Punktu korozija: cēloņi. Metālu aizsardzība pret koroziju

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Korozija ir materiālu virsmas iznīcināšana aktīvi notiekošu redoksprocesu rezultātā. Materiāla slāņu iznīcināšanas rezultātā samazinās izturība, elektrovadītspēja, palielinās trauslums un tiek kavētas citas metāla īpašības.

Metālizstrādājumu ekspluatācijas laikā tie tiek pakļauti dažāda veida destruktīvai iedarbībai, starp kurām izceļas punktveida korozija. Viņa ir visbīstamākā un neparedzamākā.

Pitting

Uz metāla izstrādājumu virsmas bieži var pamanīt nelielas ieplakas, brūnas vai brūnas krāsas punktus. Zinātnieki šādus punktus sauc par punktveida koroziju, un to parādīšanās procesu sauc par punktkoroziju. Tas rodas uz materiālu virsmas, kas nonāk saskarē ar jūras ūdeni, dažādu sāļu šķīdumiem, ķīmiski agresīvu vidi un uztver citus negatīvus faktorus.

Punktu korozija skar tikai pasīvos metālus un sakausējumus, tā veidojas galvenokārt pretkorozijas slānī vai dažādu defektu vietās. "Punktu čūlas" var traucēt darbu dažādiemprodukti: no plānām membrānām un mikroshēmām līdz biezu sienu agregātiem. Turklāt to izskats veicina korozijas plaisu veidošanos, kas būtiski samazina materiāla norādītās īpašības.

Metālu iznīcināšanas shēma

Lai aktivizētu punktveida koroziju, ir nepieciešami divi reaģenti - aktivatori un pasivatatori. Hlora, broma, joda anjoni visbiežāk darbojas kā aktivatori - tie ir sastopami lielākajā daļā vidi, kurā tiek darbināti metālizstrādājumi. Tie adsorbējas uz metāla virsmas un veido šķīstošus kompleksus ar tā sastāvdaļām.

Ūdens vai hidroksilgrupa visbiežāk darbojas kā pasivētājs. Pats iznīcināšanas process notiek saskaņā ar šādu shēmu:

1. Aktivatora joni tiek adsorbēti uz aizsargājošās (oksīda) plēves virsmas.
2. Notiek skābekļa jonu aizstāšanas process ar procesa aktivatora joniem.
3. Veidojas liels daudzums šķīstošo jonu, izraisot plēves sadalīšanos.

Tā rezultātā uz materiāla virsmas rodas potenciālu atšķirība, kas izraisa lokālu strāvu parādīšanos, un tiek aktivizēts vardarbīgs anoda process. Tajā pašā laikā aktivējošie joni virzās uz iznīcināšanas centriem, kā rezultātā progresē punktveida korozija.

Punktu korozijas šķirnes

Punktu korozijas veids atšķiras atkarībā no vides apstākļiem, galvenokārt temperatūras, skābuma, vielu ķīmiskā sastāva. Šo faktoru ietekmē mainās forma,bedru lielums un to atrašanās vieta. Tātad pēc izmēra izšķir punktu iznīcināšanu:

• mikroskopisks - punkta izmērs mazāks par 0,1 mm;
• regulārs - bedru diametrs svārstās no 0,1 līdz 1 mm;
• čūlains, kad veidojumi pārsniedz 1 mm diametrā.

Atkarībā no atrašanās vietas punktveida korozija var būt atvērta vai slēgta. Pirmajā gadījumā ir gandrīz neiespējami atklāt iznīcināšanas pēdas - ir nepieciešams izmantot īpašas ierīces. Šāda veida korozija ļoti bieži izraisa bojājumus.

Atklāta rūsa, kas redzama ar neapbruņotu aci. Bieži bedres saplūst vienā veidojumā. Šajā gadījumā materiāla iznīcināšana nenotiek dziļumā, bet platumā, kas rada lielas platības defektus.

Bedres forma

Punktu forma ir atkarīga no tukšumiem kristāla režģa iekšpusē, kas veidojas korozijas procesa pirmajos posmos. Biežākie neregulāras formas veidojumi – tie rodas uz nerūsējošā, mazleģētā un oglekļa tērauda, alumīnija, hroma, niķeļa sakausējumu, dzelzs virsmām.

Puslodes čūlas veidojas izotropas šķīšanas rezultātā. Šis process ir līdzīgs elektropulēšanai. Tas daļēji izskaidro pusloku padziļinājumu spīdīgo dibenu. Visjutīgākie pret šādu iznīcināšanu ir titāna, alumīnija, niķeļa un kob alta izstrādājumi, kā arī tantala konstrukcijas. Apmēram tāds pats izskatsnerūsējošā tērauda punktkorozija.

Turklāt bedrītes var būt daudzšķautņainas un slīpētas. Pēdējā tipa "čūlas" ļoti bieži savienojas viena ar otru, kas noved pie lieliem puslodes lūzumiem.

Izskata iemesli

Galvenie punktveida korozijas cēloņi ir ražošanas tehnoloģijas pārkāpumi un mehāniska ietekme uz materiālu. Liešanas tehnoloģijas pārkāpuma rezultātā metālā parādās dažādi mikroieslēgumi, kas pārkāpj tā struktūru. Visbiežāk sastopamo ieslēgumu var saukt par dzirnavu skalu.

Mehāniskās ietekmes dēļ ļoti bieži uz izstrādājumu virsmas sāk veidoties punktkorozija. Iemesli tam ir augšējās aizsargplēves iznīcināšana, iekšējās struktūras pārkāpums un graudu robežu parādīšanās uz virsmas. Visbiežāk sastopamo procesu aktivizējošo faktoru var saukt par dinamisku ietekmi, kas izraisa mikroplaisu parādīšanos.

Metālu punktveida korozija ātrāk attīstās uz raupjām virsmām, kā arī agresīvas vides ietekmē - jūras ūdens, skābju šķīdumi.

Metodes metāla aizsardzībai pret punktkoroziju

Lai aizsargātu metāla izstrādājumus no punktveida korozijas, tiek izmantotas trīs galvenās metodes:

1. Slēgtu sistēmu likvidācija, izmantojot sārmainu savienojumu, sulfātu, hromātu šķīdumus.
2. Materiāla sastāvā ir iekļauti komponenti ar augstu noturību pret rūsu - molibdēnu,hroms, silīcijs.
3. Izmantojot katoda un anoda tehnoloģiju, lai izveidotu aizsargslāni.

Visas piedāvātās metodes metālu aizsardzībai pret koroziju ir pielietojamas tikai ražošanā, jo prasa augsto tehnoloģiju iekārtas un lielas investīcijas. Ikdienā nav iespējams pilnībā novērst bedru veidošanās risku. Vājināt negatīvi iedarbīgu faktoru ietekmi ir iespējams tikai ar:

• pretkorozijas pārklājumi;
• produktu darbības apstākļu uzlabošana;
• samazinot tās vides skābuma līmeni, ar kuru materiāls nonāk saskarē.

Bet visefektīvākā un pieejamākā metode ir rūpīga pulēšana: samazinot virsmas raupjumu, jūs vienlaikus palielināsiet tās pretkorozijas izturību. Bet, lai panāktu vislabāko efektu, labāk vienlaikus izmantot visas metodes metālu aizsardzībai pret koroziju.