Развитие коррозии в различных средах

Атмосферная коррозия

В процессе эксплуатации металлоконструкций на их поверх-

ности образуется влажная пленка из-за атмосферных осадков

(дождь, туман, снег и т.д.) или в результате конденсата при су-

точных колебаниях температуры воздуха.

рН такой пленки может достигать значений 3-5 вследствие

того, что в воздухе находятся примеси, растворяющиеся в воде и

понижающие величину рН. Например, при растворении приме-

сей серы (диоксида серы SO2) процесс коррозии ускоряется бо-

лее чем в 6 раз, а при насыщении атмосферы парами раствора

хлорида натрия NaCl, скорость коррозии возрастает в 9 раз.

Механизм протекания атмосферной коррозии представлен на

рис. 3.5.

При небольшой влажности воздуха, в том числе и из-за за-

грязнения поверхности и воздуха твердыми частицами и приме-

сями, происходит неравномерная конденсация влаги на поверх-

ности металлоконструкции, и появляются анодные и катодные

участки.

Коррозия металла начинается с поверхности и постепенно

проникает в более глубокие слои. При этом образуются химиче-

ские соединения, которые остаются на поверхности в виде пле-

нок, окислов, либо переходят во внешнюю среду. Коррозионная

язва будет развиваться до тех пор, пока образующаяся над ней

толща ржавчины не станет полной преградой для диффузии ки-

слорода.

Хотя избыток кислорода способствует торможению корро-

зии, т.е. происходит пассивирование, т.к. образуются защитные

пленки, однако при наличии высококорозионной среды корро-

зионный процесс развивается беспрепятственно и вызывает

сквозные проржавления. К тому же уменьшается общая толщи-

на металла. Если не принимать мер по защите, металлическая

конструкция быстро разрушается. Поэтому срок эксплуатации

подземных металлических сооружений зависит в основном от

их коррозионной стойкости.

При длительной эксплуатации металлического сооружения (в

данном случае стального) образуется значительный слой ржав-

чины, состоящий из нескольких слоев: самого глубокого и

плотного слоя оксида железа

Катодный процесс заключается в том, что положительно за-

ряженные ионы, способные восстанавливаться, ассимилируются

с электронами, полученными в результате анодной реакции.

Самой распространенной является коррозия при восстанов-

лении кислорода. Она широко встречается в природных, про-

мышленных условиях и может иметь место в щелочных, ней-

тральных и кислых средах.

Если рассмотреть более подробно процесс кислородной де-

поляризации, то можно выделить следующие этапы:

- прохождение кислорода через поверхность раздела воз-

дух-электролит и его растворение в электролите;

- перенос растворенного кислорода в объеме электролита в

результате его движения, обусловленного конвекцией или до-

полнительным перемещением;

- перенос кислорода в диффузионный слой;

- восстановление кислорода на коррозирующей поверхно-

сти по реакции:

- диффузия или конвекция гидроксил-ионов, образовав-

шихся в результате реакции восстановления кислорода, от ка-

тодных участков вглубь раствора.

Несмотря на различие конечных продуктов реакции иониза-

ции кислорода в разных средах, сущность процесса восстанов-

ления кислорода остается неизменной, но в кислой среде обра-

зующиеся ионы гидроксила нейтрализуются катионами водоро-

да с образованием воды.

В некоторых случаях продукты анодной и катодной реакций

могут вступать во взаимодействие между собой и с компонен-

тами среды. В результате таких вторичных реакций образуются

трудно растворимые продукты, которые, отлагаясь в виде осад-

ков на поверхности, могут оказывать значительное влияние на

кинетику коррозионного процесса. Внешние проявления атмо-

сферной коррозии – неравномерное распределение мест повреж-

дений, сплошная равномерная и неравномерная коррозия, а так-

же коррозия пятнами, язвенная коррозия.