Питтинговая коррозия нержавеющих сталей

Содержание
  1. Питтинговая коррозия нержавеющих сталей
  2. Питтинговая коррозия
  3. Схема разрушения металла
  4. Разновидности питтинговой коррозии
  5. Форма питтингов
  6. Причины появления
  7. Методы защиты металла от питтинговой коррозии
  8. Питтинговая коррозия нержавеющей стали от поставщика Авек Глобал
  9. Виды коррозии нержавеющей стали
  10. Межкристаллитная коррозия
  11. Питтинг
  12. Язвенная коррозия
  13. Коррозия под напряжением
  14. Специальные виды коррозии нержавеющей стали
  15. Питтинг – суть процесса, методы борьбы с питтинговой коррозией стали
  16. Условия возникновения и распространения точечной коррозии
  17. Профилактика питтинговой коррозии
  18. Коррозия нержавеющих сталей. Виды коррозии. Устранение коррозии и способы борьбы с ней
  19. Внешнее проявление питтинговой коррозии
  20. Конструкционные узлы
  21. Причины, инициирующие питтинг
  22. Где купить качественную нержавеющую сталь?
  23. Особенности и схема развития питтинговой коррозии
  24. Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN)
  25. Основные причины образования питтинговой коррозии
  26. Что такое питтинговая коррозия?
  27. Причины
  28. Механическая деформация
  29. Неоднородность структуры
  30. Высокая шероховатость поверхности
  31. Агрессивные среды
  32. Этапы образования питтинговой коррозии
  33. Классификация питтинговой коррозии
  34. Защита металлических объектов
  35. Заключение

Питтинговая коррозия нержавеющих сталей

Питтинговая коррозия нержавеющих сталей

Бизнес 15 февраля 2017

Коррозией называют разрушение поверхности материалов в результате активно проходящих окислительно-восстановительных процессов. Разрушение слоев материала приводит к снижению прочности, электрической проводимости, повышению хрупкости и угнетению других свойств металла.

В процессе эксплуатации металлических изделий они подвергаются разрушающим воздействиям различных видов и типов, среди которых выделяется питтинговая коррозия. Она наиболее опасная и непредсказуемая.

Питтинговая коррозия

На поверхности металлических изделий довольно часто можно заметить небольшие углубления, точки бурого или коричневого цвета. Такие точки ученые называют питтингами, а процесс их появления – питтинговой коррозией. Она возникает на поверхности материалов, контактирующих с морской водой, растворами различных солей, химически агрессивными средами и воспринимающих другие негативные факторы.

Питтинговая коррозия поражает только пассивные металлы и сплавы, развивается преимущественно в антикоррозионном слое или по местам разнообразных дефектов.

«Точечные язвы» могут нарушать работу различных изделий: от тонких мембран и микросхем, до толстостенных агрегатов.

Кроме того, их появление способствует образованию коррозионных трещин, существенно снижающих заданные характеристики материала.

Схема разрушения металла

Для активации питтинговой коррозии необходимо присутствие двух реагентов – активаторов и пассиваторов. В качестве активаторов чаще всего выступают анионы хлора, брома, йода – они содержатся в большинстве сред, в которых эксплуатируются металлические изделия. Они адсорбируются на поверхности металла и образуют с его компонентами растворимые комплексы.

В качестве пассиваторов чаще всего выступает вода или гидроксильная группа. Непосредственно процесс разрушения протекает по следующей схеме:

  1. Ионы-активаторы адсорбируются на поверхности защитной (оксидной) пленки.
  2. Происходит процесс замещения ионов кислорода на ионы активатора процесса.
  3. Образуется большое количество растворимых ионов, в результате чего пленка разрушается.

В результате этого возникает разность потенциалов на поверхности материала, что ведет к появлению локальных токов, активизируется бурный анодный процесс. Ионы-активаторы при этом перемещаются к очагам разрушения, из-за чего питтинговая коррозия прогрессирует.

Разновидности питтинговой коррозии

Вид питтинговой коррозии варьируется в зависимости от окружающих условий, главным образом от температуры, кислотности, химического состава веществ. Под действием этих факторов меняется форма, размер питтингов и их расположение. Так, согласно размеру выделяют точечное разрушение:

  • микроскопическое – размер точек менее 0,1 мм;
  • обычное – диаметр питтингов варьируется от 0,1 до 1 мм;
  • язвенное, когда образования превышают 1 мм в диаметре.

В зависимости от расположения питтинговая коррозия может быть открытого или закрытого типа. В первом случае обнаружить следы разрушения практически невозможно – необходимо применение специальных приборов. Этот вид коррозии очень часто ведет к появлению пробоев.

Открытое ржавление заметно невооруженным взглядом. Нередко питтинги сливаются в единое образование. При этом разрушение материала происходит не вглубь, а в ширину, из-за чего возникают большие по площади дефекты.

