Класификация на корозионните процеси
Тъй като процесът на корозия е система от взаимосвързани явления (електрохимични и химични реакции и процеси на пренос), те се класифицират според характеристиките, които определят корозионните процеси и особеностите на тяхното протичане.
Корозионните процеси се отличават с:
а) механизмът на реакциите на взаимодействие на метала с околната среда;
б) вид на корозивната среда;
в) вида (геометричния характер) на корозионното увреждане на повърхността или в обема на метала;
г) характера на допълнителните въздействия, на които е подложен металът едновременно с действието на корозивната среда.
Според механизма на реакцията на взаимодействие се разграничават два основни типа корозия на металите: химична и електрохимична. По-специално разграничете микробиологичната и радиационната корозия.
Когато макро- или микрогалванични елементи се появят върху повърхността на метала в тези области, където влиза в контакт с електролитни разтвори и мокра пара, възниква електрохимична корозия, която най-често се среща при работата на топлоелектрически централи. Повърхността на всеки метал (сплав) е хетерогенна (хетерогенна) и се състои от много микроелектродни елементи с късо съединение. При контакт с електролитния разтвор микрокорозионните системи на елементите започват да функционират, което води до разрушаване (корозия) на металната повърхност. Причините, които създават нееднородност (хетерогенност) в системата метал-електролит са различни. Сред тях могат да се разграничат три основни: нехомогенността на металната фаза, нехомогенността на течната фаза и нехомогенността на налагането на външни условия. Оборудването за пречистване на вода е податливо на този тип корозия; всички елементи на пътя на захранващата вода и тръбопроводите, от които се връща кондензатпроизводство, парогенератори; ядрени реактори; кондензатори на парни турбини и отоплителни мрежи.
По време на работа на определеното парно-енергийно оборудване винаги има условия за възникване на електрохимична корозия, включително: контакт на различни метали, повърхностна хетерогенност, нарушение на кристалната решетка на метала, неравномерно температурно поле, разлика в концентрацията на примеси в слоевете на разтвора в контакт с метала и редица други фактори.
Химическата корозия е процесът на разрушаване на металите под действието на външната среда, която влиза в химично взаимодействие с нея. Такива процеси не са придружени от образуване на електрически ток. Химическата корозия включва:
а) корозия в неелектролитни течности. Неелектролитните течности включват течности от органичен произход - алкохоли, бензен, фенол, хлороформ, масло, керосин, бензин, както и редица течности от неорганичен произход - стопена сяра, течен бром.
б) газова корозия - корозия при контакт на метал със сухи газове (когато кондензацията на влага върху металната повърхност е невъзможна) при високи температури (например корозия на материали от двигатели с вътрешно горене, горивни камери, струйни дюзи под действието на газови продукти от изгаряне на гориво). Наблюдава се при експлоатация на метални конструкции, контактни и други устройства, арматура на пещи за печене и нагряване, части от двигатели с вътрешно горене и др.
В практиката на експлоатация на електроцентрали има и комбинирани случаи на металоразрушаване, т.е. съвместна поява на химическа и електрохимична корозия. В резултат на корозивното действие на агресивните агенти върху метала се образува защитен микропорест оксиден слой директно върху повърхността му и в близък контакт с него.филм, който е продукт на метална корозия и инхибира по-нататъшното развитие на процеса на корозия. Колкото по-пълно и по-равномерно оксидният филм покрива повърхността на метала, толкова по-малко пукнатини има в него, толкова по-високи защитни свойства има.
Според вида на агресивната среда, която участва в процеса на разрушаване на металите, се различават газова, атмосферна, в електролитни разтвори, подземна и корозия в течности - неелектролити и др.
Според характера на промяната в повърхността на метала или неговите физични и химични свойства, независимо от вида на взаимодействието с околната среда, корозионното увреждане се разделя на следните видове:
1. Ако корозията обхваща цялата повърхност на метала, този вид разрушаване се нарича обща или непрекъсната корозия. Продължителната корозия се разделя на равномерна и неравномерна, в зависимост от дълбочината на корозионно разрушаване на металната повърхност. Твърдата корозия е най-малко опасният вид корозия, тъй като материалът, от който е направен апаратът или отделната му единица, само леко губи своите якостни свойства (около 5%).
2. При локална корозия се разрушават отделни участъци от металната повърхност. Локалната корозия има различна степен на разрушаване. Най-характерните видове локална корозия са корозия под формата на петна, язви, вдлъбнатини и подповърхностна, междукристална и ножова.
Корозия под формата на петна- разрушаването на отделни участъци от металната повърхност до относително малка дълбочина (например корозия на месинг в морска вода).
Корозията под формата на ямисе различава от корозията под формата на петна по по-голяма дълбочина на проникване в металния слой (например корозия на стомана в земята).
Питинг (питинг)се свързва с разрушаването на метала впод формата на точкови лезии, които се развиват в проходни (корозия на неръждаема стомана в морска вода).
Подповърхностна корозиявъзниква, като правило, в случаите, когато защитните покрития (филми, лакове) са унищожени в определени зони. Следователно металът се разрушава главно под повърхността, а продуктите от корозията се концентрират вътре в метала.
Един от най-опасните видове локална корозия емеждукристална корозия (ICC), която, без да разрушава металните зърна, се движи навътре по техните по-малко устойчиви граници. Зоната на сливане на заварени съединения се характеризира с локализирана под формата на специфични разрези - корозия на нож.
Локалната корозия е по-опасна от твърдата корозия, тъй като може значително да намали якостните свойства на стените на апарата (тръбопровод, резервоар) или да доведе до сквозни лезии и нарушаване на херметичността на апарата.
3. Сплави, съдържащи няколко структурни компонента и сплави от типа на твърдия разтвор, са податливи на селективна корозия. В първия случай корозията се нарича структурно-селективна, а във втория - компонентно-селективна.
Сред случаите на корозия, които се различават по естеството на допълнителните ефекти, трябва да се разграничат следните:
1) корозионно напукване - метална корозия, която се развива в зоната на действие на механични напрежения;
2) корозия по време на триене (ерозивна корозия) - разрушаването на метала с едновременното действие на корозивна среда и сили на триене;
3) кавитационна корозия - разрушаване на метал с едновременно корозивно и ударно действие на агресивна среда (корозия на лопатките на витлото).
Специално място заемат повредите, възникващи по време на явлениетокорозионна умора, когато агресивното действие на външната средакомбинирани с механични напрежения на метала, които са променливи по големина и знак.
Корозията пара-водана котелни тръби и прегреватели, причинена от силно прегрята пара, обикновено е равномерна и води до намаляване на дебелината на стената на тръбата.
Скоростта на различни корозионни процеси във времето се характеризира със следните типични случаи:
1) процесът на корозия протича с постоянна скорост, което се извършва при липса на защитни оксидни филми върху металната повърхност;
2) процесът на корозия се характеризира със забавяне на корозията във времето в резултат на появата на защитни филми по време на процеса на корозия или укрепването на вече съществуващи такива;
3) процесът на корозия се характеризира с ускоряване на корозията във времето в случаите, когато по време на самата корозия възникват причини, които увеличават скоростта на корозия.
Степента на корозия се изразява чрез теглото на унищожения метал (g) за единица време (час, година) на единица от неговата повърхност (m2) при контакт с агресивна среда или чрез дълбочината на проникване на корозионното увреждане (mm) в дълбочината на металната стена за единица време (година).