Коррозия

Коррозия металлов – это процесс уничтожения металлов, вследствие химической реакции с веществами окружающей среды.

Больше всего страдают от коррозии сплавы на основе железа — главные материалы современной техники. «Ржа ест железо» — поговорка старая, но точная. Около 10% добытого металла теряется безвозвратно.

Железо, которое контактирует с водой на воздухе, постепенно ржавеет. Это процесс показан такой реакцией:

Fe + O₂ + H₂O   =  Fe(OH)₃

Во влажной среде, быстрее ржавеет медь и бронза. 

А сам процесс коррозии зависит от таких факторов:

- Активность металла (чем больше элемент активен, тем сильнее проходит коррозия);

- Температура (чем больше Т, тем быстрее проходит процесс уничтожения металлов);

- Кислотная или щелочная среда (коррозия, большинства металлов в кислотной среде усиливаются, а в щелочной – замедляется);

- Влияние хлорид-иона на коррозию;

- Влажность среды или контакт с водой.

Ржавчина (ее состав Fe(OH)₃)  непрочна и рыхла. За коррозией следует эрозия — разрушение металлических изделий в результате механических воздействий, после чего металл уже непригоден. Все же примерно 2/3 металлолома возвращается в производство после переплавки в мартеновских печах и конвертерах.

Скорость коррозии в технике измеряют в граммах разрушенного металла за 1 ч с 1 м2 металлической поверхности.

Если эта величина не превышает 0,1 г/м², металл считается коррозионностойким;

если же она достигает 3 г/м² и больше —  малостойким.

Металлы, теряющие с 1 м² поверхности больше 10 г в час, называют нестойкими.

Коррозионные разрушения бывают сплошными и местными, равномерными и неравномерными. 

Особенно опасна межкристаллитная коррозия, которая, не разрушая металл с поверхности, распространяется вглубь по границам составляющих металл частиц- кристаллов. Известны случаи избирательной  коррозии, например обесцинкование латуней, когда под действием внешних факторов сплав обедняется одним из важных компонентов, в данном случае цинком.

Коррозия считается химической, если после  разрыва металлической связи атом металла вступает в непосредственное взаимодействие с окислителем, и электрохимической, если в результате  взаимодействия с внешней средой образующийся ион (катион) вступает в связь не с окислителем, а с другими компонентами коррозионной среды.

А в общем суть любого коррозионного процесса состоит в изменении состояния атома и удалении его из кристаллической решетки металла.

Виды коррозии:

Химическая - разрушение металлов окислением их в окружающей среде газами и неэлектролитами.

Электрохимическая - разрушение металлов в среде электролита с возникновением в системе электрического тока.

Биологическая - разрушение металлов в результате взаимодействия микроорганизмов.

Газовая - разрушение металлов за счет их соединения  с кислородом воздуха.

Атмосферная - разрушение металлов под действием окружающей среды.

Защита от коррозии:

Существует много способов борьбы с коррозией. Можно защищать металл от нее, уменьшая  агрессивность среды, в частности введением в эту среду ингибиторов — замедлителей коррозионных  процессов. Разные металлы обладают различной  химической стойкостью и, следовательно, неодинаковой устойчивостью к коррозии. В состав нержавеющей стали добавляют коррозионностойкий хром. Хромом и некоторыми другими не поддающимися коррозии металлами покрывают (обычно электрохимически) поверхность многих металлических изделий.  Иногда металл можно покрыть другим металлом, более стойким к коррозии, - цинком, хромом, никелем, оловом, золотом.

Коррозии противодействуют и другие покрытия:  лакокрасочные, эмалевые, пленочные. Для этого металл покрывают специальными красками и лаками, а после того как они высохнут, образуется на металлической поверхности сплошная, эластичная и химически инертная пленка. Но, к сожалению, со временем на таких покрытиях образуются трещины, краска и лак осыпается, а при нагревании покрытие уничтожается или обгорает, и металлы приходиться снова красить и наносить лак.

Химиками разработаны также препараты,  называющиеся преобразователями ржавчины. Под  действием этих веществ рыхлая ржавчина преобразуется в твердый, устойчивый к механическим и химическим воздействиям грунтовой слой, на который можно наносить краску или эмаль.