Коррозия — это процесс разрушения металлических материалов под воздействием окружающей среды. Она является распространенным явлением, которое может привести к серьезным повреждениям и потере функциональности металлических конструкций.
Существует несколько видов коррозии, каждый из которых имеет свои особенности:
- Равномерная коррозия: Распределенное разрушение по всей поверхности металла.
- Локальная коррозия: Ограниченные области подвергаются разрушению, например, питтинговая и межкристаллическая коррозия.
- Коррозия под напряжением: Возникает при воздействии механических напряжений на металл.
- Растрескивание от коррозии: Образование мелких трещин из-за воздействия коррозии.
Каждый тип коррозии требует особого внимания при анализе и разработке методов предотвращения.
- Какие факторы влияют на скорость коррозии металлов
- Как измерить скорость коррозии металлов в разных условиях
- Какая формула используется для расчета скорости равномерной коррозии
- Какая формула используется для расчета глубинного показателя коррозии
- Как оценить скорость локальной коррозии, такой как питтинговая или межкристаллитная
- Питтинговая коррозия
- Межкристаллитная коррозия
- Как оценить скорость коррозии под напряжением и коррозионного растрескивания
- Методы борьбы с коррозией металлов
- Какие материалы и покрытия обладают повышенной коррозионной стойкостью
- Какой экономический ущерб наносит коррозия металлов и как его минимизировать
Какие факторы влияют на скорость коррозии металлов
Коррозия металлов — это процесс разрушения металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой. Скорость коррозии металлов зависит от многих факторов, которые можно разделить на внутренние и внешние.
Внутренние факторы связаны с химическим составом, структурой и свойствами металла. К ним относятся:
- Термодинамическая устойчивость, которая в водном растворе определяется по справочным диаграммам Пурбе. Чем выше положение металла в ряду напряжений, тем больше его тенденция к коррозии .
- Атомный номер, уменьшение которого связано с возрастанием скорости процесса. Это объясняется тем, что металлы с большим атомным номером имеют большую плотность электронного облака, которая затрудняет ионизацию атомов .
- Кристаллическая структура, которая сказывается на коррозионной стойкости по-разному. Например, кубическая гранецентрированная решетка обладает большей пластичностью и способностью к самовосстановлению поверхностного слоя, чем кубическая гранецентрированная решетка .
- Различная энергия атомов в структуре металла. Это приводит к образованию дефектов, таких как дислокации, вакансии, примеси, которые могут увеличивать или уменьшать скорость коррозии в зависимости от их вида и распределения .
Внешние факторы связаны с условиями окружающей среды, в которой протекает коррозионный процесс. К ним относятся:
- Температура, которая существенно влияет на скорость электрохимической коррозии металлов. Как правило, с повышением температуры она растет, так как увеличивается скорость диффузии ионов, активность растворителей и кинетика химических реакций .
- Скорость движения агрессивной среды, которая может ускорять или замедлять коррозию в зависимости от ее характера. Например, при эрозионной коррозии, вызванной механическим воздействием твердых частиц, скорость коррозии увеличивается с ростом скорости потока. Однако, при пассивной коррозии, когда на поверхности металла образуется защитный слой, скорость коррозии уменьшается с ростом скорости потока, так как улучшается подвод кислорода и отвод продуктов коррозии .
- Давление, которое может влиять на растворимость газов в жидкости и на фазовые переходы в системе. Например, при увеличении давления повышается растворимость кислорода в воде, что усиливает окислительные процессы на поверхности металла .
- Поляризация внешним током, которая может изменять потенциал металла и тем самым ускорять или замедлять коррозию. Например, при анодной поляризации металл становится более активным и коррозия усиливается, а при катодной поляризации металл становится более пассивным и коррозия замедляется .
- Состав и концентрация коррозионной среды, которые определяют ее агрессивность по отношению к металлу. Например, при повышении концентрации кислоты или щелочи увеличивается скорость коррозии, а при добавлении ингибиторов коррозии она уменьшается .
Таким образом, скорость коррозии металлов зависит от множества факторов, которые могут взаимодействовать друг с другом и усиливать или ослаблять коррозионный процесс. Для оценки скорости коррозии металлов существуют различные методы, такие как весовой, электрохимический, оптический и др. .
