Табл. Соотношение причин разрушений металлического оборудования за двухлетний период (56, 9% от коррозии, 43,1 % от механических повреждений)

Равномерная (общая) коррозия Равномерная (общая) коррозия – коррозия, протекание которой не сопровождается формированием различимых на глаз анодных и катодных участков (рис.).

Причины общей коррозии На коррозию этого типа указывает общее разъедание поверхности. Она обычно встречается при контакте металла с кислотой или ее раствором. Однако присутствие кислоты не обязательно (например, высокотемпературное окисление является видом равномерного разъедания, которое развивается в относительно сухой атмосфере). Продукты коррозии могут либо образовывать защитный слой на металле и тормозить дальнейшее развитие коррозии, либо, как это имеет место в процессе непосредственного химического разъедания, растворяться в коррозионной среде. Мероприятия по защите от общей коррозии Выбирать подходящие стойкие материалы. Изменять среду или обеспечивать ее ингибирование. Предусматривать нанесение стойких защитных покрытий. Применять анодную защиту.

Коррозионное растрескивание Коррозионное растрескивание – преждевременное разрушение металлов, происходящее при непрерывном воздействии коррозии и растягивающих остаточных или приложенных напряжений (рис. ).

Коррозионное растрескивание происходит при одновременном воздействии значительных растягивающих напряжений и коррозионной среды, например, морской воды, конденсата, сварочных флюсов, обезжиривающих смесей, смазок, органических растворителей и различных химических веществ (табл. ). Растягивающие напряжения возникают на поверхности металла при статической нагрузке. Коррозионное воздействие приводит к концентрированию напряжений и превышению ими предела текучести металла. При достаточно длительной выдержке сочетание коррозии металла с высокими локальными концентрациями напряжений приводит к потере прочности. Неметаллы также проявляют сходные особенности поведения.

Таблица. Среды, вызывающие коррозионное растрескивание различных металлов в сплавов

Мероприятия по защите от коррозионного растрескивания Сводить к минимуму растягивающие напряжения. Обеспечивать достаточную эластичность. Увеличивать размеры опасного сечения. Снижать концентрацию напряжений или перераспределять их. Компенсировать потерю жесткости, вызываемую проникновением трещин в металл. Избегать перекоса конструктивных элементов, соединенных заклепками, болтами или сваркой. Создавать простые соединения, работающих в условиях напряжения. Избегать операций механической обработки, сборки и сварки, создающих остаточные растягивающие напряжения. Избегать сварных, заклепочных, болтовых соединений внахлест. Предпочтительна сварка встык или угловым швом.

Подбирать соответствующие материалы (легирование), использовать гальванические покрытия или металлизацию. Предусматривать пассивирование, нанесение лакокрасочных пленок, покрытий па основе синтетических смол. Использовать катодную защиту с контролем режимов поляризации. Использовать в конструкции материалы с близкими коэффициентами термического расширения. Анализировать и регулировать состав окружающей среды. Устранять возможные коррозионные агенты из сред, в которых производится эксплуатация, или вводить соответствующие ингибиторы. Обеспечивать поддержание низких рабочих температур. Не допускать периодического смачивания/осушения поверхностей.

Коррозионная усталость Коррозионная усталость – разрушение, вызываемое приложением переменных нагрузок в присутствии коррозионной среды и протекающее в форме рaстрескивания (рис.).

Причины коррозионной усталости Подобно тому, как при сочетании статических напряжений с коррозией возникает коррозионное раcтрескивание, при сочетании циклических нагрузок с коррозией возникает коррозионная усталость. Она выражается в разрушении металла, происходящем при существенно более низком пределе усталости, чем в некоррозионных условиях. Эффект разрушения при комбинированном воздействии коррозии и циклической нагрузки больше, чем сумма соответствующих эффектов при отдельном воздействии коррозии и циклической нагрузки. Мероприятия по защите от коррозионной усталости Максимально уменьшать или устранять циклические нагрузки. Увеличивать размеры, массу или локальную прочность в критических сечениях. Уменьшать концентрацию напряжений или перераспределять их. Придавать обтекаемую форму галтелям для уменьшения концентрации напряжений и для рассредоточивания последних.

Распределять напряжения и деформации по всему конструктивному элементу. Выбирать правильную форму критических сечений. Учитывать возможность быстрых изменений нагрузки, температуры или давления. Избегать в конструкциях биений, вибраций. Увеличивать частоту собственных колебаний проектируемого объекта с целью уменьшения резонансной коррозионной усталости. Применять материалы с повышенной пластичностью и ударной вязкостью. Снимать напряжения путем термической обработки, дробеструйного наклепа, обкатки, обжатия и т.д. Предусматривать при проектировании устранение концентраторов напряжений, фреттинга, задирания и коррозии. Предусматривать электроосаждение цинковых, хромовых и др. покрытий и азотирования по технологии, исключающей возникновение растягивающих напряжений. Выбирать подходящие покрытия поверхности.

Питтинг (точечная коррозия) Питтинг – автокатализируемая локализованная коррозия, прогрессирующе проникающая в глубь металла с образованием изъязвлений (рис. ).

К питтинговой коррозии склонно большинство металлов (Fe, Ni, Co, Mn, Cr, Ti, Al, Mg, Zr, Nb, Та, Сu, Zn и др.) и материалов на их основе. Питтинговая коррозия возникает в морской воде, растворах солей, в охлаждающих системах холодильных машин, в системах оборотного водоснабжения химических предприятий. Термин «питтинг» применяют для описания как точечной коррозии, так и специфических коррозионных поражений. Название питтинг обычно используют применительно к глубоким точечным поражениям. Для протекания питтинговой коррозии необходимы условия: питтинг образуется на поверхности металлов, находящихся в пассивном состоянии; развитию питтинга способствуют дефекты пассивирующей пленки (структурные неоднородности, посторонние включения, поры). Особенно уязвимы для питтинга ребра, риски, границы лакокрасочных покрытий; в растворе должны одновременно присутствовать активаторы питтинговой коррозии и пассиваторы металла.

Причины питтинга Локализованная коррозия в форме питтинга возникает при разрушении защитной пленки или слоев продуктов коррозии. По месту разрушения пленки образуется анод, а неразрушенная пленка (или продукты коррозии) становится катодом. Точечные разрушения образуют начальные точки концентрации напряжений, вследствие чего возникают или ускоряются разрушения из-за коррозионного растрескивания или коррозионной усталости. Мероприятия по защите от питтинга Подбирать соответствующие стойкие материалы. Выбирать геометрические формы для предотвращения условий, способствующих питтингу (увеличивать скорость потока). Устанавливать толщину изделия с учетом глубины язвины. Обеспечивать контроль химического состава среды (не полагаться на одни ингибиторы, если с их помощью разъедание не может быть полностью остановлено). Использовать защитные покрытия или пленки (улучшать текстуру поверхности).