Глава 4 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Основные сведения, которые являются важными для излагаемой ниже информации, приведены в [35-38].
Коррозия – это разрушение металла в результате химического или электрохимического воздействия окружающей среды. Разрушение металла вследствие истирания или износа называется эрозией. В некоторых случаях химическое воздействие сопровождается механическим разрушением и определяется следующими терминами: коррозионная эрозия, коррозионный износ (фретинг-коррозия). Это определение относится только к металлам. Пластики могут разбухать или растрескиваться, древесина расщепляться или гнить, гранит подвергаться эрозии, цемент выщелачиваться, но термин «коррозия» в настоящее время относиться к разрушению металлов.
Термин «ржавление» применяется к коррозии железа или сплавов на железной основе с образованием продуктов коррозии, состоящих из гидратированных оксидов железа. Поэтому цветные металлы корродируют, а не ржавеют.
Научные основы. Поскольку при коррозии протекают химические процессы, для понимания коррозионных реакций следует знать основы химии. Так как большинство коррозионных процессов – электрохимические, особенно большое значение имеет понимание электрохимии. Коррозионное поведение часто определяется структурой и составом металла, поэтому необходимо знакомство с основами металловедения. Следовательно, химия и металловедение являются базой при изучении коррозии аналогично тому, как биология и химия служат базой при изучении медицины.
Исследователь-коррозионист изучает механизм коррозии для более глубокого понимания ее причин и предлагает доступные средства для предупреждения или уменьшения коррозионного разрушения, разрабатывает наилучшие критерии катодной защиты, описывает молекулярное строение химических соединений, которые служат наилучшими ингибиторами, разрабатывает коррозионностойкие сплавы, рекомендует термическую обработку и состав сплавов, улучшающие их качества.
Инженер-коррозионист применяет научные данные при разработке практических средств для устранения коррозионного разрушения. Например, инженер-коррозионист применяет катодную защиту в больших масштабах, предотвращая коррозию подземных трубопроводов, а также испытывает или разрабатывает новые и лучшие краски, указывает соответствующие дозировки ингибиторов или рекомендует соответствующее металлическое покрытие. Научная и инженерная точки зрения дополняют одна другую в диагностике коррозионного разрушения и в рекомендации соответствующих средств защиты.
Экономическое значение. Коррозионные исследования очень важны. Во-первых, из экономических соображений. Коррозия вызывает большие материальные потери, происходящие в результате разрушения трубопроводов, цистерн, металлических частей машин, корпусов судов, морских сооружений и т.д. Во-вторых, цель борьбы с коррозией – это сохранение металлических ресурсов, мировые запасы которых ограничены. Потеря их влечет соответствующие излишние затраты энергии и водных ресурсов, расходуемых на производство и изготовление металлических конструкций. Не меньшее значение представляет сохранение человеческого труда, затрачиваемого на проектирование и восстановление прокорродировавшего металлического оборудования.
Основной стимул проведения коррозионных исследований в современных условиях – экономический фактор. Убытки, понесенные промышленностью и городским хозяйством, исчисляются многими миллиардами долларов ежегодно.
Экономические потери делятся на прямые и косвенные.
Прямые потери – стоимость заменяемых прокорродировавших конструкций и механизмов или их частей, таких, как конденсаторные трубки, глушители, трубопроводы, кровельный металл и т.д., включая стоимость затраченного труда. Другими примерами могут служить окрашивание конструкций, когда главной целью является защита от ржавления, а также капиталовложения и стоимость содержания катодной зашиты трубопроводов. Значительный размер прямых потерь можно проиллюстрировать на примере необходимости ежегодной замены нескольких миллионов прокорродировавших домашних бачков для горячей воды, или, аналогично, ежегодной замены миллионов прокорродировавших автомобильных глушителей. В прямые потери также входит высокая стоимость коррозионностойких металлов и сплавов, применяемых вместо обычных материалов, имеющих одинаковые с ними механические свойства, но недостаточно стойких к коррозии. Сюда относится также стоимость цинкования или никелирования стали, добавка ингибиторов коррозии к воде, осушение складских помещений для хранения металлического оборудования и т.д. В общей сложности потери этого рода только в США, по приблизительным подсчетам, составляют около 5,5 млрд. долл. в год.
Косвенные потери оценить труднее, однако краткий обзор типичных потерь такого рода приводит к выводу, что они на несколько миллиардов долларов больше, чем прямые потери, о которых уже говорилось. Примерами косвенных потерь являются:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
