Вопрос № 3. Коррозия и способы защиты от коррозии (30 мин)

 

При взаимодействии металлов с окружающей средой на их поверхности образуются соединения, обладающие совершенно иными свойствами, чем сами металлы. Эти процессы по химической природе являются окислительно-восстановительными.

Коррозия (лат. сorrosio - разъедание) - это разрушение металла в результате его физико-химического взаимодействия с окружа-ющей средой. Коррозия - это самопроизвольный экзотермический процесс, тепло которого рассеивается в окружающем пространстве.

Коррозия является переходом из металлического состояния в ионное.

Скорость коррозии зависит от характера среды. В обычной атмосфере металлы могут разрушаться, взаимодействуя с кислородом, азотом, водяными парами, углекислым газом. В производственных же условиях изделия из металлов могут находиться в контакте с более агресcивными веществами - щелочами, кислотами, оксидами азота и серы, галогенами. Производственные процессы часто осуществляются при высоких температурах и давлении и, следовательно, скорость коррозии заметно усиливается.

 

Основные виды коррозии металлов

 

По механизму протекания коррозия делится на химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия характерна для сред, не проводящих электрический ток, т.е. при отсутствии электролитов. Металл непосредственно взаимодействует с окислителем, при этом происходит переход электронов от металла к веществам, находящимся в окружающей среде.

Известны следующие основные разновидности химической коррозии: газовая (атмосферная и газовая производственная), коррозия в агрессивных жидких неэлектролитах.

Атмосферная коррозия возникает под влиянием газов атмосферы (кислорода, азота, углекислого газа, паров воды).

Например, атмосферная коррозия цинка и железа может быть выражена следующими уравнениями:

__ -4e^—__

¯ ¯ _{+2 -2}

2Zn + O₂ ® 2ZnO

 

 

___ -2e^—___

¯ ¯ _{+2 0}

Fe + CO₂ + H₂O ® FeCO₃ + H₂

 

2. В производственных условиях под действием кислорода, водорода, агрессивных газов (SO₂, H₂S, NO₂, галогенов) развивается газовая(производственная) коррозия. Подобные процессы чаще протекают при повышенных температурах. К газам, обладающим повышенной коррозирующей способностью, относятся:

- газы, содержащие сернистые соединения, которые при взаимодействии с металлом образуют сульфиды. Сульфиды легко окисляются на воздухе, при этом выделяется большое количество тепла, что может привести к самовозгоранию этих соединений.

- кислород, который при взаимодействии с металлом образует оксиды. Некоторые оксиды непрочны, отслаиваются и уменьшают толщину стенок аппаратов.

- водород, который при повышенных давлениях может диффундировать в толщу металла производственного оборудования. Металл при этом становится хрупким и теряет свою прочность.

Большие потери от газовой коррозии (угар металла) несет металлургическая промышленность. Стойкость против газовой коррозии повышается при введении в состав сплавов различных добавок (хрома, алюминия, кремния и др.) Добавки алюминия, бериллия и магния к меди повышают ее сопротивление газовой коррозии в окислительных средах. Для защиты стальных и железных изделий от этого вида коррозии поверхность покрывают алюминием (алитирование).

Коррозия в агрессивных жидкостях может протекать как при низких, так и при повышенных температурах. К этому типу химической коррозии можно отнести взаимодействие металлов с жидкими неэлектролитами, например, с сернистой нефтью.

 

Наибольшие потери металлов обусловлены электрохимической коррозией. Электрохимическая коррозия характерна для сред, имеющих ионную проводимость. Она протекает в электролитах, во влажном газе, в почве.