Как измерить скорость коррозии металлов в разных условиях
Скорость коррозии металла — это величина, которая характеризует степень разрушения металла в результате его взаимодействия с окружающей средой. Скорость коррозии зависит от многих факторов, таких как химический состав и структура металла, температура и влажность среды, рН раствора, наличие агрессивных газов и электролитов, отделка поверхности металла и другие. Существуют различные методы измерения скорости коррозии металлов, которые можно разделить на три основных группы: лабораторные, полевые и натурные.
Лабораторные методы измерения скорости коррозии металлов основаны на проведении испытаний образцов металла в искусственно созданных условиях, которые близки к реальным. Главное преимущество таких методов — высокая скорость проведения исследований и возможность контролировать различные параметры среды. К лабораторным методам относятся:
- Гравиметрический метод — основан на определении изменения массы образца металла до и после коррозии. Скорость коррозии рассчитывается по формуле: $$V = frac{Delta m}{S cdot t}$$, где $V$ — скорость коррозии в г/м$^2$/ч, $Delta m$ — потеря массы в г, $S$ — площадь поверхности образца в м$^2$, $t$ — время коррозии в ч. Для проведения этого метода необходимо взвешивать образцы с высокой точностью, а также удалять продукты коррозии с поверхности образца перед взвешиванием.
- Объемный метод — основан на определении объема продуктов коррозии, образовавшихся на поверхности образца металла. Скорость коррозии рассчитывается по формуле: $$V = frac{Delta V}{S cdot t}$$, где $V$ — скорость коррозии в мм/год, $Delta V$ — прирост объема продуктов коррозии в мм$^3$, $S$ — площадь поверхности образца в м$^2$, $t$ — время коррозии в годах. Для проведения этого метода необходимо измерять объем продуктов коррозии с помощью специальных приборов, таких как пикнометр или микроскоп.
- Метод поляризационной кривой — основан на измерении электрохимических параметров коррозионной системы, таких как потенциал и ток коррозии. Скорость коррозии рассчитывается по формуле: $$V = frac{i_{corr} cdot K}{n cdot F cdot rho}$$, где $V$ — скорость коррозии в мм/год, $i_{corr}$ — ток коррозии в А/м$^2$, $K$ — коэффициент, зависящий от типа металла и среды, $n$ — число электронов, участвующих в реакции коррозии, $F$ — постоянная Фарадея в Кл/моль, $rho$ — плотность металла в кг/м$^3$. Для проведения этого метода необходимо подключать образец металла к источнику постоянного тока и измерять его потенциал и ток при различных значениях напряжения.
Полевые методы измерения скорости коррозии металлов основаны на проведении испытаний образцов металла в реальных условиях эксплуатации. Главное преимущество таких методов — достоверность получаемых результатов и возможность учитывать все факторы, влияющие на коррозию. К полевым методам относятся:
- Метод контрольных образцов — основан на сравнении состояния образцов металла, установленных в различных местах эксплуатации, с эталонными образцами, хранящимися в нейтральных условиях. Скорость коррозии рассчитывается по формуле: $$V = frac{Delta m}{S cdot t}$$, где $V$ — скорость коррозии в г/м$^2$/ч, $Delta m$ — потеря массы в г, $S$ — площадь поверхности образца в м$^2$, $t$ — время коррозии в ч. Для проведения этого метода необходимо периодически взвешивать образцы и удалять продукты коррозии с их поверхности.
- Метод электрохимической импедансной спектроскопии — основан на измерении импеданса (сопротивления переменному току) коррозионной системы при различных частотах. Скорость коррозии рассчитывается по формуле: $$V = frac{i_{corr} cdot K}{n cdot F cdot rho}$$, где $V$ — скорость коррозии в мм/год, $i_{corr}$ — ток коррозии в А/м$^2$, $K$ — коэффициент, зависящий от типа металла и среды, $n$ — число электронов, участвующих в реакции коррозии, $F$ — постоянная Фарадея в Кл/моль, $rho$ — плотность металла в кг/м$^3$. Для проведения этого метода необходимо подключать образец металла к источнику переменного тока и измерять его импеданс при различных частотах.