Форма питтингов

Форма питтингов зависит от пустот внутри кристаллической решетки, которые образуются на первых этапах коррозионного процесса. Чаще всего встречаются образования неправильной формы – они возникают на поверхности нержавеющей, низколегированной и углеродистой сталей, алюминиевых, хромовых, никелевых сплавов, железа.

Полусферические язвы образуются в результате изотропного растворения. Этот процесс схож с электрополировкой. Отчасти этим и объясняется блестящее дно полукруглых углублений. Наиболее подвержены подобному разрушению титановые, алюминиевые, никелевые и кобальтовые изделия, а также конструкции из тантала. Приблизительно такой же вид имеет питтинговая коррозия нержавеющих сталей.

Кроме того, питтинги могут быть полиэдрическими и ограненными. «Язвы» последнего типа очень часто объединяются друг с другом, что приводит к возникновению крупных полусферических разрушений.

Причины появления

Основными причинами появления питтинговой коррозии являются нарушение технологии производства и механическое воздействие на материал. В результате нарушения технологии отливки в металле появляются разнообразные микровключения, которые нарушают его структуру. Наиболее распространенным включением можно назвать прокатную окалину.

Из-за механического воздействия очень часто на поверхности изделий начинает развиваться питтинговая коррозия. Причины этого кроются в разрушении верхней защитной пленки, нарушении внутренней структуры, выходе на поверхность границ зерен. Наиболее распространенным активизирующим процесс фактором можно назвать динамическое воздействие, что ведет к появлению микротрещин.

Питтинговая коррозия металлов развивается быстрее на шероховатых поверхностях, а также под воздействием агрессивных сред – морской воды, кислотных растворов.

Методы защиты металла от питтинговой коррозии

Для защиты металлических изделий от питтинговой коррозии используют три основных способа:

  1. Ликвидация замкнутых систем при помощи растворов щелочных соединений, сульфатов, хроматов.
  2. Введение в состав материала компонентов с высокой сопротивляемостью точечному ржавлению – молибдена, хрома, кремния.
  3. Использование катодной и анодной технологии создания защитного слоя.

Все представленные методы защиты металлов от коррозии применимы лишь на производстве, ибо требуют высокотехнологичного оборудования и больших капиталовложений. В быту же полностью исключить риск появления питтингов невозможно. Удается лишь ослабить влияние негативно действующих факторов посредством:

  • нанесения антикоррозионных покрытий;
  • улучшения условий эксплуатации изделий;
  • снижения уровня кислотности среды, с которой соприкасается материал.

Но самым действенным и доступным методом является тщательная полировка: уменьшая шероховатость поверхности, вы одновременно повышаете ее антикоррозионную стойкость. Но для лучшего эффекта лучше использовать все методы защиты металлов от коррозии одновременно.

Бизнес
Катафорезное покрытие: описание технологии и ее преимущества. Методы защиты от коррозии

Техники нанесения внешних покрытий представляют наиболее обширную группу способов антикоррозийной защиты металла. Грунтование часто используется в защите автомобильных кузовов, которые подвергаются разного рода воздей…

Бизнес
Протекторная защита от коррозии. Основные способы защиты трубопроводов от коррозии

Любые металлические изделия легко разрушаются под воздействием определенных внешних факторов, чаще всего влажности. Чтобы предотвратить подобные явления, используется протекторная защита от коррозии. Ее задача –…

Домашний уют
Как защитить виноград от ос? Самые эффективные методы

Сочные и сладкие ягоды винограда нравятся не только людям. Ими не прочь полакомиться и осы. Они без особого труда прогрызают шкурку плода, добираясь до нежной мякоти. И хотя весь урожай они съесть не в состоянии, но &…

Здоровье
Метод 20-20-20 и другие способы защиты глаз от воздействия компьютера

Сколько времени современный человек проводит за компьютером? Большая часть профессий подразумевает полный рабочий день. В результате около 60% пользователей ПК страдают от признаков компьютерного зрительного синдрома….

Автомобили
Слишком богатая смесь: причины и способы устранения от профессионалов

Современные автомобили приводит в движение двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Он характеризуется определенной схемой работы. Внутри камеры этой системы сгорает топливно-воздушная смесь. Это значит, что, заправляя а…

Бизнес
Используем фунгицидные препараты для защиты растений от болезней

Болезни растений — одна из основных причин потери урожая как в количественном, так и в качественном выражении. Повреждения вызывает ряд фитопатогенных микроорганизмов, грибы, вирусы, бактерии. Для борьбы с…

Бизнес
Как защитить клубнику от птиц: самые лучшие способы

Садовая клубника – это широко распространенная сельскохозяйственная культура, выращиваемая по всему миру. Долгие годы селекции (клубнику выращивают примерно с 1300 года) привели к тому, что урожай можно получить…

Дом и семья
Кошка чешет ухо: причины и лечение. Капли от ушного клеща для кошек

Если вы заметили, что ваша кошка чешет ухо чаще, чем обычно, необходимо внимательно понаблюдать за ней в течение суток. Причин такого поведения животного может быть множество. Довольно сложно выяснить причину самостоя…

Дом и семья
Покашливание у ребенка: причины и лечение. Препараты от кашля для детей

