Коррозия металлов и меры борьбы с ней
Коррозия металлов - это процесс их разрушения
вследствие химического и электрохимического взаимодействия с внешней
(коррозионной) средой. В результате коррозии ежегодно теряется в
мире до 10 % годовой выплавки новой стали. Потери от коррозии (на
воспроизводство и замену вышедших из строя конструкций и
оборудования) исчисляются колоссальными суммами, вследствие чего
применяются всевозможные средства и методы борьбы с коррозией
металлов.
В зависимости от характера коррозионного процесса различают
химическую и электрохимическую коррозию металлов.
При химической коррозии металл разрушается в агрессивных средах
вследствие непосредственного соединения металла с агрессивными
химическими агентами (например, железо окисляется).
При электрохимической коррозии разрушение металлов происходит
вследствие их растворения в жидкой среде, являющейся электролитом, и
заключается в образовании на их поверхности множества
микрогальванических элементов.
Наиболее распространенными являются два катодных процесса:
1) разряд водородных ионов по реакции:
2) восстановление растворенного кислорода:
Эти процессы называются соответственно водородной и кислородной
деполяризацией. Анодный и катодный процессы с некоторой вероятностью
и в определенной последовательности протекают в любых точках
металлической поверхности, где катионы и электроны могут
взаимодействовать с компонентами коррозионной среды.
В железоуглеродистых сплавах анодом является феррит, а катодом
цементит или неметаллические включения. Вторичными реакциями
коррозии железа является взаимодействие катионов железа с ионами
гидроксила ОН- с образованием нерастворимого в воде
гидрооксида железа по реакциям:
Со временем гидрат оксида железа переходит в соединение
nFe2O3mH2O,
называемое ржавчиной.
Коррозия металлов может быть местная, при разрушении поверхности в
определенных участках, и равномерная, когда металл разрушается по
всей поверхности, а также межкристаллитная, когда разрушение
происходит по границам зерен металла.
Существует несколько методов антикоррозионной защиты металлов. По
механизму действия все методы антикоррозионной защиты можно
разделить на две основные группы: электрохимические, оказывающие
влияние на потенциал металла или его критические значения, и
механические, изолирующие металл от воздействия окружающей среды
созданием защитной пленки и покрытий.
К основным методам антикоррозионной защиты относятся легирование
металлов, термообработка, ингибирование окружающей среды, деаэрация
среды, водоподготовка, защитные покрытия, создание микроклимата и
защитной атмосферы.
Способы антикоррозионной защиты указываются в рабочих чертежах
конструкций, в СНиП, технических условиях (ТУ). Простейшим и
эффективным способом защиты металлических конструкций от коррозии
является покрытие их поверхностей различными красками, лаками,
эмалями.
Существенный вред подземным металлическим коммуникациям наносит
электрокоррозия от блуждающих токов. Для борьбы с ней необходимо
предусматривать:
1) удаление трасс коммуникаций тепловых сетей от рельсовых путей
электрифицированного транспорта и уменьшение количества пересечений
с ними;
2) увеличение переходного сопротивления между трубопроводами и
грунтом за счет применения электроизолирующих опор труб;
3) установка изолирующих фланцев на трубопроводах на их вводе к
объектам, которые могут являться источниками блуждающих токов
(тяговые подстанции, ремонтные базы и т.п.);
4) увеличение продольной электропроводимости трубопроводов на
защищаемом участке путем установки продольных токопроводящих
перемычек на сальниковых компенсаторах и на фланцевой арматуре;
5) уравнивание потенциалов между параллельными трубопроводами,
прокладываемыми в общих строительных конструкциях путем установки
поперечных электроперемычек между смежными трубопроводами при
использовании электрических методов защиты.
