Коррозия металла доклад. Документ Microsoft Word (2). Коррозия металлов интересные факты Интересные факты о коррозии металлов
 Скачать 347.52 Kb.
|
 Содержание Коррозия металлов: интересные факты Интересные факты о коррозии металлов Коррозия металлов. Все виды особенности и факты Виды коррозийных процессов Химический вариант разрушения Электрохимическая ржавчина Разновидность металлов по отношению к коррозии электрохимического вида Разрушительные процессы на меди Ржавление железа Способы защиты от коррозии металлов Заключение «Съела коррозия»: крупнейшие катастрофы мира, случившееся из-за обыкновенной ржавчины Классификация видов коррозии Коррозия металлов: интересные факты Интересные факты о ржавчине кратко изложенные в этой статье. Интересные факты о коррозии металлов Практически все сплавы и металлы медленно разрушаются под действием некоторых факторов окружающей среды. Когда металл взаимодействует с атмосферными осадками и веществами воздуха на его поверхности появляется пленка, которая состоит из карбонатов, оксидов, сульфидов и подобных соединений. Они обладают противоположными металлу свойствами. В повседневной жизни такой процесс, мы называем «ржавчиной» и «ржавлением», когда видим налет коричнево-рыжего цвета на металлических изделиях. Научный термин ржавление – это коррозия железа. Коррозия является самопроизвольным процессом разрушения металлов и его сплавов под воздействием факторов окружающей среды. С латыни термин «коррозия» обозначает «corrodere», то есть «разъедать». Действию коррозии подвергаются не только металлы, но и камни, дерево, полимеры и пластмассы. Каждый год коррозия уничтожает от 10% до 20% всего выплавленного металла. В Швейцарии ученые сконструировали прибор, который восстанавливает металл из ржавчины. В нем корродированная вещь или изделие «бомбардируются» молекулами водорода. В процессе водород объединяется с содержащимся кислородом в ржавчине. Спустя несколько часов происходит «омоложение» изделия и ему возвращается былой вид изделия, прочного и чистого. При этом его форма остается прежней. Конечно, металл, сильно поврежденный ржавчиной, возродить не удастся. Скорость коррозии, как и всякой химической реакции, очень сильно зависит от температуры. Повышение температуры на 100 градусов может увеличить скорость коррозии на несколько порядков. Ржавчина выступает в технике, как и защитное средство. К примеру, люди освоили выплавку низколегированных сталей, содержащие в малом отношении хрома, никеля и меди. Такая сталь очень быстро ржавеет, но под слоем отпавшей ржавчины видно черную плотную пленку, которая защищает металл от дальнейшего воздействия коррозии. Единственный момент – для образования защитного слоя необходимо много времени, до 4-ех лет. Ржавчина имеет хорошую сорбционную способность к органическим веществам. После того, как ржавое железо было выкопано с органическими веществами, его нагревали в горнах, после закаливали водой путем охлаждения. В поверхностном слое металла появлялись азот и углерод, которые упрочняли изделие и придавали ему особую твердость. Римский бог Робигус является покровителем ржавчины. Для того, чтобы изделия из железа не ржавели, следует из покрыть суриком (особой красной краской) или лаком. Чугун покрывают эмалью, а сталь другим металлом, например, цинком. Ржавчина является одной из наиболее распространённых причин аварий мостов. Так как ржавчина имеет гораздо больший объём, чем исходная масса железа, её наращивание может привести к неравномерному прилеганию друг к другу конструкционных деталей. Это стало причиной разрушения моста через реку Мианус в 1983 году, когда подшипники подъёмного механизма проржавели внутри. 15 декабря 1967 года Серебряный мост, соединяющий Пойнт Плезант, штат Западная Виргиния, и Канауга, штат Огайо, неожиданно рухнул в реку Огайо. В момент обрушения 37 автомобилей двигались по мосту, и 31 из них упали вместе с мостом. 46 человек погибли, и 9 пострадали. Причиной обрушения стала коррозия. Существуют различные способы защиты металла от коррозии, например, горячее цинкование и окраска. Коррозия металлов. Все виды особенности и факты Коррозия — разрушительный процесс, который пагубно влияет на металлические конструкции. Процесс может иметь как химические, так и химико-физические причины. Чаще всего причиной возникновения таких проблем является неустойчивость материала к воздействию внешних факторов, чаще всего термодинамического характера. Чаще всего ржавчина прогрессирует исключительно в верхних слоях материала, но иногда проникает и вглубь. Виды коррозийных процессов Коррозия металлов имеет большое количество разновидностей. Но в основном все виды подразделяются на два основных типа: Коррозия общего характера. Она называется равномерной, а встречается чаще всего. Причиной возникновения такой коррозии считаются химические и электрохимические реакции. Такая