Покашливание у ребенка – это довольно частое явление, с которым сталкиваются родители грудничков и уже подросших детей. В этом и состоит основная опасность. Многие родители не воспринимают влажное или сухое пока…

Дом и семья
У кролика опух глаз: возможные причины, методы и особенности лечения

Выращивание кроликов – занятие увлекательное и при грамотном подходе достаточно прибыльное. «Ушастый» бизнес дает возможность заработать на продаже шкурок, племенного материала и тушек животного. Мяс…

Питтинговая коррозия нержавеющей стали от поставщика Авек Глобал

Вас интересует питтинговая коррозия нержавеющей стали? Поставщик Авек Глобал предлагает купить нержавеющую сталь отечественного и зарубежного производства по доступной цене в широком ассортименте. Обеспечим доставку продукции в любую точку континента. Цена оптимальная.

Виды коррозии нержавеющей стали

Питтинговая коррозия нержавеющих сталей

Как и все металлы, нержавеющие стали в некоторых случаях могут подвергаться коррозии равномерно по всей поверхности.

Если среда не обладает значительными окислительными свойствами, защитная пленка на поверхности металла может в конце концов исчезнуть, что приводит к общей коррозии (неустойчивая пассивность).

Более того, состояние поверхности металла влияет на природу его пассивности; коррозионная стойкость максимальна, если поверхность металла не загрязнена частицами железа или различными отложениями.

Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия нержавеющей стали происходит в основном возле сварных швов. Она может возникнуть также в результате горячей штамповки или термической обработки металла.

Это явление обусловлено локальным снижением содержания хрома при анодном растворении карбида хрома, который выделяется по границам зерен возле сварных швов при температурах 400—800 °С.

В кислой среде сцепление зерен при этом нарушается и металл становится хрупким.

Развитие межкристаллитной коррозии, которая характерна для аустенитных сталей, можно предотвратить двумя способами: снижением содержания углерода в стали до 0,03% (чтобы ограничить образование карбида хрома) и применением стали, стабилизированной ниобием или титаном, которые с углеродом образуют устойчивые карбиды.

Питтинг

Растворенный кислород обычно способствует пассивации нержавеющей стали за исключением случаев, когда происходит питтинговая коррозия (при наличии в среде хлоридов и бромидов.

Этот очень распространенный и очень опасный вид коррозии приводит к образованию сквозных изъязвлений, которые могут быть почти невидимы на поверхности. Вероятность питтинговой коррозии нержавеющей стали под действием растворов, содержащих хлориды, возрастает с увеличением количества воздуха в растворе.

Молибденсодержащие нержавеющие стали с высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода (например, Z2CND13) относительно стойки к этому виду коррозии.

Общие закономерности возникновения питтинговой коррозии трудно установить, так как они зависят от многих факторов: pH среды, концентрации кислорода, температуры, солесодержа-ния, количества взвешенных веществ и т. д. В некоторых случаях для предотвращения питтинговой коррозии могут быть применены высокосортные сплавы, такие как уранус (Uranus).

Язвенная коррозия

Существует очень мало металлов, не подвергающихся этой разновидности коррозии. Она развивается в застойных зонах, где затруднена или полностью отсутствует диффузия кислорода. Особенно часто язвенная коррозия обнаруживается под слоем отложений, оксидов, биологических обрастаний, под неметаллическими, негерметичными соединениями и т. д.

Язвенная коррозия нержавеющих сталей представляет собой сложный процесс. Он инициируется дифференциальной аэрацией, ведущей к образованию маленьких ячеек, в которых удерживаются продукты коррозии.

Если коррозионной средой является, например, вода, содержащая кислород, которая практически нейтральна, но содержит хлориды, гидролиз первичных продуктов коррозии в ячейках приведет к образованию соляной кислоты, которая, достигнув некоторой критической концентрации, вызовет развитие язвенной коррозии. Поэтому язвенная коррозия характеризуется инкубационным периодом, который может продолжаться несколько месяцев. Но если процесс коррозии начался, он развивается очень быстро. В таких случаях коррозия усиливается образованием локальных электрохимических элементов между пассивным и активным металлом, которые быстро разрушают пассивирующую пленку.

Если продукты коррозии смываются водой во время инкубационного периода, процесс язвенной коррозии прекращается полностью.

Наличие никеля и молибдена в стали увеличивает продолжительность инкубационного периода и, таким образом, повышается бероятность того, что процесс будет приостановлен на этот период.

Однако, если инкубационный период закончился и начался процесс язвенной коррозии, его скорость для стали с высоким содержанием никеля и молибдена будет столь же велика, как и для стали с меньшим содержанием этих компонентов.

Чтобы предотвратить возникновение язвенной коррозии, необходимо исключить условия, которые способствуют развитию дифференциальной аэрации. Для этой цели должны быть исключены все изменения концентрации кислорода в среде. Однако было бы неправильно предполагать, что путем насыщения среды кислородом и перемешиванием можно добиться состояния насыщения кислородом в трудно доступных зонах.