- Метод ультразвуковой дефектоскопии — основан на измерении толщины образца металла с помощью ультразвуковых волн. Скорость коррозии рассчитывается по формуле: $$V = frac{Delta h}{t}$$, где $V$ — скорость коррозии в мм/год, $Delta h$ — уменьшение толщины образца в мм, $t$ — время коррозии в годах. Для проведения этого метода необходимо периодически измерять толщину образца с помощью ультразвукового дефектоскопа.
Натурные методы измерения скорости коррозии металлов основаны на проведении испытаний образцов металла в естественной
Какая формула используется для расчета скорости равномерной коррозии
Скорость равномерной коррозии является важным параметром для оценки степени разрушения металлов под воздействием коррозионных процессов. Расчет этой скорости может быть выполнен с использованием формулы, связывающей различные параметры системы.
Основная формула для расчета скорости равномерной коррозии представлена уравнением:
V = (I * m) / (n * F * A)
Где:
- V — скорость коррозии,
- I — ток коррозии (в амперах),
- m — масса металла, растворившегося в коррозионном процессе (в граммах),
- n — количество электронов, необходимых для растворения одного молекулы металла,
- F — постоянная Фарадея (96,485 Кл/моль),
- A — площадь поверхности металла, подвергнутого коррозии (в квадратных метрах).
Эта формула позволяет учитывать основные параметры, влияющие на скорость равномерной коррозии металлов, и предоставляет возможность более точного прогнозирования процессов разрушения.
Какая формула используется для расчета глубинного показателя коррозии
Глубинный показатель коррозии — это средняя глубина проникновения коррозионного разрушения в металл за определенный период времени. Он позволяет оценить степень повреждения металла при равномерной коррозии, а также сравнивать коррозионную стойкость разных материалов. Глубинный показатель коррозии обычно измеряется в микрометрах на год (мкм/год) или миллиметрах на год (мм/год).
Для расчета глубинного показателя коррозии необходимо знать весовой показатель коррозии и плотность металла. Весовой показатель коррозии — это убыль или увеличение массы металла за единицу времени и единицу площади поверхности. Он может быть определен экспериментально путем взвешивания образцов металла до и после коррозионного воздействия. Плотность металла — это отношение массы металла к его объему. Она зависит от типа металла и его состава, и может быть найдена в справочниках или таблицах.
Формула для расчета глубинного показателя коррозии имеет вид:
$$pi = frac{8.76 cdot v}{rho}$$
где $pi$ — глубинный показатель коррозии, мм/год,
$v$ — весовой показатель коррозии, г/(м 2 ·ч),
$rho$ — плотность металла, г/см 3 ,
$8.76$ — коэффициент для перехода от часов к годам (24 ч · 365 дн = 8760 ч).
Пример расчета глубинного показателя коррозии:
Пусть масса образца стали до коррозионного воздействия составляла 100 г, а после — 98 г. Площадь поверхности образца — 0.01 м 2 . Время коррозионного воздействия — 100 ч. Плотность стали — 7.8 г/см 3 .
Тогда весовой показатель коррозии равен:
$$v = frac{Delta m}{S cdot t} = frac{100 — 98}{0.01 cdot 100} = 0.02 text{ г/(м 2 ·ч)}$$
Глубинный показатель коррозии равен:
$$pi = frac{8.76 cdot v}{rho} = frac{8.76 cdot 0.02}{7.8} = 0.0225 text{ мм/год}$$
Это означает, что за год коррозия проникнет в сталь на глубину 0.0225 мм.
Для оценки коррозионной стойкости металлов можно использовать следующую шкалу:
Группа стойкости | Глубинный показатель коррозии, мм/год | Балл |
---|---|---|
Совершенно стойкие | 0.001 | 1 |
Весьма стойкие | 0.001 … 0.005 | 2 |
0.005 … 0.010 | 3 | |
Стойкие | 0.01 … 0.05 | 4 |
0.05 … 0.10 | 5 | |
Пониженно стойкие | 0.1 … 0.5 | 6 |
0.5 … 1.0 | 7 | |
Малостойкие | 1.0 … 5.0 | 8 |
5.0 … 10.0 | 9 | |
Нестойкие | 10.0 | 10 |
По этой шкале, сталь из примера относится к группе пониженно стойких металлов с баллом 6.
