Основные виды коррозии метала и их отличия в условиях эксплуатации

Что такое коррозия металлов какие виды коррозии различают?

В данной статье мы отойдем от общего описания вреда коррозии и сосредоточимся на глубоком техническом анализе её морфологии. Для инженера или владельца оборудования важно не просто знать, что металл разрушается, а понимать, по какому именно сценарию это происходит. Вид коррозии напрямую зависит от условий эксплуатации: влажности, механических нагрузок и химического состава среды. Коррозия металлов виды и их проявления требуют внимательного анализа для эффективного предотвращения и защиты.

Сплошная и избирательная коррозия

Самый визуально понятный вид коррозии металлов — сплошная (равномерная) коррозия. Она охватывает всю доступную поверхность металла, контактирующую со средой. Основное отличие этого вида коррозии в его предсказуемости. Скорость разрушения измеряется в миллиметрах в год, что позволяет заранее закладывать «припуск на коррозию» при проектировании конструкций. Она характерна для простых металлоконструкций на открытом воздухе или труб, по которым циркулирует техническая вода без специфических примесей. Напротив, избирательная коррозия поражает только один компонент сплава. Классический пример — обесцинкование латуни в условиях горячего водоснабжения. Цинк вымывается из структуры, оставляя после себя пористую медную массу. Внешне деталь может сохранять форму, но её прочность падает почти до нуля, и она разрушается при минимальном давлении.

Локальные поражения: Питтинг и пятна

Локальная коррозия металлов гораздо опаснее сплошной, так как её трудно заметить при беглом осмотре.

• Питтинг (точечная коррозия): Возникает на пассивных металлах (например, на нержавеющей стали или алюминии) при воздействии ионов хлора. Хлор разрушает защитную пленку в одной точке, и там начинает расти узкая, глубокая каверна. В условиях эксплуатации на морских судах или в бассейнах питтинг может за неделю прошить стальной лист толщиной 5 мм, превратив его в «дуршлаг», хотя 99% поверхности останется блестящей и чистой.
  
• Язвенная коррозия: Отличается от питтинга большей площадью поражения, но меньшей глубиной. Она часто встречается на подземных трубопроводах, где из-за неоднородности грунта возникают локальные зоны химической активности.
  

Коррозия под напряжением и усталость металла

Этот вид разрушения специфичен для оборудования, работающего под механической нагрузкой: котлов, турбин, мостовых пролетов. Коррозионное растрескивание возникает при одновременном воздействии агрессивной среды и растягивающих напряжений. В условиях эксплуатации это выглядит как внезапное разрушение детали. В структуре металла появляются тончайшие трещины, которые растут перпендикулярно вектору нагрузки. Опасность заключается в том, что металл не теряет в массе — он просто мгновенно теряет целостность. Подобные процессы часто называют «щелочной хрупкостью» (в паровых котлах) или «сезонным растрескиванием» (в латунных гильзах при высокой влажности).

Межкристаллитная коррозия: Скрытая угроза

Межкристаллитное разрушение — это специфический вид коррозии металлов, поражающий границы зерен сплава. В условиях эксплуатации, особенно после сварки нержавеющих сталей без последующей термообработки, в зонах термического влияния выпадают карбиды хрома. Границы зерен обедняются хромом и становятся беззащитными перед электролитом.
Главное отличие в том, что деталь визуально выглядит абсолютно здоровой. Однако при нагрузке она рассыпается на отдельные кристаллы, превращаясь в металлическое крошево. Для диагностики этого вида коррозии в полевых условиях используют ультразвуковую дефектоскопию, так как обычный глаз бессилен.

Гальваническая (контактная) коррозия

Этот вид возникает в узлах, где сопряжены два разнородных металла с разным электрохимическим потенциалом. В условиях эксплуатации, например, при креплении алюминиевого листа стальными саморезами без изоляции, возникает гальваническая пара.

• Анод: Металл с более отрицательным потенциалом (алюминий) начинает стремительно разрушаться вокруг точки контакта.
• Катод: Более благородный металл (сталь) остается невредимым.

Скорость разрушения в таком «союзе» в десятки раз выше, чем если бы металлы находились в среде по отдельности. Чтобы избежать этого, инженеры используют диэлектрические прокладки или подбирают металлы, близкие друг к другу в электрохимическом ряду напряжений.

Для предотвращения гальванической (контактной) коррозии инженеры используют таблицу электрохимических потенциалов. В условиях эксплуатации важно знать, какие металлы можно соединять напрямую, а какие — только через диэлектрическую прокладку.

Ниже представлена таблица совместимости наиболее распространенных металлов и сплавов при их прямом контакте во влажной среде (электролите).

Таблица совместимости металлов в гальванических парах

Классификация по условиям среды

Помимо морфологии, коррозию разделяют по физическим условиям её протекания, что критично для подбора защиты:

• Атмосферная: Зависит от влажности и наличия в воздухе SO2 или солей.
• Подземная (почвенная): Определяется кислотностью почвы, её влажностью и наличием блуждающих токов от электротранспорта.
• Биокоррозия: Вызывается продуктами жизнедеятельности бактерий (например, сульфатвосстанавливающих), которые способны «проедать» сталь даже в анаэробных условиях (без доступа кислорода).

Понимание этих отличий позволяет точно диагностировать причину поломки и выбрать адекватный метод защиты — от простого окрашивания до сложной катодной защиты с использованием наложенного тока.

Чтобы узнать, как быстро и эффективно снять краску с металла, ознакомьтесь с нашей статьей о снятии краски. Также, если вас интересует, как закалка металла влияет на его прочность и устойчивость к различным воздействиям, мы подробно раскрыли эту тему в другой статье.