Для предотвращения образования отложений следует поддерживать достаточно высокие скорости движения воды, если возможно более 3 м/с, а сооружения должны быть запроектированы таким образом, чтобы при эксплуатации не возникали застойные зоны. Если это не удается осуществить, следует предусмотреть возможность периодического дренирования и очистки таких зон.

Коррозия под напряжением

Коррозия под напряжением может происходить в аустенитных сталях, подвергающихся механическим напряжениям, которые или являются остаточными после предварительной обработки (штамповки, сварки), или возникают в процессе эксплуатации.

Коррозия под напряжением может развиваться и в некоррозионной среде, но активизируется в присутствии горячих растворов хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов.

После инкубационного периода различной продолжительности коррозия под напряжением проявляется в виде быстро распространяющихся глубоких трещин.

Чтобы предотвратить развитие коррозии под напряжением, в некоторых случаях необходимо снять напряжения соответствующей термической обработкой.

Специальные виды коррозии нержавеющей стали

Как и при коррозий обычной стали, высокая скорость потока коррозионной жидкости может помешать образованию пассивирующей пленки и в результате будет развиваться локальная коррозия. Защитная пленка также может быть разрушена механическим абразивным воздействием твердых частиц, находящихся в жидкости.

Коррозия, вызванная образованием микропар, возникает в местах соединений различных металлов, например, в местах сварки между нержавеющей и мягкой сталью. В этом случае мягкая сталь становится анодом по отношению к нержавеющей стали и подвергается коррозии. С другой стороны, такое соединение может предотвратить питтинговую или язвенную коррозию нержавеющей стали 18—10 Мо.

Процесс холодной штамповки может привести к образовав нию механически упрочненного мартенсита, который является анодом по отношению к аустениту, составляющему остальную структуру, и поэтому становится преобладающей зоной коррозии. Этого явления можно избежать, используя низкоуглеродистые стали с высоким содержанием никеля, в которых аустениты очень стабильны.

Трансформаторы – это устройства, которые преобразуют электрическую энергию и обычно устанавливаются в общественных зданиях, ООО “Сервомеханизмы” предлагает технику линейного перемещения, а кроме того все сопутствующие товары – двигатели Электричество является одним очень важным фактором осуществления нашей жизнедеятельности.

Подача электроэнергии позволяет многим предметам, Солнечные модули широко применяются не только для энергетического снабжения домов, но и дач. Электростанция Источники электроэнергии и тепла  в настоящее время стали повсеместно доступными.

Получать энергию двух видов Особенности применения пластинчатых теплообменников в теплоэнергетике В теплоэнергетике чаще всего применяют скоростные пластинчатые теплообменники, Снабжение электричеством в автономном режиме на сегодняшний день пользуется огромной популярностью в различных областях Значение качества ацетилена при проведении резки металла Любое современное предприятие, будь то большой завод Выбор осветительного прибора является ответственной задачей, так как он делается не на один день. Шкаф АСУ ТП, как часть «умного» электротехнического оборудования ТЭС На большинстве современных электростанциях различных Встраиваемые точечные светильники и споты становятся все актуальнее. Важным этапом при производстве металлоконструкций является процесс нанесения на изделия защитных покрытий. Это решает Подшипник – это главный элемент, служащий для создания скользящего  эффекта,  передающего  вращательную энергию, от Владельцам скважин приходится самостоятельно заботиться о качестве воды, используемой для питья и домашних нужд. Кабели, которые используются на атомных электростанциях, должны соответствовать чрезвычайно высоким требованиям. Так, они должны В ситуациях, когда в работе требуется электроэнергия, но доступ к ней ограничен и труднодоступен, Незаменимый укротитель тока Преобразовать постоянный ток в так называемый «переменный», который будет иметь заданные Компания «Тепломакс» поставила насосное оборудование WILO на новый энергоблок ТЭЦ-20 в Москве Российский поставщик Чтобы разработать, испытать и правильно настроить любую новую электроаппаратуру не обойтись без универсальных средств Компания ЧЗМЭК – ведущий производитель и поставщик качественных модульных компрессорных установок, которые обеспечивают любое На рынке представлено большое количество торгового оборудования, способного многократно увеличить функциональность магазина, рынка. Отечественные Щеткодержатель ЭМЩ 2А повсеместно используют для обеспечения стабильной и безопасной работы контактных муфт, которые Скупка цветного лома и утилизация металлических отходов становится делом государственной важности. Сдача цветного металла Муфты электромагнитные повсеместно используются для обеспечения быстрой и надежной остановки/активации узлов технологического оборудования разного Российская Федерация ведет торгово-экономические отношения со многими зарубежными странами, и Иран является одной из Перевозка грузов по всему земному шару осуществляется ежедневно – самыми разнообразными транспортными средствами. Рыночные Современные технологии позволили добиться колоссального прогресса в строительстве. Сегодня человек может максимально оперативно решать Лист металлический востребован во всех отраслях промышленности, благодаря универсальным свойствам, необходимым для конструкторских решений.