Источники:
: Скорость коррозии металла | corrosio.ru
Как оценить скорость локальной коррозии, такой как питтинговая или межкристаллитная
Локальная коррозия — это вид коррозии, при котором разрушение происходит на отдельных участках поверхности металла или сплава, в то время как остальная поверхность почти не разрушается. Локальная коррозия может приводить к значительному снижению прочности и надежности металлических конструкций, поэтому важно уметь оценивать ее скорость и глубину.
Существует несколько видов локальной коррозии, таких как питтинговая, щелевая, межкристаллитная, контактная и другие. Каждый из них имеет свои особенности и механизмы, поэтому для их оценки требуются разные методы и подходы. В этой части статьи мы рассмотрим два наиболее распространенных вида локальной коррозии: питтинговую и межкристаллитную.
Питтинговая коррозия
Питтинговая коррозия — это вид локальной коррозии, при котором на поверхности металла или сплава образуются мелкие ямки или отверстия, называемые питтингами. Питтинги могут иметь разную форму и размер, но обычно они имеют диаметр от нескольких микрометров до нескольких миллиметров и глубину от долей миллиметра до нескольких сантиметров. Питтинговая коррозия может приводить к проникновению коррозионной среды внутрь металла, вызывая дальнейшее разрушение и утечку жидкости или газа.
Питтинговая коррозия обычно возникает в результате электрохимического процесса, при котором на поверхности металла образуются анодные и катодные зоны. Анодные зоны — это участки, на которых металл растворяется, образуя питтинги. Катодные зоны — это участки, на которых происходит восстановление кислорода или других окислителей из коррозионной среды. При этом между анодными и катодными зонами возникает разность потенциалов, которая поддерживает коррозионный ток. Факторы, которые способствуют возникновению питтинговой коррозии, включают:
- Наличие хлоридов, сульфатов или других анионов, которые могут проникать в питтинги и увеличивать их агрессивность.
- Наличие загрязнений, микронеровностей или повреждений на поверхности металла, которые могут служить центрами инициации питтингов.
- Наличие напряжений в металле, которые могут усиливать анодную растворимость.
- Наличие различных фаз или элементов в сплаве, которые могут иметь разный потенциал и образовывать гальванические пары.
Для оценки скорости питтинговой коррозии используются разные методы, такие как:
- Визуальный осмотр и измерение размеров питтингов с помощью оптического или электронного микроскопа, профилометра или других приборов.
- Измерение потери массы или толщины металла в результате коррозии с помощью весов, микрометра или других приборов.
- Измерение электрохимических параметров, таких как потенциал, ток, сопротивление или импеданс, с помощью вольтметра, амперметра, потенциостата или других приборов.
- Измерение скорости проникновения коррозионной среды внутрь металла с помощью ультразвукового, рентгеновского, нейтронного или другого излучения.
Скорость питтинговой коррозии может быть выражена в разных единицах, таких как:
- Миллиметры в год (мм/год) или микрометры в год (мкм/год) — это скорость уменьшения толщины металла в результате коррозии.
- Граммы на квадратный метр в сутки (г/м 2 /сут) или миллиграммы на квадратный дециметр в час (мг/дм 2 /ч) — это скорость потери массы металла в результате коррозии.
- Миллиамперы на квадратный сантиметр (мА/см 2 ) или микроамперы на квадратный сантиметр (мкА/см 2 ) — это коррозионный ток, который протекает между анодными и катодными зонами на поверхности металла.
- Миллиметры в год на вольт (мм/год/В) или микрометры в год на вольт (мкм/год/В) — это скорость коррозии, деленная на разность потенциалов между анодными и катодными зонами на поверхности металла.