разновидность коррозии приводит к отрицательному воздействию на всю поверхность материала и металлической конструкции. При этом процесс может быть равномерным или неравномерным. При неравномерном распределении ржавчины, она на одном участке разъедает материала быстрее и сильнее, чем на соседнем. Местный вид коррозии. Возникает на одном участке, где и развивается. Местная пятнами. Возникает на отдельных участках материала. Язвенная, ее еще называют питтинг. Межкристаллитная — такая коррозия возникает на пограничных областях металлического кристалла. Чаще вспыхивает в тех материалах, которые содержат в составе никель и алюминий. Металл в кратчайшие сроки остается без первоначальных показателей прочности и эластичности. Растрескивающаяся. Подповерхностная. Коррозия под током — возникает под воздействием блуждающего или постоянного тока. Коррозийная кавитация — вариант разрушений, когда помимо ржавчины на металл воздействует и ударная сила. Фреттинг-коррозия — одновременное воздействие ржавчины и вибрации, которые совместно приводят к разрушению металлических конструкций. варианты. Есть еще различия и по механизму воздействия.  Химический вариант разрушения Это разновидность процесса, при котором рушатся связи металлические, а между атомами веществ материала и окислителей возникает химическая взаимодействие. В такой ситуации не образуется электрический ток между различными областями материала. В свою очередь такой вид разрушения подразделяется еще на два типа: Газовый вариант. Получается при воздействии агрессивных азов, а также паров в сочетании с высокими показателями температуры. Если материал относится к активным, то воздействие таких сред может привести к окончательному разрушению материала по всей поверхности. К таким средам относятся: сероводород, диоксид серы, пары воды, кислород. Такой вид разрушительного процесса чаще всего заметен в промышленности и на химическом производстве. Жидкостный вариант ржавчины. Случается, в неэлектролитических веществах. Если имеется даже небольшое содержание жидкости, то процесс становится электрохимическим. Важно, что при химической разновидности коррозии металл разрушается со скоростью протекания химической реакции. Электрохимическая ржавчина Этот вариант разрушительных процессов возникает в среде электролитов. Процесс сочетается с возникновением тока. В итоге из решетки вещества убирается атом и одновременно протекают два процесса:  Анодный — вещество материала в качестве ионов входит в раствор. Катодный — те вещества, которые получаются в предыдущем процессе, связываются при помощи деполяризатора. Собственно, отвод электродов так и называется — деполяризация, а непосредственно вещества, которые способствуют данному процессу именуются деполяризаторами. Наиболее часто возможно встретить вариант разрушения с водородной и кислородной деполяризацией. Разновидность металлов по отношению к коррозии электрохимического вида Все металлы по отношению к такому виду ржавчины делятся на 4 подтипа: Активные вещества или материалы с высокими параметрами термодинамической нестабильности. Это все щелочные виды металлов. Они подвержены влиянию коррозии даже в абсолютно нейтральных средах, где нет кислорода и других окислительных веществ. Средние материалы по уровню активности — в таблице Менделеева расположены между кадмием и водородом. Это материалы, отличающиеся термодинамической нестабильностью в агрессивных кислых средах. Материалы с низкими параметрами активности или вещества с промежуточными параметрами стабильности по термодинамике. Противостоят коррозии в кислых и нейтральных атмосферах, при отсутствии кислорода. Благородные разновидности веществ. Это материалы с высокой стабильностью. Они поддаются коррозии только в кислых средах и в присутствии сильнейших окислителей. Такие типы ржавчины могут разделяться по видам агрессивных сред, в которой она протекает: Процесс в электролитных веществах — процесс протекает в жидких кислых, щелочных средах, а также в простой воде. Атмосферный вид — любой газовый вариант с наличием влажности. Это очень распространенный вариант электрохимического разрушения металла. Главное, чтобы в данной среде была влажность. Только при таких условиях есть возможность протекания необходимых реакций. При электрохимической вариации процесса одна часть металла служит анодом, а другая — катодом. Последним становятся те участки металла, куда больше поступает кислорода. В зависимости от воздействующих сред есть и другие разновидности коррозий: Почвенная — протекает с разной степенью интенсивности. Все зависит от агрессивности почвы. В таких условиях происходит подземные разрушительные процессы на трубах и прочих подземных конструкциях. Аэрационная — причиной служит неравномерный приток воздуха к разным участкам материала. Морская — процесс проходит строго в соленой воде. Биокоррозия — результат жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов. Они выделяют газы, которые и приводят к возникновению разрушительных процессов. Электрокоррозия — является результатом воздействия блуждающего тока. Кроме того, основные виды коррозии могут различаться в зависимости от типа металла, на которых они возникают. Разрушительные процессы на меди Медь считается достаточно стабильным металлом. Ее стабильность замечена в следующих средах: Атмосфера. Морская и пресная вода. Галогеновые среды со специальными условиями. В кислотах-неокислителях. При этом медные конструкции отличаются нестабильностью в следующих условиях: При контакте с соединениями серы, а также с самой серой в чистом виде. При погружении в растворы солей-окислителей. В агрессивной воде. Также часто встречается и атмосферная коррозия меди. Ржавление железа Еще один популярный элемент, который часто подвергается действию ржавчины — железо. Чаще всего железо подвергается разрушительным процессам в результате контакта с воздухом или кислотным раствором. Способы защиты от коррозии металлов Используется несколько основных методов по защите металлических конструкций от разрушительного воздействия коррозии. При использовании защиты в основном делается упор на то, что ржавчина без внешних повреждений не может проникнуть к металлу.  При этом важно, что защитные покрытия выполняют не только предохраняющую функцию, но и придают металлическим конструкциям симпатичный внешний вид. Прежде всего, это покрытия, которые разделяются на три типа, по материалам нанесения: Металлические. Неметаллические. Химические. Каждый из них имеет свои особенности и преимущества. Металлические покрытия. Это способ, при котором на металлическую конструкцию наносят тонким слоем другой вид металла, который более стабилен к разрушительному действию коррозии при аналогичных условиях. Покрытие может называться анодным или катодным в зависимости от того более активный или менее активный металл сверху. Неметаллические покрытия. Они подразделяются на органические и неорганические. Чаще всего используется высокополимерный пластик, стекло и керамика. Из органических известны и популярны лаки, битум, краски, а также резина. Химические покрытия. Это вариант, при котором на поверхности металлической конструкции при помощи химической обработки, наносится пленка, устойчивая к воздействию коррозии. Таких пленок может быть несколько разновидностей: Оксидирование — нанесение оксидных пленок. Фосфатирование — получение пленки фосфатов. Азотирование — пленка из активного азота. Воронение стали. Цементация — соединение с углеродом. Также в качестве защиты используется изменение состава коррозийной среды. Еще один вариант защиты — ввести в металл технические соединения, которые повышают стойкость материала к разрушительным действиям коррозии. Протекторный вид — вариант электрохимической защиты, при которой к конструкции присоединяются пластины с более активным металлом. При этом протектор — материал с отрицательными параметрами потенциала, а защищаемый материал — катод. Заключение Процесс коррозийной порчи материала разнообразный и многосторонний. Нюансы зависят от среды, от вида и активности металла, а также от дополнительных факторов влияния. Поэтому существует много способов защиты металлических конструкций от разрушительного влияния ржавчины и агрессивных сред. Чаще всего применяются защитные пленки, как металлические, так и неметаллические. В отдельных случаях металл специально подвергают химической обработке. Наиболее стабильны по отношению к коррозии считаются благородные металлы, в том числе золото и платина. Классификация видов коррозии Коррозионные процессы отличаются широким распространением и разнообразием условий и сред, в которых они протекают. Поэтому пока нет единой и всеобъемлющей классификации встречающихся случаев коррозии. По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть следующих видов: газовая коррозия; атмосферная коррозия; коррозия в неэлектролитах; коррозия в электролитах; подземная коррозия; биокоррозия; коррозия под воздействием блуждающих токов. По условиям протекания коррозионного процесса различаются следующие виды: контактная коррозия; щелевая коррозия; коррозия при неполном погружении; коррозия при полном погружении; коррозия при переменном погружении; коррозия при трении; межкристаллитная коррозия; коррозия под напряжением. По характеру разрушения: сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность: равномерная; неравномерная; избирательная; локальная (местная) коррозия, охватывающая отдельные участки: пятнами; язвенная; точечная; сквозная; межкристаллитная (расслаивающая в деформированных заготовках и ножевая в сварных соединениях). Главная классификация производится по механизму протекания процесса. Различают два вида: химическую коррозию; электрохимическую коррозию.  |