Питтинг – суть процесса, методы борьбы с питтинговой коррозией стали

Питтинговая коррозия нержавеющих сталей

Питтинговая (точечная) коррозия – часть локальной коррозии, которая может в очень короткое время разрушать металл путем образования очень глубоких полостей-каверн.

Этот тип коррозии считается одним из самых опасных, потому что, в отличие от общей коррозии, он не очень хорошо виден невооруженным глазом на поверхности материала (он распространяется внутри материала), а механические, оптические и электрические характеристики, рассчитанные на эту конкретную активность, уменьшаются при впечатляющем показателе.

Феномен характеризуется образованием локальных анодных участков. Эти области намного меньше площади катода, который можно рассматривать как всю поверхность изделия. Этот тип подобен коррозионному гальваническому контакту, потому что он создает условия потока локализованных анодных токов значительной плотности и, следовательно, быстрого проникающего эффекта.

Формирование точечной коррозии происходит только на определенных типах металлических материалов, подверженных определенным условиям коррозии.

Эти металлы называются “активно-пассивными” и включают в себя железо, никель, алюминий, магний, цирконий, цинк, медь, олово, латунные сплавы и нержавеющие стали.

Процесс коррозии активируется, когда материал присутствует в растворах, которые содержат определенные ионы (галогениды, перхлораты и т.д.).

Питтинг генерируется на двух разных этапах: инициация и распространение / рост.

Триггер возникает при наличии дефектов на поверхности металла, таких как включения сульфида железа (проще говоря свободное железо) или отсутствие / локализованный разрыв пассивного слоя, который защищает поверхность от любых коррозийных воздействий.

Это последнее утверждение не может считаться общим правилом, т.к. пусковой механизм также может возникать при образовании адсорбированных пленок, которые вызывают замедление общей коррозии и определяют условия точечной коррозии.

Условия возникновения и распространения точечной коррозии

На распространение питтинга влияют:

  • Концентрация и природа ионов, присутствующих в растворе;
  • Характер катодного процесса.

Визуально вы можете видеть области без точек (катодные области), которые питают анодные реакции питтинга в процессе развития. После образования питтинг развивается с автостимолантным эффектом.

Процесс аккреции может придать питтингу разные и непредсказуемые морфологические аспекты.

Точечная коррозия может следовать направлению силы тяжести с вертикальным ростом или иметь тенденцию избегать механически очень устойчивых поверхностей (закаленных).

После появления точечной коррозии скорость коррозии достигает очень высоких значений, что приводит к ухудшению качества изделия за короткое время.

Может случиться, что питтинг не продолжит свое проникающее действие: в случае, если нет необходимых условий для его роста, не образуется питтинг большей активности, который будет поглощать весь ток, подаваемый из области, окружающей катод.

На скорость развития точечной коррозии очень сильно влияет восстановление ионов металлов по отношению к воздействию кислорода, которое ограничено растворимостью в растворе и диффузионными параметрами.

В основном, на процесс точечной коррозии очень влияют:

  • Температура;
  • Концентрация специфических ионов (Cl-) – чем выше концентрация этих ионов, тем интенсивность точечной коррозии становится более выраженной. Насыщенные растворы хлора определяют уменьшение процесса точечной коррозии, поскольку триггерные точки быстро размножаются, а затем коррозия приобретает общий вид с низкой скоростью проникновения. В этих условиях процесс точечной коррозии также останавливается после снижения растворимости кислорода, что недостаточно стимулирует анодное действие хлоридов, которые в этой ситуации имеют очень высокие скорости. Морская вода с процентным содержанием соли, равным 3%, представляет собой оптимальные условия для коррозии;
  • рН раствор;
  • Продукты коррозии – они нерастворимы и могут вызывать другие процессы локальной коррозии (щелевая коррозия);
  • Наличие ионов кислорода – их присутствие препятствует точечной коррозии;
  • Заусенцы, шероховатость поверхности, геометрические факторы;
  • Металлографические факторы – мартенситные и ферритные структуры более благоприятны для точечной коррозии, чем аустенитные структуры, которые содержат в себе такие вещества, как молибден, хром, никель, которые снижают подверженность коррозии.

Процесс распространения обусловлен созданием гальванической пары, представленной на рисунке ниже.

Учитывая активно-пассивное поведение металла в растворе хлорида натрия (NaCl, морская вода), катодная реакция протекает по всей поверхности металла с образованием ионов ОН-, которые образуют больше катодных поверхностей вне питтинга.

Анодная реакция растворения металла происходит внутри точки с образованием ионов металла и развитием диффузионных явлений, которые приводят к постепенному обогащению ионов хлора.

Действие ионов хлоридов и повышение кислотности (развитие ионов Н+) обеспечивают состояние активности металла внутри полости; одновременно, образование продуктов коррозии, которые благодаря их более высокому удельному весу способствуют процессу коррозии в вертикальном направлении, увеличивая проникающую способность процесса.