Межкристаллитная коррозия
Межкристаллитная коррозия — это вид локальной коррозии, при котором разрушение происходит вдоль границ кристаллов в металле или сплаве, в то время как внутри кристаллов коррозия почти не протекает. Межкристаллитная коррозия может приводить к снижению прочности и дуктильности металла, а также к образованию трещин и разрывов. Межкристаллитная коррозия обычно возникает в результате химического или физико-химического процесса, при котором на границах кристаллов образуются области, имеющие повышенную или пониженную растворимость в коррозионной сред
Как оценить скорость коррозии под напряжением и коррозионного растрескивания
Коррозионное растрескивание под напряжением (КРПН) — это растрескивание металлов при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих напряжений. Это один из наиболее опасных видов коррозии, так как может приводить к разрушению конструкций без предварительных признаков. Для оценки скорости КРПН необходимо учитывать следующие факторы:
- Тип и состав материала, его восприимчивость к КРПН.
- Характер и величина напряжения, действующего на металл.
- Свойства и параметры коррозионной среды, такие как температура, рН, концентрация агрессивных компонентов.
- Наличие и состояние защитных покрытий, ингибиторов, катодной защиты и других методов борьбы с коррозией.
Скорость КРПН может быть определена как скорость распространения трещины в металле под воздействием коррозионной среды и напряжения. Для измерения скорости КРПН используются различные методы, такие как:
- Метод потенциодинамического сканирования, при котором измеряется зависимость тока коррозии от потенциала металла при постоянном или переменном напряжении.
- Метод потенциостатического удержания, при котором измеряется изменение тока коррозии при поддержании постоянного потенциала металла в течение определенного времени.
- Метод вольтамперометрии, при котором измеряется зависимость тока коррозии от частоты переменного напряжения.
- Метод акустической эмиссии, при котором регистрируются звуковые сигналы, возникающие при растрескивании металла.
- Метод ультразвуковой дефектоскопии, при котором определяются размеры и форма трещин в металле с помощью ультразвуковых волн.
- Метод металлографического анализа, при котором изучаются микроструктура и морфология трещин в металле с помощью оптического или электронного микроскопа.
Скорость КРПН зависит от многих факторов и может сильно варьироваться в разных условиях. Поэтому для оценки скорости КРПН необходимо проводить экспериментальные исследования с учетом всех влияющих параметров и сравнивать полученные результаты с теоретическими моделями и эмпирическими зависимостями.
Источники:
Методы борьбы с коррозией металлов
Существует несколько методов борьбы с коррозией металлов, каждый из которых направлен на предотвращение или замедление процесса разрушения материалов под воздействием коррозивных сред. Рассмотрим основные методы и их принципы действия:
- Использование защитных покрытий:
Одним из распространенных способов борьбы с коррозией является покрытие металлических поверхностей слоями защитных материалов, таких как краски, лаки или специальные антикоррозийные покрытия. Эти покрытия создают барьер между металлом и коррозивной средой, предотвращая контакт и замедляя процесс коррозии.
- Ингибиторы коррозии:
Ингибиторы коррозии – вещества, которые добавляются к коррозивной среде или покрытиям для уменьшения скорости коррозии. Они взаимодействуют с поверхностью металла, образуя защитный слой, который предотвращает окисление. Этот метод часто используется в промышленности для защиты трубопроводов и оборудования.
- Катодная защита:
Катодная защита основана на использовании внешнего источника тока для создания электрического потенциала, который делает металл катодом и тем самым уменьшает скорость коррозии. Этот метод широко применяется в защите металлических конструкций, находящихся в водных средах.
Одним из распространенных способов борьбы с коррозией является покрытие металлических поверхностей слоями защитных материалов, таких как краски, лаки или специальные антикоррозийные покрытия. Эти покрытия создают барьер между металлом и коррозивной средой, предотвращая контакт и замедляя процесс коррозии.
Ингибиторы коррозии – вещества, которые добавляются к коррозивной среде или покрытиям для уменьшения скорости коррозии. Они взаимодействуют с поверхностью металла, образуя защитный слой, который предотвращает окисление. Этот метод часто используется в промышленности для защиты трубопроводов и оборудования.
Катодная защита основана на использовании внешнего источника тока для создания электрического потенциала, который делает металл катодом и тем самым уменьшает скорость коррозии. Этот метод широко применяется в защите металлических конструкций, находящихся в водных средах.
