielt werden kann gute Ergebnisse. Schützt den Lack bei sachgemäßer Anwendung zuverlässig vor elektrochemischer Korrosion. Und eine spezielle Oberflächenbehandlung schützt zuverlässig vor der Zerstörung des Metalluntergrundes.

Aktive und passive Kampfmethoden

Wesen aktive Methoden ist die Struktur des doppelten elektrischen Feldes zu verändern. Verwenden Sie dazu eine Konstantstromquelle. Die Spannung muss so gewählt werden, dass das zu schützende Produkt ansteigt. Eine weitere äußerst beliebte Methode ist die „Opfer“-Anode. Es kollabiert und schützt das Grundmaterial.

Passiver Schutz beinhaltet die Verwendung von Anstrichen. Die Hauptaufgabe besteht darin, das Eindringen von Feuchtigkeit sowie Sauerstoff auf die geschützte Oberfläche vollständig zu verhindern. Wie oben erwähnt, ist es sinnvoll, Zink-, Kupfer- oder Nickelbeschichtungen zu verwenden. Selbst eine teilweise zerstörte Schicht schützt das Metall vor Rost. Natürlich sind diese Arten von Metallkorrosionsschutz nur wirksam, wenn die Oberfläche keine sichtbaren Mängel in Form von Rissen, Absplitterungen und dergleichen aufweist.

Verzinkung im Detail

Wir haben bereits die wichtigsten Korrosionsarten betrachtet, und jetzt möchte ich über die besten Schutzmethoden sprechen. Eines davon ist das Verzinken. Sein Wesen liegt darin, dass Zink oder seine Legierung auf die zu behandelnde Oberfläche aufgetragen wird, was der Oberfläche etwas verleiht physikochemische Eigenschaften. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Methode als eine der wirtschaftlichsten und effizientesten gilt, obwohl etwa 40 Prozent der Weltproduktion dieses Elements für die Verzinkung aufgewendet werden. Stahlbleche, Verbindungselemente sowie Geräte und andere Metallkonstruktionen können verzinkt werden. Interessanterweise können Sie mit Hilfe des Plattierens oder Sprühens ein Produkt jeder Größe und Form schützen. Zink hat keinen dekorativen Zweck, obwohl es mit Hilfe einiger spezieller Zusätze möglich ist, glänzende Oberflächen zu erhalten. Grundsätzlich ist dieses Metall in der Lage, maximalen Schutz in aggressiven Umgebungen zu bieten.

Fazit

Wir haben Ihnen also gesagt, was Korrosion ist. Auch Korrosionsarten wurden berücksichtigt. Jetzt wissen Sie, wie Sie die Oberfläche vor vorzeitigem Rosten schützen können. Im Großen und Ganzen ist dies sehr einfach, aber wo und wie das Produkt betrieben wird, ist von erheblicher Bedeutung. Wenn es ständig dynamischen und Vibrationsbelastungen ausgesetzt ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit von Rissen in der Lackierung, durch die Feuchtigkeit in das Metall eindringt, wodurch es allmählich zusammenbricht. Die Verwendung verschiedener Gummidichtungen und Dichtungsmittel in Kontaktbereichen von Metall zu Metall kann jedoch die Lebensdauer der Beschichtung geringfügig verlängern.

Nun, das ist alles für dieses Thema. Beachten Sie, dass ein vorzeitiges strukturelles Versagen aufgrund von Korrosion zu unvorhergesehenen Folgen führen kann. Im Unternehmen sind durch Rosten der tragenden Metallstruktur große Sachschäden und menschliche Verluste möglich.