Профилактика питтинговой коррозии

Механизмы предотвращения этой формы коррозии могут быть различных типов:

  • Удаление хлоридов и окислителей;
  • Использование материалов, подходящих для агрессивных сред;
  • Проектирование правильного отвода воды;
  • Использование ингибиторов коррозии;

Оставьте заявку, чтобы бесплатно получить быстрый расчет стоимости интересующей Вас услуги.
Менеджеры ответят на любой Ваш вопрос!

Коррозия нержавеющих сталей. Виды коррозии. Устранение коррозии и способы борьбы с ней

Питтинговая коррозия нержавеющих сталей
Многие считают, что любой металл можно защитить с помощью специального оксидного покрытия, которое будет препятствовать возникновению коррозии. Однако существует особый тип коррозии под названием питтинг, который затрагивает металлы с защитным покрытием.

В большинстве случаев питтинговая коррозия затрагивает лишь верхний оксидный слой металла, а вглубь проникает достаточно медленно.

Но как именно возникает питтинг-ржавчина? Правда ли то, что существует коррозия нержавеющих сталей? Ниже мы узнаем ответы на эти вопросы.

Внешнее проявление питтинговой коррозии

Существуют различные формы разрушения металлов. Точечная коррозия или питтинг – одна из этих форм, представляющая собой местные (локальные) дефекты на поверхности металла. Чаще всего питтинговая коррозия встречается на нержавеющей стали, алюминии и его сплавах, титане, никеле и возникает, когда пассивное состояние материала частично нарушается.

Питтинг довольно опасен для металла, несмотря на маленькие размеры его проявлений.

Остальная поверхность продолжает оставаться в нормальном внешнем состоянии, и только в некоторых местах появляются белые или рыжеватые мелкие точки, язвочки, небольшие полоски.

Их облик обманчив, и глубина обычно оказывается значительной, при этом пользователь редко обращает на них внимание на ранней стадии развития.

Конструкционные узлы

Фреттинг-коррозия характерная для сборочных единиц, являющихся номинально неподвижными. Чаще всего разрушение металла наблюдается в следующих типах соединений:

  • Болтовые.
  • Заклепочные.
  • Шлицевые.
  • Контактные электрические.
  • Замковые.
  • Зубчатые хиртовые.
  • Фланцевые.
  • С прессовой посадкой (подшипники, диски, колеса, муфты на валах, оси и ступицы колес).
  • Опорные поверхности пружин и другие.

Фреттинг-коррозия болтовых соединений обусловлена износом резьбовой части и появлением утечек в зазоре. Этому способствуют уменьшение затяжки в процессе эксплуатации, саморазвинчивание соединений из-за вибрационных нагрузок.

Однако увеличение усилия затяжки не является гарантией снижения фреттинг-коррозии, так как в этом случае может возникнуть контактная сварка поверхностей.

В результате работа резьбового соединения будет происходить в неблагоприятных условиях растягивающих напряжений.

Причины, инициирующие питтинг

Часто предпосылкой для появления точечной коррозии становится нарушение технологии производства металла. Например, при несоблюдении правил отливки в стали появляются микропримеси, включения, изменяющие нормальную структуру. Некачественный металл может быть слишком пористым либо в нем появляется остаточная окалина – это тоже способствует возникновению питтинга.

Также питтинг возникает при эксплуатации стали, иных металлов в агрессивной среде: растворах, содержащих окислители и активирующие анионы (соляная, азотная кислоты, морская вода, хлористые соединения).

Прочие причины образования точечной коррозии таковы:

  • механическое воздействие, приводящее к появлению сколов, царапин и вызывающее повреждение внешней защитной пленки;
  • излишнее внутреннее напряжение металла;
  • эксплуатация изделия при высоких температурах.

На шероховатой нержавейке точечная коррозия появится с большей вероятностью, чем на гладкой, отполированной, поэтому неровная текстура поверхности тоже считается фактором риска.

Где купить качественную нержавеющую сталь?

занимается производством высококачественной коррозионностойкой нержавейки, представленной листами, трубами, лентами, рулонами. Представленные в ассортименте типы марок нержавеющих аустенитных сталей, стойких к коррозии, широко применяются в различных областях, где присутствует агрессивное воздействие кислотных сред:

  • пищевая промышленность;
  • медицинская отрасль;
  • машиностроение;
  • автомобилестроение;
  • строительство.

Только правильный выбор нержавеющей стали с высоким качеством легирования и соответствием ГОСТ поможет избежать проблем коррозии важных деталей.

Особенности и схема развития питтинговой коррозии

Питтинг отличается высокой скоростью протекания. Если вовремя не избавиться от мелких дефектов, изделие может проржаветь насквозь. Чем выше температура в месте нахождения металла, тем быстрее будет идти его ржавление.