Одним из распространенных способов борьбы с коррозией является покрытие металлических поверхностей слоями защитных материалов, таких как краски, лаки или специальные антикоррозийные покрытия. Эти покрытия создают барьер между металлом и коррозивной средой, предотвращая контакт и замедляя процесс коррозии.
Ингибиторы коррозии – вещества, которые добавляются к коррозивной среде или покрытиям для уменьшения скорости коррозии. Они взаимодействуют с поверхностью металла, образуя защитный слой, который предотвращает окисление. Этот метод часто используется в промышленности для защиты трубопроводов и оборудования.
Катодная защита основана на использовании внешнего источника тока для создания электрического потенциала, который делает металл катодом и тем самым уменьшает скорость коррозии. Этот метод широко применяется в защите металлических конструкций, находящихся в водных средах.
Выбор конкретного метода зависит от условий эксплуатации, типа металла и характеристик коррозивной среды. Комбинация различных методов часто применяется для повышения эффективности защиты от коррозии.
Какие материалы и покрытия обладают повышенной коррозионной стойкостью
Коррозионная стойкость — это способность материалов сопротивляться коррозии, то есть разрушительному действию агрессивных сред, таких как кислоты, щелочи, соли, агрессивные газы и др. Коррозионная стойкость зависит от многих факторов, таких как состав и структура материала, температура, давление, концентрация и реакционная способность среды, наличие механических напряжений и др. Разные материалы имеют различную коррозионную стойкость в разных условиях, поэтому для выбора оптимального материала для конкретного применения необходимо учитывать все эти факторы.
Для повышения коррозионной стойкости материалов используются различные методы, которые можно разделить на две группы: изменение свойств самого материала и нанесение защитных покрытий на поверхность материала. В первой группе методов входят легирование, термообработка, пассивация, анодирование и др. Во второй группе методов входят хромирование, никелирование, алитирование, цинкование, окраска, эмалирование, пластмассовое покрытие, керамическое покрытие и др. Рассмотрим некоторые из этих методов подробнее.
Легирование — это добавление к основному металлу одного или нескольких элементов, которые улучшают его свойства, в том числе коррозионную стойкость. Например, добавление хрома к железу приводит к образованию на поверхности стали тонкой плёнки оксида хрома, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Такие стали называются нержавеющими. Добавление никеля к стали повышает её стойкость в кислых средах, а добавление молибдена — в щелочных. Добавление титана, ниобия или тантала к стали предотвращает межкристаллитную коррозию, которая может происходить при нагревании или сварке стали. Добавление алюминия, кремния или марганца к стали повышает её жаростойкость, то есть способность сопротивляться окислению при высоких температурах. Примерами легированных сталей, обладающих высокой коррозионной стойкостью, являются аустенитные, мартенситные и ферритные нержавеющие стали, а также стали, содержащие 25% хрома.
Нанесение защитных покрытий — это создание на поверхности материала слоя другого материала, который предотвращает контакт металла с окружающей средой. Это может быть покрытие из металла, полимера или керамики, которое предотвращает контакт металла с окружающей средой. Некоторые покрытия также содержат активные вещества, которые способны реагировать с окружающими веществами и предотвращать коррозию. Например, хромирование — это нанесение на поверхность стали тонкого слоя хрома, который образует пассивную плёнку, защищающую сталь от коррозии. Никелирование — это нанесение на поверхность стали слоя никеля, который увеличивает стойкость стали в кислых и щелочных средах. Алитирование — это нанесение на поверхность стали слоя алюминия, который образует на поверхности стали алюминиевую плёнку, защищающую сталь от окисления при высоких температурах. Цинкование — это нанесение на поверхность стали слоя цинка, который является активным металлом и реагирует с окружающей средой вместо стали, тем самым защищая её от коррозии. Окраска — это нанесение на поверхность стали слоя краски, которая изолирует сталь от окружающей среды и придает ей эстетический вид. Эмалирование — это нанесение на поверхность стали слоя эмали, которая является стекловидным материалом, обладающим хорошей адгезией к металлу и высокой химической стойкостью. Пластмассовое покрытие — это нанесение на поверхность стали слоя пластмассы, которая является полимерным материалом, обладающим хорошей электрической изоляцией, механической прочностью и химической стойкостью. Керамическое покрытие — это нанесение на поверхность стали слоя керамики, которая является неметаллическим материалом, обладающим высокой термостойкостью, жаростойкостью и химической стойкостью.
