Коррозия металлов и защита от нее
Классификация процессов коррозии
Коррозией металлов называется самопроизвольное разрушение металлов при их химическом, электрохимическом или биологическом взаимодействии с окружающей средой. Коррозия представляет собой нежелательный и непреднамеренный процесс.
Коррозия — это самопроизвольный процесс, протекающий в подавляющем большинстве случаев без подведения энергии от какого-либо внешнего ее источника. Такую особенность коррозии легко понять, если учесть, что корродируют обычно металлы (черные и цветные), встречающиеся в природе не в самородном состоянии, а как соответствующие минералы и руды. На извлечение этих металлов из минералов и руд расходуется определенное количество энергии. В результате коррозионного разрушения они снова переходят в оксиды, сульфиды, карбонаты и другие свойственные им соединения. Процесс коррозии, так как он приводит к образованию исходных соединений, термодинамически более устойчивых по сравнению с чистыми металлами, протекает с уменьшением свободной энергии и поэтому совершается самопроизвольно. Металлы, встречающиеся в природе в чистом виде (золото, платина и др.), обычно не корродируют.
Классификация процессов коррозии. Различают химическую, биохимическую и электрохимическую коррозию металлов.
Химическая коррозия металлов представляет собой их самопроизвольное разрушение, в основе которого лежат законы обычных гетерогенных химических реакций.
Биохимическая коррозия, или биокоррозия, вызывается жизнедеятельностью различных микроорганизмов, использующих металл как питательную среду или выделяющих продукты, разрушающе действующих на металл. Биокоррозия обычно накладывается на другие виды коррозии. Для ее развития наиболее благоприятны почвы определенных составов, застойные воды и некоторые органические продукты.
Электрохимическая коррозия встречается чаще других видов коррозионного разрушения и наиболее опасна для металлов. Она может протекать в газовой атмосфере, когда на поверхности металла возможна конденсация влаги (атмосферная коррозия), в почвах (почвенная коррозия), в растворах (жидкостная коррозия). Электрохимическая коррозия подчиняется законам электрохимической кинетики. Скорость ее можно определить на основе закона Фарадея.
Особым случаем электрохимической коррозии считают электрокоррозию, т. е. коррозию за счет внешнего электрического тока.
В зависимости от характера разрушений, сопровождающих процесс электрохимической коррозии, различают сплошную коррозию, захватывающую всю поверхность металла, и местную, локализирующуюся на определенных участках. Очаги разрушения в случае местной коррозии могут иметь вид пятен (пятнистая коррозия) или точек (питтинговая коррозия). Они могут захватывать зерна только одного из компонентов металлического сплава (избирательная коррозия), проходить через все зерна в виде узких трещин (транс- кристаллитная коррозия) или сосредоточиваться по границам зерен (интеркристаллитная коррозия).
Скорость и характер электрохимической коррозии определяются прежде всего природой металла и окружающей его среды. Металлы в зависимости от скорости коррозии в данной среде разделяют на устойчивые и неустойчивые. На основе того, с какой скоростью среда разрушает металл, ее определяют как агрессивную или неагрессивную в коррозионном отношении.
Вопросы и задания для самоконтроля
- 1. Что называется коррозией металлов?
- 2. Какие явления наблюдаются при сплошной и местной коррозии?
- 3. В чем особенности химической, биохимической и электрохимической коррозии металлов?