Питтинговая коррозия развивается в три этапа:

  1. Первый этап – зарождение. Обычно случается в зонах с нарушенной защитой, где пассивная пленка на поверхности металла была разорвана, либо там, где имеет место неоднородность материала. После вытеснения кислорода ионами-активаторами оксидный слой разрушается.
  2. Второй – рост питтинга. Он подчиняется законам электрохимических реакций. Вследствие растворения оксидной пленки усиливается анодный процесс в месте точечной коррозии, при этом нормальная поверхность становится катодом.
  3. Третий – диффузное расширение. На этой стадии элемент коррозии продвигается вглубь, рядом могут формироваться новые точки ржавчины.

В некоторых случаях питтинг останавливается в развитии на второй стадии и переходит на этап репассивации. Это случается при сдвиге реакции в сторону пассивации, например, при изменении кислотности среды. Если точечная коррозия перетекла на стадию диффузного роста, она не уже может войти в репассивацию.

Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN)

Показатель RREN относится к справочным, он показывает склонность разных видов и марок нержавейки к появлению питтингов. Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии применяют как ориентир, но не как абсолютное руководство для предопределения коррозионной стойкости.

Основные причины образования питтинговой коррозии

Питтинговая коррозия нержавеющих сталей

Многие считают, что любой металл можно защитить с помощью специального оксидного покрытия, которое будет препятствовать возникновению коррозии. Однако существует особый тип коррозии под названием питтинг, который затрагивает металлы с защитным покрытием. В большинстве случаев питтинговая коррозия затрагивает лишь верхний оксидный слой металла, а вглубь проникает достаточно медленно.

Но как именно возникает питтинг-ржавчина? Правда ли то, что существует коррозия нержавеющих сталей? Ниже мы узнаем ответы на эти вопросы.

Что такое питтинговая коррозия?

Питтинговая коррозия — такая разновидность, при которой на поверхности металла образуются так называемые питтинги.

Подобная коррозия затрагивает железные сплавы, медные, алюминиевые, на основе хрома и так далее. Питтинговая коррозия возможна даже на нержавеющей стали.

Питтинг обычно затрагивает различные металлоконструкции, которые контактируют с соленой водой (обычно это различные прибрежные участки). Связано это с тем, что для запуска реакции питтинга нужен избыток так называемых ионов-активаторов, которые будут вытеснять кислород из оксидной защитной пленки — а подобные вещества в обильных количествах содержатся именно в воде.

Обратите внимание, что сперва питтинг обычно затрагивает внешние слои оксидной пленки металла, однако по мере распространения ржавчины он может захватывать весь металл целиком. Питтинговая коррозия нержавеющих сталей возникает обычно в случае комбинации сразу нескольких факторов.

Причины

Основные причины появления питтинг-коррозии:

Механическая деформация

Это может быть вмятина, царапина, растрескивание в области удара и прочее. Этот фактор является ключевым, поскольку на многих металлических сплавах на поверхности есть достаточно тонкий защитный слой, который предотвращает коррозию. Соответственно при повреждении этого слоя металл становится беззащитным перед ржавчиной.

Неоднородность структуры

Этот фактор тоже является очень важным, поскольку неоднородности часто создают небольшие очаги, где со временем заводится ржавчина. Неопытному инженеру может показаться, что этот фактор опасен только для низкокачественного металла и стали, однако это не совсем так.

Действительно, низкокачественные сплавы имеют неоднородную структуру и ржавеют значительно чаще, однако неоднородная структура может появиться также у обработанных деталей, на которые забыли нанести защитное покрытие. Простой пример: при сверлении отверстия была нарушена целостность внешней антикоррозийной пленки — это привело к появлению ржавчины.

Высокая шероховатость поверхности

Если поверхность какого-либо объект является очень шероховатой, то в таком случае на ней вряд ли сможет удержаться антикоррозийное покрытие. Поэтому появление на такой поверхности ржавчины — лишь дело времени.

Также обратите внимание, что здесь действует одно простое правило — чем более шероховатая поверхность будет у металла, тем скорее она начнет покрываться питтинг-коррозией. Однородный гладкий металл обладает большой устойчивостью к коррозии.

Агрессивные среды

Контакт с агрессивными средами (кислоты, вода с большим содержанием солей, щелочи и так далее). Агрессивные среды также могут повреждать внешний антикоррозийный слой, что со временем приведет к образованию питтинга.

Обратите внимание, что разные вещества влияют на металл по-разному — если морская вода при краткосрочном контакте не наносит каких-либо повреждений, то при контакте с сильными кислотами повреждение стали может возникнуть моментально. Поэтому нужно соблюдать правила хранения и обработки металлов.

Этапы образования питтинговой коррозии

Главной опасностью питтинг-коррозии является быстрое распространение. Дело все в том, что по мере образования ржавчины разрушается внешний защитный слой, поэтому питтинг-коррозию не удается локализовать на каком-либо участке.

Даже самый маленький питтинг-фрагмент растет и увеличивается в размерах, а при отсутствии своевременной обработки коррозия очень быстро захватывает весь металл целиком, что делает его бесполезным и даже опасным (скажем, когда речь идет о навесной металлической конструкции).