В таблице приведены некоторые примеры коррозионностойких материалов и покрытий, а также условия их применения.
Материал или покрытие | Условия применения |
---|---|
Аустенитная нержавеющая сталь | Кислые, щелочные, солевые и окислительные среды |
Мартенситная нержавеющая сталь | Среды с высокими механическими нагрузками и температурами |
Ферритная нержавеющая сталь | Среды с высоким содержанием хлоридов и сероводорода |
Сталь, содержащая 25% хрома | Среды с высокой температурой и окислением |
Хромирование | Среды с низкой агрессивностью и высокими требованиями к внешнему виду |
Н |
Какой экономический ущерб наносит коррозия металлов и как его минимизировать
Коррозия металлов является серьезной проблемой, которая влияет на различные отрасли, такие как строительство, транспорт, энергетика, химия и другие. Коррозия приводит к ухудшению свойств и функциональности металлических изделий и конструкций, снижению их срока службы и безопасности, а также к увеличению затрат на их ремонт и замену. По оценкам, экономический ущерб от коррозии металлов составляет около 3-4% от ВВП развитых стран . Например, в США в 2023 году потери от коррозии и расходы на борьбу с ней достигли 276 млрд долларов, что составило 3,1% от ВВП . В России же, по данным 2019 года, ущерб от коррозии оценивается в 1,5-2 трлн рублей, что составляет около 10% от ВВП .
Для минимизации экономического ущерба от коррозии металлов необходимо применять различные методы защиты и предотвращения коррозионных процессов. Существует множество таких методов, которые можно разделить на несколько групп:
- Методы, основанные на изменении свойств металла или сплава, такие как легирование, термообработка, поверхностное упрочнение и другие. Эти методы направлены на повышение коррозионной стойкости материала за счет улучшения его структуры, фазового состава, механических и физико-химических характеристик.
- Методы, основанные на создании защитного покрытия на поверхности металла, такие как гальваническое покрытие, оксидирование, анодирование, эмалевое покрытие, лакокрасочное покрытие, пластмассовое покрытие и другие. Эти методы направлены на изоляцию металла от агрессивной среды за счет образования тонкого слоя другого материала, который обладает более высокой химической стабильностью и прочностью.
- Методы, основанные на изменении свойств окружающей среды, такие как дезаэрация, обессоливание, ингибирование, пассивация и другие. Эти методы направлены на снижение агрессивности среды за счет уменьшения концентрации коррозионных агентов, таких как кислород, ионов металлов, кислот и щелочей, а также добавления в среду специальных веществ, которые замедляют или прекращают коррозионные реакции.
- Методы, основанные на использовании электрического тока или поля, такие как катодная защита, анодная защита, электрохимическая защита и другие. Эти методы направлены на изменение потенциала металла относительно среды за счет подключения к нему источника постоянного или переменного тока, который компенсирует электрохимические процессы, протекающие на поверхности металла.
Выбор оптимального метода защиты от коррозии зависит от многих факторов, таких как вид и условия коррозии, свойства металла и среды, требования к качеству и надежности защиты, экономическая целесообразность и другие. Поэтому для эффективной борьбы с коррозией необходимо проводить комплексный анализ всех этих факторов и выбирать наиболее подходящий метод защиты для каждого конкретного случая.
Источники:
- Коррозия — Википедия
- Вред который наносит коррозия металлов
- ИЗУЧЕНИЕ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ — Старт в науке (научный журнал для школьников )
- Экономический ущерб от коррозии
- Коррозия металла: виды, причины возникновения, способы очистки
- Меры борьбы с коррозией: Коррозия металлов и способы защиты от неё — Сайт автолюбителей
- МЕТОДЫ БОРЬБЫ С КОРРОЗИЕЙ МЕТАЛЛОВ — Фундаментальные исследования …
- Ущерб от коррозии в России составляет 10% ВВП