Питтинговая коррозия по металлу распространяется в несколько этапов:

  1. Питтинг возникает в местах с поврежденным антикоррозийным покрытием (царапины, трещины, вмятины и так далее), а также в случае неоднородной структуры металла.

    Еще одна локализация — это обработанный металл, на который по какой-либо причине не нанесли защитное покрытие.

  2. На химическом уровне питтинг происходит следующим образом: ионы-активаторы под действием электрохимических сил вытесняют кислород из оксидной пленки, которой покрыт металлический лист или изделие.

    Это приводит к постепенному разрушению внешнего слоя металла с образованием характерных язв и пятен коричневато-рыжего цвета.

  3. По мере разрушения оксидной пленки ржавчина захватывает все новые участки поверхности металлического объекта, что приводит к ухудшению его физических свойств (теряется плотность, твердость, прочность и так далее).

    Реакция окисления идет по электрохимическому сценарию за счет вытеснения кислорода из оксидной пленки.

  4. После полного уничтожения оксидной пленки питтинг начинает проникать вглубь металлического сплава — наступает так называемый диффузный этап. Скорость протекания диффузного питтинга достаточно низкая, а полное ржавление может занять большое количество времени.

Обратите внимание, что иногда может происходить самопроизвольная пассивация металла, что приводит к замедлению образования ржавчины. На практике подобный сценарий встречается достаточно редко, хотя подобные случаи и встречаются. Обратите внимание, что в случае перехода питтинга на диффузный этап пассивация невозможна по физическим причинам.

Классификация питтинговой коррозии

Существует несколько видов питтинга:

  • Поверхностный. При таком сценарии ржавчина затрагивает исключительно верхнюю поверхность металла. Распространяется она в виде небольших тонких линий диаметром 1-3 мм.

    Поверхностная ржавчина на начальном этапе обычно захватывает углы, однако со временем она начинает распространяется в горизонтальном направлении по всей поверхности металлического элемента.

  • Открытый.

    При таком сценарии ржавчина распространяется в виде частых крупных точек, диаметр которых составляет 2-5 мм. На поверхности сперва образуется несколько точек, которые располагаются далеко друг от друга.

    Со временем количество точек пропорционально растет и они захватывают всею поверхность металлического объекта.

  • Закрытый. При таком сценарии питтинг захватывает сперва внутреннюю поверхность металлической пленки.

      Распространение коррозии обычно идет в виде коротких линий или широких окружностей среднего диаметра (5-15 мм). Данный сценарий встречается достаточно редко. Он является самым губительным и опасным в связи со сложностью его своевременного обнаружения. Такая коррозия проявляется на поверхности только на позднем этапе роста ржавчины, когда спасти металл уже невозможно.

Защита металлических объектов

Главным способом защиты нержавеющей стали и металла от питтинг-коррозии является пассивация. Для обработки обычно используется специальный раствор на основании азотной и лимонной кислот. При необходимости кислотный раствор для пассивации может усиливаться различными вспомогательными добавками. Некоторые инженеры добавляют в раствор ферроцианид калия в концентрации 2-3%.

Цель пассивации — это замедление коррозии вплоть до полного прекращения образования новой ржавчины. Пассивирующий кислотный раствор в данном случае выполняет роль новой защитной пленки, которая образуется на поверхности во время пассивации.

Помимо пассивации могут применяться другие вспомогательные меры защиты:

  • Заделывание трещин и дефектов. Одной из главных причин появления ржавчины является нарушение целостности оксидной пленки в результате внешних дефектов. Если такие повреждения вовремя заделывать, то ржавчина не успеет образоваться.
  • Удаление неровностей и шероховатостей. Ржавчина часто появляется на неровных поверхностях. Зачистка поверхности металла будет надежно защищать деталь.
  • Нанесение хромированного покрытия. Некоторые стали можно защитить с помощью нанесения дополнительного покрытия на основе хрома.

    Этот элемент препятствует образованию ржавчины.

Заключение

Питтингом называют особую форму ржавчины, которая захватывает защитный оксидный слой металла. В большинстве случаев ржавчина распространяется в виде небольших точек и длинных полос. На позднем этапе могут образовываться большие пятна неровной формы и длинные полосы-язвы.

Главные причины образования питтинга — механические дефекты, химические повреждения, наличие неровностей и так далее. В зависимости от характера ржавчины различают несколько видов питтинга — открытый, закрытый, поверхностный и так далее. Основным методом защиты металла от питтинга является пассивация, а также своевременная обработка локальных дефектов.

Список используемой литературы:

  • Руководство для подготовки инспекторов по визуальному и измерительному контролю качества окрасочных работ» / Гл. ред. Пирогов В.Д.. — Екатеринбург: ИД «Оригами», 2009.
  • Акимов Г. В.

    , Основы учения о коррозии и защите металлов, М

  • Томашов Н. Д., Теория коррозии и защиты металлов, М
  • Батраков В. П., Теоретические основы коррозии и защиты металлов в агрессивных средах, в сборнике: Коррозия и защита металлов, М., 1962
  • http://www.xumuk.

Сделай своими руками
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: